นักคณิตศาสตร์ของนโปเลียน

จักรพรรดิแห่งฝรั่งเศสโปรดปรานนักคณิตศาสตร์ ถึงแม้ว่าตนเองจะไม่ได้เป็นนักคณิตศาสตร์ก็ตาม นักคณิตศาสตร์สองคนที่ใกล้ชิดกับพระองค์เป็นพิเศษคือ แกสพาร์ด มองก์ (Gaspard Monge 1746-1818) และโจเซฟ ฟูเรียร์ (Joseph Fourier 1768-1830) ในปี 1798 นโปเลียนพานักคณิตศาสตร์ทั้งสองไปอียิปต์พร้อมกับพระองค์ เพื่อไปช่วย “สร้างอารยธรรม” ให้กับประเทศโบราณแห่งนั้น

ฟูเรียร์เกิดที่เมืองอ็อกแซร์ (Auxerre) ประเทศฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 21 มีนาคม ค.ศ. 1768 เมื่ออายุได้แปดขวบเขาต้องกลายเป็นเด็กกำพร้า และได้รับความช่วยเหลือจากบิช็อปในเมืองนั้นให้เข้าเรียนในโรงเรียนทหาร ตอนอายุแค่สิบสองขวบฟูเรียร์ก็ฉายแววความสามารถให้เห็น เขาเขียนบทคำเทศนาให้กับพระผู้ใหญ่ประจำโบสถ์ในปารีส และพระเหล่านั้นก็นำไปเทศน์โดยทำเหมือนว่าเป็นคำเทศนาของตนเอง การปฏิวัติในฝรั่งเศสในปีค.ศ. 1789 ช่วยให้หนุ่มน้อยฟูเรียร์รอดพ้นจากการเป็นนักบวชไปตลอดชีวิต เขากลายไปเป็นศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์และผู้สนับสนุนการปฎิวัติอย่างเต็มตัว ครั้นเมื่อการปฎิวัติสร้างโอกาสกับพวกก่อการร้าย ฟูเรียร์รู้สึกรังเกียจความโหดร้ายทารุณ เขาได้ใช้ทักษะการพูดจาโน้มน้าวคน ซึ่งสั่งสมมาจากการเขียนคำเทศนาให้ผู้อื่นเป็นเวลาหลายปี ในการสั่งสอนคนให้ต่อต้านการกระทำอันเลยเถิดของพวกปฏิวัติ ฟูเรียร์นำความสามารถในการพูดต่อหน้าสาธารณชนไปใช้กับการสอนวิชาคณิตศาสตร์ที่โรงเรียนชั้นเยี่ยมหลายๆ แห่งในปารีสอีกด้วย

ฟูเรียร์สนใจวิศวกรรม คณิตศาสตร์ประยุกต์ และฟิสิกส์ ที่อิโคลโพลีเทคนิค (École Polytechnique) เขาทำงานวิจัยอย่างจริงจังในสาขาเหล่านี้ และได้นำเสนอบทความหลายชิ้นต่ออะแคเดมี ความมีชื่อเสียงของเขาทำให้นโปเลียนสนใจ และในปี 1798 พระจักรพรรดิขอให้ฟูเรียร์ร่วมเดินทางไปกับพระองค์ ให้เข้าร่วมขบวนเรือธงของกองทัพ พร้อมกับทัพเรือห้าร้อยลำของฝรั่งเศสที่มุ่งหน้าสูอียิปต์ ฟูเรียเป็นส่วนหนึ่งของ Legion of Culture หน้าที่ของ Legion คือ “นำคุณอนันต์ของอารยธรรมของชาวยุโรปไปสู่ประชาชนของอียิปต์” วัฒนธรรมจะถูกเผยแผ่ไปสู่ประชาชนอียิปต์ที่ในขณะที่พวกเขาถูกพิชิตโดยกองทัพเรือ ในอียิปต์สองนักคณิตศาสตร์ตั้งสถาบันแห่งอียิปต์ขึ้น ฟูเรียร์อยู่ที่นั่น จนถึงปี 1802 เขาจึงเดินทางกลับประเทศฝรั่งเศสและได้รับแต่งตั้งเป็นเจ้าเมืองเขตในย่านเกรโนเบิล (Grenoble) ที่นั่นเขามีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับงานสาธารณะประโยชน์ต่างๆ เช่น การระบายน้ำออกจากที่ลุ่มที่มีน้ำขัง การปราบปรามไข้มาลาเรีย ทั้งที่ต้องทำงานมากมาย นักคณิตศาสตร์ผู้ผันตัวมาเป็นนักปกครอง ก็ยังสามารถหาเวลาสร้างสรรค์ความคิดทางคณิตศาสตร์ที่ดีที่สุดได้ ผลงานชิ้นเอกของฟูเรียร์คือทฤษฏีเกี่ยวกับความร้อน ที่เป็นคำตอบของคำถามอันสำคัญมากข้อหนึ่ง นั่นคือ ความร้อนถูกนำพาไปได้อย่างไร ผลงานชิ้นนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลแกรนด์ไพรซ์จากอะแคเดมีในปี 1812 ส่วนหนึ่งของผลงานมีพื้นฐานมาจากการทดลองที่เขาทำขึ้นในทะเลทรายอียิปต์ระหว่างที่เขาอยู่ที่นั่น เพื่อนของเขาบางคนเชื่อว่า การทดลองเหล่านั้น ซึ่งรวมไปถึงการปล่อยให้ตัวเองต้องเผชิญกับความร้อนระอุที่สะสมในห้องปิด น่าจะเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เขาเสียชีวิตก่อนเวลาอันควร ด้วยวัยเพียง 62 ปี

ฟูเรียร์ใช้เวลาในปีท้ายๆ ของบั้นปลายชีวิตไปกับการบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับนโปเลียนและความใกล้ชิดสนิทสนมของเขากับนโปเลียน ทั้งสมัยที่อยู่ในอียิปต์และหลังจากที่นโปเลียนหลบหนีจากเกาะเอลบา (Elba) อย่างไรก็ตามสิ่งที่ทำให้ฟูเรียร์เป็นอมตะคืองานวิจัยของเขาเกี่ยวกับความร้อน เพราะเขาเป็นคนให้กำเนิดฟังก์ชันเป็นคาบ (periodic function) ที่สำคัญยิ่ง อนุกรมของฟังก์ชันเป็นคาบดังกล่าว เมื่อนำมาใช้อย่างเหมาะสมจะทำให้เราสามารถกะประมาณค่าของฟังก์ชันอื่นได้ อนุกรมของฟังก์ชันแบบนี้ เรียกว่า อนุกรมของฟูเรียร์

« ตอนที่แล้ว – ตอนต่อไป »