另外一个钻石王老五,那就是传递函数的祖师爷,傅里叶

上一篇 / 下一篇  2010-06-09 16:41:46/ 个人分类:原子吸收和质谱仪器的数学物理基础

  说完弗朗禾费,我们来看另外一个钻石王老五,那就是传递函数的祖师爷,傅里叶。

  很多年以后,当傅里叶在官场几经宦海沉浮,他还能回想起1789年跟着拿破仑远征埃及的那段峥嵘岁月。金字塔在沙漠里苍凉地矗立,大漠的落日下,一个30岁的青年凝望着金字塔的狮身人面象,他的胡子已经很长,神情有点疲惫。从远处看,这个背影有点象当年五国城外的青年秦桧——感觉也许没有未来。

  不同于秦桧的是,这个时候的傅里叶不是一个文人,而是一个数学家。和弗朗和费一样,他也在很小的时候就失去了双亲,在贫穷中度过少年时代,在不要学费的军校里呆过。1789年的时候他还没有结婚,虽然别人在说三十而立,但他没有结婚。

  拿破仑这次远征,带着一个庞大的学者团,一共有165个学者,拿破仑还册封自己为“法国科学院院长”,仿佛这次他不是来打仗,而是来搞学术研究的。傅里叶只不过是这群人中的一个,他本来也许不会在历史上留下名字,但这个时候,埃及热带气候里的蠹虫和蚊子使得他得了一种很严重的病,这种病叫粘液水肿——一种让人总是感觉寒冷的疾病——也许是一种疟疾吧。

  反正从法国到埃及的这次远行改变了傅里叶,他总觉得非常寒冷。

  于是,3年以后,当他从埃及回到法国,在夏天他也要穿着厚厚的棉袄。 这件事情改变了他的一生,他决定研究一下地球是如何获取热量的这一问题。 傅里叶得出的结论是:尽管地球确实将大量的热量反射回太空,但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。(实际上太阳给地球提供了负熵,才使得地球有丰富的生物结构。) 傅里叶的这个研究有点不够深邃,但他开始考虑的热量传播问题是一个很好的方向。

  热量为什么能够传播呢?

  热量的传播需要媒介吗?

  热量传播的速度是多大?

  作为一个终身未婚的人,傅里叶有大量时间搞研究。傅里叶的脑子也很乱,他觉得热传播和牛顿的超距作用似乎也有点不同,又觉得有点差不多。最后傅里叶提出了处理这种连续媒递作用的数学工具:热传导方程(不过这个方程是非物理的,因为这个方程中,热量的传播速度是无穷大的)。

  当时人们对热的本质并没有很好的了解,分子运动论也不是傅里叶擅长的内容。但傅里叶在埃及回来的20年里从数学上很好的解决了这个热量传递的问题。

  于是,他出版了一本很重要的书,堪比牛顿的《原理》。江山代有才人出,傅里叶的书影响了一代又一代人,可谓是江畔何人初见月,江月何年初照人。 人生代代无穷已,江月年年只相似。傅里叶老师的书名字就叫《热的解析原理》。

  写完这本书,傅里叶还在官场里浮沉,他不但是大学的教授,同时还是一个地区的行政长官,他的职责包括征税,征兵,执法,执行巴黎政府的其他命令,纂写政府工作报告……这个时候他要想找一个女人犹如探囊取物,但他还是保持单身生活。

  傅里叶在他的著作中提到了一个很重要的概念,这个概念就是“傅里叶变换”。在仪器学的电路理论中,很多人熟悉所谓的电路的传递函数,这个其实就是从傅里叶变换中得出来的。从傅里叶的眼光来看,弗朗禾费发现的太阳光线中的吸收线,和模拟电路中的带阻滤波,其实是同一个事情——都好象是频率空间的高速公路关闭了某一条车道。


TAG:

 

评分:0

我来说两句

显示全部

:loveliness::handshake:victory::funk::time::kiss::call::hug::lol:'(:Q:L;P:$:P:o:@:D:(:)

Open Toolbar