Пуассон это что такое
Пуансон и матрица
Для того чтобы изготовить изделия из металла сегодня применяется специализированное оборудование. Без использования соответствующей оснастки изготовить некоторые детали, с учетом максимальной точности их размеров, практически невозможно. Именно поэтому штампы, прессы, а также другие приспособления оснащаются пуансонами и матрицами.
Как известно, без соблюдения идеальной точности размеров изделия, ни о каком высоком качестве продукции даже не может идти и речи. Это же касается и внешнего вида детали, что во многих случаях также очень важно.
Что такое матрица и пуансон
Матрица – это специальный металлический короб, придающий форму для будущей детали или изделия. В ней полностью отсутствует крышка, а стенки строго параллельны.
Сегодня можно использовать матрицы, предназначенные только для какого-то определенного вида изделия (простые), а также для большего количества типов продукции (комбинированные). К последним прибегают гораздо реже, чем матрицам простого типа, которые широко применяются в строительной и других сферах. С их помощью изготавливается различная продукция, среди которой пустотелые кирпичи, блоки и т д.
Пуансон (другое название пресс-штемпель) представляет собой особую конструкцию, которая полностью совпадает с профилем матрицы. Иными словами, он образует будущее изделие с верхней стороны, выполняя функцию пресса, маркировщика или штампа. С помощью такой системы можно выполнять выдавливание детали, нанесение маркировки (в зеркальном или обычном виде), либо штамповку. Чаще всего пуансоны используются в сфере обработки металла (например, для прессования, гибки листового металла), изготовления различных строительных материалов (шлакоблоков, газобетонных блоков различных типов) и других.
Виды и типы (по материалу, конструкции, применению, назначению)
В зависимости от типа конструкции и назначения, пуансоны бывают:
С помощью пуансона заготовка продавливается через матрицу. Весь рабочий процесс проходит в условиях высокого давления, а при горячей обработке – еще и температурного воздействия. Исходя из этих, а также других особенностей, используются определенные материалы, которые обеспечивают высокую точность изделий, а также отсутствие деформации самой системы. Все это позволяет работать длительное время без необходимости замены.
Они изготавливаются из следующих материалов:
Особенности
Любые станки промышленного назначения отличаются не только простотой в работе и обслуживании, но также практичностью и долговечностью. Однако для того, чтобы пуансоны и матрицы служили максимально длительные сроки, необходимо постоянно следить за оборудованием, особенно, касаемо очистки рабочего пространства и оборудования после работы.
Что касается рабочей поверхности пресса или станка, их необходимо регулярно чистить и обслуживать. Таким образом будет гарантирована длительная бесперебойная работа.
Однако не следует забывать, что даже при самом лучшем отношении к станкам вам все ровно придется часто менять различные расходные части матриц и пуансонов, поскольку они относятся к категории быстроизнашивающихся. В среднем срок эксплуатации пуансона и матрицы от 4 до 6 лет (зависит непосредственно от условий использования и специфики работ).
Что касается размеров и форм составных частей матриц и пуансонов, они могут существенно отличаться, в зависимости от особенностей запланированных работ. Если более конкретно, их конфигурация будет зависеть от размеров, типа, а также формы бетонного или металлического изделия, которое планируется изготавливать с помощью данного оборудования.
Для качественного результата с максимальной точностью необходимо постоянно следить за рабочей поверхностью штамповочных станков и прессов. Нужно, чтобы она была ровной без трещин, заусенцев, пробоин, выступов, зазоров и других деформаций. Все это самым прямым образом будет влиять на конечное качество и размер будущего изделия.
С этой целью пуансоны цилиндрического типа часто подвергают шлифовке (черновой и чистовой), а также заточке и полировке. Пуансоны фасонного назначения производятся путем оттиска с обязательным процессом закалки (на протяжении 8 минут деталь находится под воздействием температуры 780 градусов) и финишной обработки. Все это обеспечивает идеальную четкость оттисков и гладкость поверхности.
При работе с деталями с широким контуром обычно используются фрезерные или строгальные станки. С их же помощью также изготавливаются матрицы, учитывая особенности и точные размеры изделий. Прессовальные формы, которые изготовлены с соблюдением норм производства, обеспечивают максимально точную линию среза, притом, что сам штамп в процессе эксплуатации изнашивается в минимальной степени.
С помощью матриц и пуансонов можно производить однотипные детали в больших объемах без необходимости проверки каждой из них на предмет соответствия размеров. При этом каждое отдельно взятое отверстие имеет конкретные параметры, согласно которым производится вытеснение, вырезание и другие манипуляции. После этого деталь совершенно не обязательно подвергать дополнительным обработкам. Иными словами, весь процесс изготовления продукции требует всего 1-2 действия, позволяя существенно сэкономить время.
Зазор между матрицей и пуансоном
Сам по себе зазор всегда непосредственно зависит от толщины и особенностей материала. Он может колебаться в пределах от 0,5 мм до 12 миллиметров, а также от 4 до 16% от толщины заготовки.
Вы сможете обеспечить действительно идеальную точность конечной продукции только в случае, если зазор между матрицей и пуансоном будет правильно определен и настроен. Здесь также важнейшую роль играет уровень остроты кромок. Если все настроено правильно, в соответствии с нормами, изготавливаемая деталь получает размеры, точно соответствующие техническому проекту.
Обеспечиваем клиентов качественной продукцией
На производственном предприятии Rival Laser применяют самые современные технологии и оборудование. К примеру, вот применение пуансона и матрицы при гибке листового металла автономном панелегибе Salvagnini.
Используя на своем оборудовании только качественные пуансоны и матрицы, изготовленные согласно всем правилам и нормам, компания Rival Laser существенно экономит Ваше время, средства и нервы. Мы изготавливаем продукцию с максимальной точностью и в строгом соответствии с Техническим заданием клиента.
Оставьте заявку на быстрый расчет
Минимальный заказ от 15 000 руб. без учета стоимости металла.
Металлообработка — основной вид деятельности компании «Риваль Лазер».
Мы специализируемся на работе с черными и цветными металлами и предлагаем весь цикл услуг их обработки: от резки и гибки заготовок до порошковой покраски и дробеструйной обработки.
Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества для предприятий металлургической, машиностроительной и других отраслей производства и работаем по всей России, СНГ и Европе.
Пуассон Симеон Дени
Полезное
Смотреть что такое «Пуассон Симеон Дени» в других словарях:
Пуассон, Симеон Дени — ПУАССОН Симеон Дени (1781 1840) французский математик, механик и физик, один из основоположников математической физики, член Парижской АН (1812), иностранный почётный член Петербургской АН (1826). Окончил Политехническую школу в Париже (1800), с… … Морской биографический словарь
Пуассон, Симеон Дени — В Викицитатнике есть страница по теме Симеон Дени Пуассон … Википедия
Пуассон, Симеон-Дени — С. Д.Пуассон Симеон Дени Пуассон (фр. Siméon Denis Poisson, 21 июня 1781, Питивье, Франция 25 апреля 1840, Париж) знаменитый французский физик и математик. Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера,… … Википедия
Пуассон Симеон-Дени — С. Д.Пуассон Симеон Дени Пуассон (фр. Siméon Denis Poisson, 21 июня 1781, Питивье, Франция 25 апреля 1840, Париж) знаменитый французский физик и математик. Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера,… … Википедия
Пуассон Симеон Дени — С. Д.Пуассон Симеон Дени Пуассон (фр. Siméon Denis Poisson, 21 июня 1781, Питивье, Франция 25 апреля 1840, Париж) знаменитый французский физик и математик. Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера,… … Википедия
Пуассон Симеон Дени — Пуассон (Poisson) Симеон Дени (21.6.1781, Питивье, департамент Луара, 25.4.1840, Париж), французский учёный, член Парижской АН (1812), почётный член Петербургской АН (1826). По окончании в 1800 Политехнической школы в Париже работал там же (с… … Большая советская энциклопедия
Пуассон Симеон-Дени — (Simé on Denis Poisson) знаменитый французский физик математик. Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера, занимал незначительную административную должность в городе Питивье (в департаменте Луары). Здесь… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Пуассон, Симеон-Дени — (Siméon Denis Poisson) знаменитый французский физик математик. Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера, занимал незначительную административную должность в городе Питивье (в департаменте Луары). Здесь в … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Пуассон\ Симеон\ Дени — (21.06.1781 1840), французский математик, механик и физик, иностранный почетный член Петербургской АН (1826). Труды по математическому анализу, теории вероятностей, математической физике, теоретической и небесной механике, теории упругости,… … Биографический словарь Франции
Пуассон, Симеон — С. Д.Пуассон Симеон Дени Пуассон (фр. Siméon Denis Poisson, 21 июня 1781, Питивье, Франция 25 апреля 1840, Париж) знаменитый французский физик и математик. Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера,… … Википедия
Великий заморыш из Питивье
«Жить стоит лишь для того, чтобы заниматься математикой», — полагал Симеон Дени Пуассон. Это имя знакомо каждому физику и математику. Широко известны распределение Пуассона, скобки Пуассона, интегралы Пуассона, алгебра Пуассона, уравнения Пуассона. Он опубликовал более 300 работ в области математической физики, теоретической и небесной механики, термодинамики, теории упругости (и это далеко не полный перечень). Поиск по ресурсу arXiv.org выдает более четырех тысяч статей, в заголовках которых присутствует его имя. Работы эти посвящены поразительно широкому кругу тем — от супергравитации до ранжирования различных брендов косметической продукции на основе отзывов в Amazon. О таком человеке хочется рассказать поподробнее.
Симеон Дени Пуассон
Отец его, тоже Симеон, в ранней молодости подался простым солдатом во французскую армию. В то время шла война, впоследствии названная Семилетней (1756–1763). Похоже, теперь она прочно забыта, хотя вполне заслуживает названия Нулевой мировой войны: ведь в нее оказались втянуты с десяток государств и их колоний, а баталии шли не только в Европе, но и в Северной Америке и даже в Индии. Франция в союзе с королевством Габсбургов, Россией и мелкими сателлитами воевала против Великобритании, Пруссии и их сателлитов. Потери были нешуточными даже по современным меркам. В итоге Великобритания с Пруссией оказались победителями и во многом определили дальнейший ход европейской истории.
Симеону-старшему в армии не понравилось — там над ним постоянно издевались начальники, и он попросту дезертировал. Вернулся в родной городок Питивье в центральной Франции, неподалеку от Орлеана, занял должность мирового судьи, женился на некой мадмуазель Франштер и занялся продолжением рода. К несчастью, все их дети умирали в младенчестве, так что, когда 21 июня 1781 года на свет появился Симеон Дени, родители делали всё возможное, чтобы продлить его жизнь.
Мать будущего гения математики здоровьем не отличалась, к страстным воззваниям Жан-Жака Руссо, который призывал обратиться к природе и полагал, что ребенок должен питаться молоком матери, осталась равнодушна и отдала младенца кормилице. Та жила на далекой ферме, так что родители видели младенца редко. Однажды отец пошел проведать сына и обнаружил его одного в пустом доме, по которому бродили голодные собаки и прочие домашние животные. Сама крестьянка была в поле. Дабы обезопасить младенца, она подвесила его плетеную из ивы люльку на вбитый в потолок крюк. Как позднее вспоминал сам Пуассон, «мои младенческие гимнастические упражнения приводили к периодическому отклонению колыбели от вертикали и тем самым вызвали интерес к теории колебаний, которой я много занимался впоследствии».
Симеон Дени вернулся домой, и неизвестно, что бы из него вышло, если бы сын отцовского приятеля не пожаловался, что в школе им задают очень трудные задачи, которые никто не может решить. Одна задача была такой. У некоего винодела было 12 литров вина в наполненном до краев бочонке. Он захотел поровну поделиться со своим другом, но у него оказались под рукой только еще два бочонка — один объемом 8 литров, а другой объемом 5 литров. Отдавать другу 12-литровый и 5-литровый бочонки он не хотел, а вот отдать ему 8-литровый с 6 литрами вина был не прочь. Какие операции он должен был для этого проделать? (Решение задачи оставляю детям читателей этих строк. Вдруг для кого-то из них это тоже станет первым шагом на пути к высотам математики.)
К изумлению окружающих, Симеон Дени с легкостью решил эту и другие задачи. В результате отец, хотя и не без колебаний, отправил его в школу в соседний городишко Фонтенбло.
Со школой Пуассону на редкость повезло. На его счастье, там оказался прекрасный учитель математики, который очень скоро понял, что имеет дело с учеником выдающихся способностей. Когда учитель уже не мог его ничему научить, Пуассон стал заниматься самообразованием. В 16 лет с благословения учителя Симеон Дени решил поступать в одно из ведущих высших учебных заведений Франции — парижскую Политехническую школу. На вступительных экзаменах он выглядел таким заморышем, что число вопросов свели к минимуму, но всё же его приняли. Первый испытательный год он закончил лучшим из всех кандидатов по всем предметам, за исключением черчения — но преподаватели решили закрыть на это глаза.
Любопытно, что спустя много лет то же самое произошло и с другим гениальным французским математиком — Анри Пуанкаре. Тот тоже с блеском сдал все экзамены в Политехническую школу, но полностью провалил черчение, на что тоже закрыли глаза. Это особенно странно потому, что Пуанкаре был амбидекстром — в одинаковой степени хорошо владел обеими руками. Студенты поражались тому, как, начав писать левой рукой на левой половине доски, он перекладывал мел в правую руку и с той же скоростью и так же четко продолжал выписывать уравнения на правой половине.
В 1798 году Пуассон приступил к занятиям уже как полноправный студент. Курс по аналитическим функциям читал сам великий Жозеф-Луи Лагранж (1736–1813). Вскоре он заметил, что один из слушателей во время ответов у доски или в коротких записках нередко предлагал изящные решения, ускользнувшие от внимания мэтра. Лагранж не делал из этого секрета, и по Парижу стал разноситься слух о блестящем юноше, которому суждено пополнить плеяду великих французских математиков. Так и случилось.
В студенческой среде Пуассон был славен не только своими несомненными математическими талантами, но и бодрым, веселым нравом, казалось бы не соответствующим его хилому телу. Однажды студенты затеяли разговор о том, что хорошо бы помимо ученых знаний иметь и надежную профессию, а то ведь кто знает, как сложится научная карьера. Кто-то захотел быть маляром, кто-то плотником, а Дени (так его стали называть, опуская первое имя) заявил, что стал бы парикмахером. В подтверждение своих слов он самостоятельно подстригся и в таком виде явился на занятия. Гомерический хохот не позволил преподавателю начать лекцию. Чтобы поправить положение, на следующий день Дени пришел в совершенно дурацкой широкополой шляпе с отвисшими полями, уверяя, что именно так одеваются крестьяне его деревни, когда им нужно отправляться в город на рынок. Потом кто-то из студентов пустил слух, будто Пуассон ходил по Парижу в деревянных сабо, но Араго уверял, что на его друга навели напраслину.
По окончании Политехнической школы Пуассон работал очень активно, публикуя одну работу за другой, и его научная карьера круто пошла в гору. Уже в 1800 году он стал в альма-матер младшим профессором, а в 1806-м — полным профессором, сменив на этом посту не абы кого, а самого Жана-Батиста Жозефа Фурье (1768–1830). Фурье сопровождал Наполеона во время похода в Египет (1798–1801), руководил археологическими раскопками, был назначен секретарем Каирского института, затем вернулся к профессорству в Политехнической школе, но спустя пять лет император отправил его в Гренобль, назначив префектом департамента Изер. Отказать императору было, конечно, невозможно. К счастью, административные проблемы не помешали Фурье и дальше заниматься физическими и математическими задачами.
В 1808 году Пуассон был назначен главным астрономом в Бюро долгот — весьма важная по тем временам должность. В 1809 году в Школе был создан факультет наук, где он занял пост профессора механики. Вскоре его назначили инспектором артиллерии — он сменил великого Адриена Мари Лежандра (1752–1833). Пропущу несколько менее видных должностей, но одну из них следует упомянуть. В 1827 году Пуассона повысили в Бюро долгот от главного астронома до главного геометра, то есть математика. Ранее эту должность занимал не кто иной, как величайший из великих — Пьер-Симон де Лаплас (1749–1827). Конечно, Пуассон был избран и в Академию наук (1812), и членом Лондонского королевского общества (1818), а в 1826 году стал иностранным почетным членом Петербургской академии наук.
Но всё это лишь должности, приведенные здесь, чтобы показать, с какими людьми, с какими легендарными именами был связан наш герой. Араго упоминает, что Лаплас относился к Пуассону как к родному сыну, рано приметил и стал во всем опекать. Вполне возможно, что близость маркиза к императору позволила ему быстро продвигать Дени по служебной лестнице. Но это не бросает тень на самого Пуассона. Все свои должности он, несомненно, заслужил, а к политике, похоже, был довольно равнодушен. Правда, иногда позволял себе скептические замечания — например, в 1814 году: «Ну вот, побеждали всех, побеждали, а теперь противник вошел в Париж». Тот же Лагранж не был чужд общественной жизни и гордился тем, что в смутные революционные времена зарубил в Академии наук идею о переходе с десятичной системы счисления на двенадцатеричную. С него было достаточно переименования привычного июля-августа в какой-то «термидор».
К родителям Дени относился очень нежно. Каждую новую напечатанную работу он обязательно отправлял домой. Отец исправно собирал их и пытался читать. После смерти родителей в их доме нашли пачку статей сына, уголки страниц которых были истерты пальцами Симеона-старшего. Наименее измусоленными были страницы с формулами.
Матери он писал не реже, чем раз в две недели. Она тут же отвечала. Переписка выглядела весьма странно. Сын, например, отчитывался: «Сейчас просматриваю корректуру статьи такой-то, потом возьмусь за написание статьи такой-то». Мать отвечала: «Ты должен обязательно просмотреть корректуру статьи такой-то и тут же немедля взяться за написание статьи такой-то». Полуграмотных родителей такого сына можно лишь пожалеть. Где им было понять, чем занят их потомок.
Рассказывая об ученом такого калибра, нельзя не остановиться хотя бы на одной его работе. Распределение Пуассона известно всем. Это дискретное распределение позволяет оценить, например, вероятное число отказов оборудования за данный отрезок времени или прикинуть, сколько голов может забить футбольная команда за сезон. В Excel’е для этих целей есть даже стандартная функция POISSON. Менее известно, как Дени получил это распределение.
И так на протяжении почти сотни страниц со сложными многоступенчатыми формулами. Любопытно, что в самом начале пятой главы Пуассон указывает в сноске, что аналогичное исследование провел в России в 1834 году член Петербургской академии наук Михаил Васильевич Остроградский. Однако Пуассон полагает, что сделано это было совершенно другим методом, а потому излагает свой. Интересно, а занимается ли кто-то этой тематикой в нашей стране сейчас и какое бы у нас получилось распределение Пуассона?
Пуассон всю жизнь смертельно боялся врачей и никогда им не показывался, хотя и часто хворал. Араго полагает, что это могло стать причиной его ранней кончины, всего в 58 лет. Не любил он и путешествовать: не только Францию ни разу не покинул, но и за пределы Парижа не выезжал. Прогулки его ограничивались получасовым променадом по Люксембургскому саду. Семью он всё же завел и произвел на свет двух сыновей и двух дочерей, ничем не выдающихся. По настоянию жены вложил все сбережения в покупку большой фермы неподалеку от Парижа, но взглянуть на свою собственность так и не сподобился.
Умер Пуассон в 1840 году. Когда после его кончины жители родного Питивье решили по подписке собрать деньги на памятник, многие возражали, справедливо указывая, что после отъезда в Париж он так ни разу в своем городке и не показался. Но памятник всё же поставили.
На склоне лет Лагранж как-то сказал Пуассону: «Меня часто мучает бессонница, и я перебираю в уме разные числа. Одна находка может вас заинтересовать. Гюйгенс был на 13 лет старше Ньютона, а я на 13 лет старше Лапласа. Даламбер был на 32 года старше Лапласа, а Лаплас на 32 года старше вас». Тем самым Лагранж протянул цепочку от самых великих к Пуассону и причислил его к их сонму. И это совершенно справедливо.
1 Arago F. Oeuvres Complètes. V. 2. Paris, Leipzig, 1854.
2 Желающие могут прочесть полный русский перевод, выполненный математиком и астрономом Дмитрием Перевощиковым (1788–1880). См.: Араго Ф. Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров. Том II, III. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000.
3 Poisson S. D. Recherches sur la probabilité des jugements en matières criminelles et matière civile. Paris, 1837.
«Жизнь украшается двумя вещами: занятием математикой и её преподаванием.» Симеон Дени Пуассон
Великий французский математик, механик и физик Симеон Дени Пуассон родился 21 июня 1781г. в маленьком местечке Питивье (департамент Луара, Франция). Отец его, солдат ганноверских войск, дезертировавший вследствие притеснений офицера, занимал незначительную административную должность в городе Питивье в департаменте Луары.
Симеон Дени не был первенцем супружеской четы Пуассонов, в семье уже родилось несколько сыновей и дочерей, но все они умерли в раннем возрасте. Маленький Симеон также не отличался крепким здоровьем, но его мать постаралась сделать всё возможное, чтобы не потерять ещё одного ребенка, и буквально не отходила от него. Кроме того, пока малыш не окреп, он постоянно находился под наблюдением специально нанятой няньки.
Некоторое время Симеон Дени находился на воспитании у кормилицы. Чтобы иметь с малышом поменьше хлопот, она обвязывала младенца вокруг пояса широким полотенцем и подвешивала его к большой горизонтальной балке. Так, качаясь в виде своеобразного маятника, маленький мальчик проводил много часов. Впоследствии Пуассон шутил: «Без сомнения я качался из стороны в сторону, и таким образом мне на роду было написано исследовать движение маятника».
Мальчик рос совершенно обычным, ничем не примечательным, и никаких особых надежд в раннем детстве не подавал. У родителей даже возникли сомнения по поводу его умственных способностей. Отцу, конечно, очень хотелось, чтобы его сын стал нотариусом, но семейный совет решил, что с этой работой ему не справиться и лучше ему стать врачом.
Тогда началась уже революция, и отец Пуассона успел получить более высокое положение и занял одну из видных должностей в управлении городом. Семья переехала в другой дом, более приличествующий новому положению в обществе. Здесь жизнь стала оживленнее: приходило много людей, из Парижа стали поступать различные журналы и среди них «Журнал Политехнической школы».
Случилось так, что тетради журнала попали в руки молодого Пуассона, который стал просматривать их, и решать находившиеся там задачи, и находить верные решения. Особенно ему понравилась задача, предложенная ему другом, которая впоследствии стала называться «задачей Пуассона»: «Некто имеет двенадцать пинт вина и хочет подарить половину, но у него нет сосуда в шесть пинт; у него два сосуда, один в восемь, а другой в пять пинт; спрашивается, каким образом налить шесть пинт в сосуд восьми пинт?»
«Эта задача,- говорил Пуассон,- определила мою судьбу. Я решил, что непременно буду математиком».
Родители Пуассона быстро переменили мнение об умственных способностях своего сына и отправили его обратно в Фонтенбло, но на этот раз в школу. В школе Пуассон учился блестяще. Его дарование и трудолюбие позволили ему сильно оторваться от своих сверстников. Когда он выходил к доске, учителя уже знали, что сейчас они услышат много нового и интересного для себя, а ученики часто вообще мало что понимали. В школе Пуассон учился у учителя Вильи, человека увлечённого и любящего воспитанников. Вскоре Вильи пришёл к убеждению, что ему приходится «учить учителя». Он предоставил Симеону свободу действий, а сам подбирал ему нужную математическую литературу и был бесконечно рад его успехам. Между учителем и учеником завязалась крепкая дружба, которая не прекращалась и тогда, когда Пуассон стал знаменитостью. Всякий раз, когда академик Пуассон выступал со своими научными сообщениями, в зале можно было встретить «древнего» старичка, который с большим вниманием слушал выступающего. Это был Вильи. Пуассон полностью оправдал предсказания своего учителя, любившего повторять, что «эта маленькая рыбка станет впоследствии большой» (пуассон в переводе с французского означает «рыба»).
В 17 лет Пуассон поступил в Политехническую школу. Он был первым по количеству набранных на экзамене баллов и не выпускал этого первенства из рук все годы обучения. Это было одно из самых лучших учебных заведений Франции. На эту школу, созданную по декрету революционного Конвента в 1794, возлагалась задача подготовки инженерных и офицерских кадров. Воспитанники Политехнической школы должны были занимать, в конечном счете, высшие технические и государственные должности.
Срок обучения в Политехнической школе был сравнительно невелик — всего два года, интенсивность же обучения была очень высокой. В значительной степени выдающаяся роль Политехнической школы в развитии физико-математического образования связана с прекрасным педагогическим коллективом. Среди профессоров школы в первые годы её существования были известные учёные: Монж, Лаплас, Лагранж, Фурье, Карно. По существу все основные курсы и учебники математического анализа, геометрии и механики, на много лет предопределившие уровень математического образования (и не только во Франции), были созданы профессорами Политехнической школы.
Однажды во время лекции по математике знаменитый Лагранж сказал, что трудно найти прямое доказательство сформулированной им теоремы. Каково же было его изумление, когда на следующий день Пуассон протянул ему листок с требуемым доказательством.
Блестяще справился он и с заданием Лапласа, пытавшегося озадачить «первого ученика». Ответ был настолько оригинальным, что знаменитый Лаплас признал его «изящным».
Лишь одно обстоятельство омрачало жизнь молодого ученого: вскоре он понял, что не может заниматься, например, начертательной геометрией, одной из перспективнейших на тот момент дисциплин в Политехнической школе. Черчение не давалось Пуассону. Существенным недостатком Пуассона была плохая координация, не позволявшая ему на должном уровне рисовать чертежи, графики и тому подобное. Он не научился даже держать в руках рейсфедер. Возможно, для любого другого студента этот изъян стал бы решающим фактором, не позволившим ему продолжать научную карьеру. Но талант Пуассона позволил преодолеть эту помеху Профессора проявили мудрость и освободили его от занятий по черчению.
Уже первые его математические работы были выполнены на таком высоком научном уровне, что он не только стал известен как подающий большие надежды молодой ученый, но и получил в 1800 году учёную степень, не сдавая выпускных экзаменов.
В 1800 г. Пуассон окончил Политехническую школу. Благодаря протекции Лапласа, сразу же по окончании обучения Пуассон занял должность репетитора в Политехнической школе, что было неординарным событием: в те времена, как правило, большинство молодых учёных вначале своей карьеры вынуждены были какое-то время работать в провинции и лишь затем получали назначение в Париж. Так же удачно сложилась и дальнейшая карьера Симеона Пуассона. С 1802 года он занимал должность помощника профессора, а в 1806 г. назначен профессором на место выбывшего Фурье.
Первая научная работа Пуассона появилась в 1800 г. В ней на четырёх страницах были изложены все результаты книги Э.Безу «Общая теория алгебраических уравнений», содержащей 450 страниц.
Получил Пуассон признание и за рубежом: он был членом всех научных обществ и академий Европы и Америки, в том числе почётным членом Петербургской Академии наук (1826).
Пуассон, по словам Франсуа Доминик Араго, «обладал ещё одним достоинством, которым часто пренебрегают даже не высоко стоящие в науке: точностью исполнения своих обязанностей». Известно, например, что выпускные экзамены в Политехнической школе ежегодно отнимали у Пуассона четыре недели, в течение которых он должен был экзаменовать по девять часов в день. «Только однажды, — пишет Араго, — из приличия Пуассон отказался экзаменовать своего старшего сына, но воспитанники Политехнической школы, узнав об этом, послали к нему депутацию с объявлением, что они вполне верят его беспристрастию и просят не отказываться от экзамена».
Педагогическую работу Пуассон любил, об этом говорит и его известное высказывание: «Жизнь украшается двумя вещами — занятием математикой и её преподаванием». Лекции Пуассона отличались ясностью и глубиной. В последние годы жизни он поставил перед собой задачу написать фундаментальный курс математической физики. До конца выполнить эту задачу Пуассон, к сожалению, не успел.
Одно из главных понятий в электростатике – это понятие об электрическом потенциале. Потенциал всегда зависит от величины и расположения зарядов в пространстве. Пуассон в 1811 году вывел дифференциальное уравнение, связывающее потенциал с плотностью распределения зарядов. Простейшие задачи в электростатике можно, конечно, решать и не пользуясь уравнением Пуассона. Но для сколько-нибудь сложных задач, когда есть много зарядов и расположены они произвольным образом, рассчитать зависимость потенциала от координат можно только с помощью этого уравнения. Уравнение Пуассона, вместе с результатами Эйлера, Гаусса, Лапласа, Грина и Остроградского, лежит теперь в основе современной теории потенциала – важного раздела математической физики.
Написанный Пуассоном двухтомный «Трактат механики» (1811) долгое время считался лучшим учебником по механике.
Пуассон написал свыше 300 работ. До сих пор не потеряли своего значения его работы по теории определённого интеграла, по дифференциальным уравнениям с частными производными, по теории вероятностей.
Пуассон сделал крупный вклад, а вариационное исчисление, теорию кратных и криволинейных интегралов, в вопросы интегрирования в комплексной области, в теорию асимптотических разложений.
Одновременно с К.Гауссом Пуассон указал необходимое условие существования экстремума двойного интеграла.
Пуассон ввёл в науку понятие «закон больших чисел», заложил основы современной теории суммирования расходящихся рядов, независимо от Ф.Бесселя открыл функции, которые теперь называются бесселевыми.
В 1817 году Пуассон женился на Нанси де Барди, родившейся в Англии, дочери французских эмигрантов. Всего в их семье было четверо детей, два сына и две дочери, но никто из них не продолжил дела отца и не избрал научной карьеры. По своему характеру Пуассон был домоседом, не любил поездок и старался в случае перемены жилья подбирать новую квартиру неподалёку от старой. В качестве примера, иллюстрирующего нелюбовь Пуассона к поездкам, Араго приводит такой рассказ: скопив денег, учёный купил прекрасную ферму недалеко от Парижа и при этом никогда на ней не бывал.
Пуассон до некоторого времени отрицал волновую теорию света. К работам в этом направлении ставился даже с насмешкой и высокомерием. И хотя его точка зрения была ошибочной, в торжестве волновой теории света не обошлось без математического дара Пуассона.
В 1818 году Французская Академия, членом которой к этому времени уже был Пуассон, установила приз за наилучшее объяснение дифракции, пребывая в уверенности, что корпускулярная теория выиграет. Один из мемуаров представил гражданский инженер Огюстен Жан Френель, где дифракция анализировалась из принципа, получившего впоследствии название принцип Гюйгенса–Френеля, опирающегося на представления о волновой теории света. Пуассон, опираясь на интуицию, высмеял эту работу. Но решил привести и математические доводы. Так появилось «пятно Пуассона».
Пятно Пуассона – это яркое пятно, возникающее за непрозрачным телом, освещённым направленным пучком света, в его области геометрической тени. Это явление стало одним из веских подтверждений волновой теории света. Существование этого пятна и показал теоретически Пуассон, опираясь на предложенную Френелем теорию. Получалось, что за большим круглым непрозрачным телом прямо в середине его геометрической тени должно возникать небольшое светлое пятно. Очевидную абсурдность этого результата Пуассон хотел использовать как главный аргумент против теории дифракции Френеля, однако Доминик Араго поставил эксперимент, подтвердивший это предсказание. В итоге этот результат, ставший известным как пятно Пуассона (иногда пятно Араго–Пуассона), оказался весомым аргументом в пользу новой волновой теории. В результате Огюстен Френель получил премию Академии наук в Париже в 1819 году после экспериментального подтверждения своей теории, теоретиком которого стал Пуассон.
Одна из решённых им в теории колебаний задач касалась вычисления частот колебаний небольших металлических или стеклянных пластин, жёстко закреплённых в одной точке. Опыты с такими пластинами проделывались немецким физиком Эрнстом Хладни, и первая информация о них относится к 1787 году.
В 1809 году Хладни продемонстрировал эти опыты членам Французского Национального института. Все смотрели на них с изумлением, не сразу понял их смысл даже Лаплас. Сами опыты заключались в следующем. На закрепленную в центре горизонтальную пластинку сверху равномерно насыпается очень мелкий песок. Для простоты можно ограничиться случаем, когда пластинки квадратные или круглые. Если слегка коснуться пластинки в той или иной точке пальцем и одновременно возбудить колебания пластинки, проведя поперек нее смычком, то песок перераспределится, собираясь вдоль «узловых линий». Наблюдаемые песчаные фигуры (их называют хладниевыми) могут иметь сложную, но всегда достаточно симметричную конфигурацию. Заслуга Пуассона при объяснении хладниевых фигур состоит в том, что он установил связь частоты колебаний пластин с числом узловых линий.
Распределение Пуассона – так называется формула, позволяющая для многих задач вычислять распределение случайных величин. С помощью этой формулы можно, например, подсчитать вероятность того, что в коллективе, состоящем из 2021 человека, ровно k человек родились в тот же день, что и Пуассон (k = 0,1,2,3,4. ). Можно вычислить как распределены опечатки в какой-нибудь книге при условии, что существует постоянная вероятность того, что любая буква будет набрана наборщиком неправильно. Хорошо описывается формулой Пуассона и процесс радиоактивного распада, например, радия. (Этот процесс заключается в превращении ядра атома радия в ядро атома радона с испусканием альфа-частицы. Распад каждого отдельного ядра происходит независимо от состояния других ядер, и вероятность такого распада в единицу времени есть величина постоянная).
Политикой молодой учёный особо не интересовался, но в послереволюционной Франции вообще в стороне от неё оставаться было невозможно. Оказался вовлечён в водоворот политических событий и Пуассон. Так, когда в 1804 году студенты Политехнической школы выступили против Наполеона, он сумел предотвратить их необдуманные действия. При этом учёный руководствовался интересами не новоявленного императора, а учебного заведения, в котором работал, поскольку понимал, что подобная акция может сильно повредить Политехнической школе.
Сам же Пуассон отнюдь не был бонапартистом и довольно открыто высказывался против политики Наполеона. Например, по поводу событий 1812–1814 годов он говорил: «Вот, наконец, победы привели войну к воротам Парижа». А во время «Ста дней» Пуассон чуть было не стал волонтёром антинаполеоновской армии, и только слабое здоровье помешало учёному сделать это.
От Наполеона он получил титул барона. Правда, титулом не пользовался и даже отказался от дворянского диплома. Он усердно служил и последующим правительствам Франции. Во времена Людовика Филиппа в 1837 г. он стал членом палаты пэров и был награжден орденом Почётного легиона.
Однажды Лагранж сказал Пуассону: „Я стар. Во время моих бессонных ночей я развлекаюсь числовыми сравнениями; выслушайте маня, это любопытно. Гюйгенс тринадцатью годами старше Ньютона; и тринадцатью годами старше Лапласа; Лаплас тринадцатью годами старше вас”.
Знаменитый французский математик Франсуа Доминик Араго так прокомментировал эти слова: „Можно ли деликатнее похвалить Пуассона, причислив его к семье великих геометров? Творец «Аналитической механики ”, назначив Пуассону место между Гюйгенсом, Ньютоном, Даламбером и Лапласом, выдал ему свидетельство на бессмертие”.
Пуассон любил искусство, литературу. В молодости он два раза в декаду отказывался от обеда и на сэкономленные деньги ходил в театр. Он знал наизусть Мольера, Корнеля, трагедии Расина.
Умер Симеон Дени Пуассон 25 апреля 1840 года в Ско, пригороде Парижа, тихо в кругу родных и близких. «Это печальное событие, без сомнения, случилось бы гораздо позже, – писал Араго, – если бы он более уважал советы врачей и просьбы друзей и если бы на некоторое время прекратил свои умственные занятия». Но вряд ли можно было этого ожидать от человека, который высшим счастьем жизни считал изучение и преподавание математики.
Наиболее известными его учениками были П.Г.Лежён-Дирихле, Ж.Лиувилль и М.Шаль.
Пуассону воздвигнут памятник в Питивье. Его по праву считают одним из создателей современной математической физики. В 1935 г. Международный астрономический союз присвоил имя Пуассона кратеру на видимой стороне Луны.
Имя Пуассона внесено в список имен 72-х величайших учёных Франции, размещённый на одном из этажей Эйфелевой башни.
Его имя носят следующие математические объекты: распределение Пуассона; биномиальное распределение Пуассона; скобки Пуассона; интегралы Пуассона; коэффициент Пуассона; уравнение Пуассона; теоремы Пуассона; формула суммирования Пуассона; пуассоновский процесс (поток); ядро Пуассона; регрессии Пуассона; нули Пуассона.
Имя Пуассона часто встречается в учебниках по математическому анализу и электромагнетизмау, теории вероятностей и акустики, квантовой механики и теории упругости. В истории науки Пуассон стоит в одном ряду с его выдающимися современниками — Лапласом, Лагранжем, Фурье, Коши, Ампером, Гей-Люссаком, Френелем.
* Пуассон в совершенстве знал труды многих своих предшественников, особенно подробно он изучал работы Эйлера и Д’Аламбера. Позднее друг и биограф Пуассона, выдающийся физик и тоже воспитанник Политехнической школы Франсуа Араго писал: « Пуассон никогда не имел надобности тратить время и силы на искание того, что уже было найдено.»
Решение «задачи Пуассона»: «Некто имеет двенадцать пинт вина и хочет подарить половину, но у него нет сосуда в шесть пинт; у него два сосуда, один в восемь, а другой в пять пинт; спрашивается, каким образом налить шесть пинт в сосуд восьми пинт?»