|| জোসেফ ফুরিয়ার || প্রয়াণ দিবসে স্মরণলেখায় মৃদুল শ্রীমানী

জাঁ ব‍্যাপটিস্ট জোসেফ ফুরিয়ার ( ২১ মার্চ ১৭৬৮ – ১৬ মে ১৮৩০) ছিলেন একজন ফরাসি গণিতবিদ। আজ থেকে দুশো বছরের বেশি আগে, ১৮২০ সালে গণিতবিদ ফুরিয়ার হিসাব করে বললেন, পৃথিবীটা যদি শুধুমাত্র আগত সূর্যরশ্মির দ্বারাই উত্তপ্ত হত, তাহলে তা এর চেয়ে যথেষ্ট বেশি রকম ঠাণ্ডা হত।

এই হিসাবটা কষতে গিয়ে তিনি পৃথিবীর চেহারা, তার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, আর তার উপাদানের খবরাখবর, আর তার গায়ে বাতাসের আবরণকে বিবেচনা করেছিলেন। বাতাসের উপাদান হিসাবে প্রধান প্রধান গ‍্যাসের কথা খেয়াল রেখেছিলেন।

ওই সঙ্গে পৃথিবী থেকে সূর্যের দূরত্ব কতটা, তাও ফুরিয়ার হিসাবে রেখেছিলেন। কি করে, কোন্ কোন্ উৎস থেকে তৈরি হ‌ওয়া তাপের প্রভাবে পৃথিবীটা এতটা গরম হয়ে উঠল, তা তিনি ১৮২৪ – ১৮২৭ এর মধ‍্যে বিভিন্ন নিবন্ধে প্রকাশ করেছিলেন। আজ যাকে আমরা গ্রীনহাউস এফেক্ট বলে পরিবেশের জন্য উদ্বেগ প্রকাশ করি, তার সূচনা যেন জোসেফ ফুরিয়ার এর হাতে।

অবশ্য ‘গ্রীনহাউস এফেক্ট’ এই নামটা ফুরিয়ার ভাবেন নি। বিজ্ঞানীরা বলেন, এই গ্রীনহাউস এফেক্ট না থাকলে নাকি পৃথিবী পৃষ্ঠের গড় তাপমাত্রা হত মাইনাস আঠারো ডিগ্রি সেলসিয়াস। অথচ ঠিক এই সময়ে পৃথিবীর গড় তাপমাত্রা হল পনেরো ডিগ্রি সেলসিয়াস। আর বিগত শতাব্দীতে এই গড় তাপমাত্রা ছিল চৌদ্দ ডিগ্রি সেলসিয়াস।

মনে করা হয় যে, জীবাশ্ম জ্বালানি, যেমন খনিজ তেল বা কয়লা পুড়িয়ে বাতাসে কারবন ডাই অকসাইডের পরিমাণ বেড়েছে, আর তার সঙ্গে মিথেন গ‍্যাসের পরিমাণ বেড়ে শিল্প বিপ্লবের পরবর্তীতে পৃথিবীর তাপমাত্রা ১.২ ডিগ্রি সেলসিয়াস বেড়ে গিয়েছে। ইদানীং দশকে দশকে পৃথিবীর গড় তাপমাত্রা বাড়ছে। তির হার হল ০.১৮ ডিগ্রি সেলসিয়াস।

গ্লোবাল ওয়ার্মিং এর জন‍্য পর্বত চূড়ায় তুষার কিরীট গলে যাচ্ছে, সমুদ্রের নিচে প্রবাল প্রাচীর ধ্বংস হচ্ছে, মেরু অঞ্চলে বরফ গলছে, সমুদ্র তলের উচ্চতা বাড়ছে, এবং একের পর এক ভয়ঙ্কর ঝড় সমুদ্র বক্ষে উৎপন্ন হয়ে স্থলভাগে ঝাঁপিয়ে পড়ছে।

পৃথিবীপৃষ্ঠের এই তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে গোটা মানবসভ্যতা যে বিপুল বিপর্যয়ের সম্মুখীন, সে নিয়ে ফুরিয়ার প্রথম সচেতন করলেন। আর ফুরিয়ারের সেই সচেতনতা এল তাপ কিভাবে পরিবাহিত হয়, এবং বিকিরিত হয়, তা নিয়ে চর্চা ভাবনা করতে করতে। এই চর্চা করতে করতেই গণিত পদার্থবিদ ফুরিয়ার সিরিজের জন্ম দেন। ফুরিয়ার সিরিজ হল এক ধরনের ত্রিকোণমিতিক সিরিজ। তবে সব ত্রিকোণমিতিক সিরিজ কিন্তু ফুরিয়ার সিরিজ নয়।

১৮২২ সালে, চুয়ান্ন বৎসর বয়সে জোসেফ ফুরিয়ার তাপের প্রবাহ নিয়ে একটি ব‌ই লেখেন। ১৭০১ সালে মহাবিজ্ঞানী আইজ‍্যাক নিউটন বস্তু কিভাবে ঠাণ্ডা হয়, তা নিয়ে একটি নিবন্ধ লিখেছিলেন। সেটি রয়‍্যাল সোসাইটির বিজ্ঞান জার্নাল ফিলজফিক‍্যাল ট্রানজাকশনসে প্রকাশিত হয়েছিল।

তাতে নিউটন যে পদ্ধতিতে যুক্তিবিন‍্যাস করেছিলেন, তা ফুরিয়ারকে কিছুটা হলেও প্রভাবিত করেছিল। ফুরিয়ার হোরেস বেনেডিক্ট দে স‍্যোসুর ( ১৭ ফেব্রুয়ারি ১৭৪০ – ২২ জানুয়ারি ১৭৯৯) এর একটি পরীক্ষার উপর নির্ভর করে ছিলেন। বিজ্ঞানী স‍্যোসুর দেখিয়েছিলেন একটি পাত্রের ভিতর ভিন্ন ভিন্ন স্বচ্ছ কাচ দিয়ে বায়ুকে আলাদা করে রাখলে সবচাইতে অভ‍্যন্তরের বাতাস তুলনামূলক ভাবে বেশি উত্তপ্ত হয়। স‍্যোসুরের ওই পরীক্ষার অনুষঙ্গে জোসেফ ফুরিয়ার ভাবলেন আবহমণ্ডলের গ‍্যাসগুলি এরকম স্বচ্ছ কাচের মতো ভূপৃষ্ঠের নিকটের বায়ুকে তুলনামূলক ভাবে বেশি তপ্ত করে রাখে। ওর‌ই সূত্র ধরে পরবর্তীতে আবহমণ্ডলের গ্রীনহাউস সমস্যার ধারণা তৈরি হয়।

জোসেফ ফুরিয়ারের বাবা ছিলেন একজন দরজি। তা দরজি মশায়ের প্রথমা স্ত্রী তিনটি সন্তান রেখে প্রয়াত হলে তিনি দ্বিতীয়ার পাণিগ্রহণ করেন। জোসেফ হলেন ওই দ্বিতীয়ার সাকুল‍্যে বারোটি সন্তানের মধ‍্যে নবম। ফুরিয়ারের যখন নয় বৎসর বয়স, তখন তার জননী মারা যান। পরের বছর পিতৃহারা হন ফুরিয়ার। তাঁর পাঠাভ্যাস শুরু হয় স্থানীয় ক‍্যাথিড্রালের সংগীত শিক্ষকের পাঠশালায়। সেখানে তিনি লাতিন ও ফরাসি ভাষা শিক্ষায় যথেষ্ট মেধার পরিচয় দেন। বারো বছর বয়সে ১৭৮০ খ্রিস্টাব্দে স্থানীয় রাজকীয় সেনাবাহিনীর বিদ‍্যালয়ে ভর্তি হন। তেরো বছর বয়সে তিনি বেশ উপলব্ধি করেন যে, গণিত তাঁর সবচাইতে পছন্দের বিষয়। ১৭৮৭ তে ফুরিয়ার, তখন ঊনিশ বছরের সদ‍্যোতরুণ, সিদ্ধান্ত নিলেন যে, তিনি ধর্মযাজকের পেশায় প্রবেশ করবেন। কিন্তু তিনি গণিতকে ছাড়লেন না। সি এল বার্নার্ড নামে এক গণিত অধ‍্যাপকের সঙ্গে তাঁর পত্রাচার চলতে লাগল।

পাদ্রির পেশায় প্রবেশ তাঁর ঠিক হচ্ছে কি না, এ নিয়ে বিস্তর দোলাচলে ভুগলেন কিছুদিন। এই সময় তিনি এতিয়েঁ মন্তকুলা (১৭২৫ -১৭৯৯) নামে গণিতের ইতিহাস গবেষক মহাশয়ের কাছে বীজগণিত সংক্রান্ত একটি সন্দর্ভ পাঠালে সেটি পড়ে বোঝা গেল এই তরুণটি গণিত বিশ্বে একটি উজ্জ্বল জ‍্যোতিষ্ক হয়ে প্রস্ফুটিত হতে চলেছেন। একুশ বছর বয়সে ফুরিয়ার একটি চিঠিতে লিখেছিলেন, ‘গতকাল ছিল আমার একুশ বছরের জন্মদিন। এই রকম বয়সের মধ্যেই আইজ‍্যাক নিউটন এবং ব্লেইজ প‍্যাসকাল এমন অনেকগুলি কাজ করে ফেলেছিলেন, যার প্রতিটিই তাঁদের অমর করে রাখতে পারে।’ ওই একুশ বছর বয়সেই তিনি শেষ অবধি সিদ্ধান্ত নিলেন যে, ধর্মীয় পেশায় ঢুকবেন না। আর গির্জার আওতা থেকে বেরিয়ে এসে প‍্যারিসের রয়‍্যাল সায়েন্স আকাদমিতে বীজগাণিতিক সমীকরণের উপর একটি নিবন্ধ পাঠ করতে গেলেন। গণিতে ফুরিয়ারের গভীর ব‍্যুৎপত্তি অনুধাবন করে তাঁর পড়াশুনা যেখানে হয়েছিল, সেই রয়‍্যাল মিলিটারি কলেজে তাঁকে শিক্ষক হিসাবে নিয়োগ করা হল। সালটা ১৭৯০। তখন তাঁর বাইশ বছর বয়স। কিন্তু গণিত, না ধর্মীয় সংস্কৃতি? এই নিয়ে রীতিমতো ঝঞ্ঝাট বেধেয়গেল কর্তৃপক্ষের সঙ্গে। এই সময়েই ফরাসি বিপ্লব চলছে। তরুণ প্রাণে সাম‍্য মৈত্রী স্বাধীনতার বাণী দুর্দাম ধাক্কা দিচ্ছে। অন্তরের তাগিদে, গণতন্ত্রের মেধাবী আকর্ষণে তরুণ ফুরিয়ার যোগ দিলেন স্থানীয় বিপ্লবী কমিটিতে। ফরাসি বিপ্লবের ফল খুব স্বাদু ছিল না। কয়েক দিনের মধ্যেই ত্রাসের রাজত্ব শুরু হল। রাজা ও রানির মুণ্ডচ্ছেদ করা হয়েছিল গিলোটিনে। কিন্তু সেই গিলোটিন যেন হাঁ করে খেতে লাগল একের পর এক বিপ্লবী নেতাকে। বিপ্লবীদের মধ‍্যে গোষ্ঠীদ্বন্দ্ব আর পারস্পরিক শত্রুতা ভয়ঙ্কর হয়ে উঠল। এই সময় বিরক্ত হয়ে আবার ফুরিয়ার নিজের গাঁয়ে ফিরলেন আর স্থানীয় বিপ্লবী কমিটিতে যুক্ত থাকলেও কলেজে পড়ানোর দিকে মনোনিবেশ করলেন। ১৭৯৪ এর জুলাই মাসে ছাব্বিশ বছরের যুবক ফুরিয়ার গ্রেফতার হলেন। বিপ্লবী নেতৃত্ব তাঁকে জেলে পাঠালেন। ফুরিয়ার আশঙ্কিত হয়েছিলেন, গিলোটিনে হয়ত তাঁর‌ও মুণ্ডচ্ছেদ করা হবে। কিন্তু এই সময়েই ফরাসি বিপ্লবের মহানায়ক ম‍্যাকসিমিলিয়েন রোবসপীয়ের এর গিলোটিনে মুণ্ডচ্ছেদ হ‌ওয়ায় ফ্রান্সের রাজনৈতিক সমীকরণ বদলে গেল এবং ঘটনাচক্রে ফুরিয়ার ছাড়া পেয়ে গেলেন। এরপর ফুরিয়ারকে পাঠানো হল ইকোল নর্মাল শিক্ষা প্রতিষ্ঠানে পড়াশুনা করার জন‍্য। এটি ছিল একটি শিক্ষক শিক্ষণ মহাবিদ‍্যালয়। সংস্থাটি চালু করা হল ১৭৯৫ খ্রিস্টাব্দের জানুয়ারিতে। এখানে অসাধারণ সব প্রতিভাবান শিক্ষকের সংস্পর্শে ফুরিয়ারের মন বিকশিত হল।

এঁরা হলেন বিশ্ববিখ্যাত গণিতবিদ জোসেফ লুই ল‍্যাগর‍্যাঞ্জ ( ১৭৩৬ – ১৮১৩) এবং আরেক সর্বমান‍্য গণিতবিদ পিয়ের সিমোন লাপ্লাস ( ১৭৪৯ – ১৮২৭)। কিন্তু নিজের পুরোনো রাজনৈতিক সংশ্রবের দোষে ফুরিয়ার আবার কারারুদ্ধ হলেন।

দশ বছরে ফরাসি বিপ্লবের ইতি হয়ে গেল। পরিস্থিতি পুরোপুরি বদলে গেল। বিপ্লবের অবসান হয়ে নেপোলিয়ন বোনাপার্টির উত্থান হল ১৭৯৮ সালে।

ফুরিয়ার নেপোলিয়নের সৈন‍্যবাহিনীতে বৈজ্ঞানিক উপদেষ্টা হিসাবে যোগ দেন। ১৭৯৯ তে নেপোলিয়ন ফ্রান্সে সর্বময় কর্তা হয়ে উঠলেন। ফুরিয়ার ১৮০১ খ্রিস্টাব্দে ফ্রান্সে ফিরলেন এবং চাইলেন ইকোল পলিটেকনিকে নিজের জায়গাটিতে তিনি অধ‍্যয়ন অধ‍্যাপনা নিয়ে থাকবেন।

কিন্তু নেপোলিয়ন তাঁকে প্রশাসক হতে চাপ দিলেন। পড়াশুনার জগৎ ছেড়ে ভিন্ন জগতে কাজ করতে ফুরিয়ারের ভাল লাগে নি। কিন্তু সম্রাট নেপোলিয়ন বোনাপার্টির অনুরোধ, যা বাস্তবে নির্দেশের সামিল ছিল, তাকে উপেক্ষা করাও তাঁর পক্ষে সম্ভব হয় নি। এই সময়েই তাপ ও তাপের সঞ্চালন নিয়ে ফুরিয়ার তাঁর গুরুত্বপূর্ণ গাণিতিক গবেষণাটি করে ফেললেন – অন দি প্রোপ‍্যাগেশন অফ হিট ইন সলিড বডিজ। এই সন্দর্ভটি ১৮০৭ সালের ২১ ডিসেম্বর প‍্যারিস ইনস্টিটিউট এ বিদ্বজ্জনের সমীপে উপস্থাপিত করা হল। কমিটিতে ছিলেন জোসেফ লুই ল‍্যাগর‍্যঞ্জ, পিয়ের সিমোন লাপ্লাসের মতো গুণী গণিতবিদদের সঙ্গে গ‍্যাসপার্ড মজেঁ, যাঁকে ডিফারেন্সিয়াল জ‍্যামিতির জনক বলা হয়, এবং আরো একজন ফরাসী গণিতবিদ সিলভেস্টার ল‍্যাক্রোয়া। ওঁদের উপর ভার ছিল, ফুরিয়ারের পেশ করা গবেষণাপত্রটির মূল‍্যায়ন করার।

আজ আমাদের কাছে ফুরিয়ারের এই অসামান্য গবেষণাপত্রটি বিপুল শ্রদ্ধা অর্জন করলেও সমসময়ে তা মান‍্যতা পায় নি। ১৮০৮ সালে ল‍্যাগর‍্যাঞ্জ এবং লাপ্লাস, যাঁরা দুজনেই ফুরিয়ারের শিক্ষক ছিলেন, তাঁরা সন্দর্ভটিকে ত্রুটিপূর্ণ বললেন। তাঁদের আস্থা অর্জন করতে ফুরিয়ার নিজের বক্তব্য আরো বিশদে, বিস্তৃত ও প্রাঞ্জলভাবে ব‍্যাখ‍্যা করার চেষ্টা করলেও ল‍্যাগর‍্যাঞ্জ ও লাপ্লাস, দুজনের কেউই তাতে কর্ণপাত করলেন না। এছাড়াও জাঁ ব‍্যাপটিস্ট বায়ট ( ১৭৭৪ – ১৮৬২) তাপের সঞ্চার নিয়ে ফুরিয়ার যে সমীকরণ তৈরি করেছিলেন, তার বিরুদ্ধে প্রশ্ন তুললেন। কেন ফুরিয়ার এই সন্দর্ভে বায়টের ১৮০৪ খ্রিস্টাব্দের গবেষণাপত্রের উদ্দেশে ঋণস্বীকার ও উল্লেখ করেন নি, তা নিয়ে ক্ষোভ ছিল বায়টের। অথচ ফুরিয়ার জানতেন, বায়টের গবেষণাপত্র সঠিক নয়। তাই তিনি নিজের গবেষণায় বায়টের নাম উল্লেখ করবার প্রাসঙ্গিকতা খুঁজে পান নি। ফুরিয়ারের বিরুদ্ধে গলা তুললেন আরো এক গণিতবিদ সিমেয়ঁ দেনিস পয়সোঁ (১৭৮১ – ১৮৪০)। পরে ১৮১১ সালের দিকে গণিতবিদদের বিরুদ্ধতা কিছুটা কমে। তথাপি ফুরিয়ারের গবেষণাপত্র প্রকাশের কোনো উদ‍্যোগ বিজ্ঞানসংস্থাগুলি গ্রহণ করেন নি।

ফুরিয়ার সিরিজ নিয়ে গণিতবিদদের অস্পষ্টতা কাটতে সময় লেগেছিল। লিওনার্দো অয়লার ( ১৭০৭ – ১৭৮৩) এর মতো গণিতবিদ ফুরিয়ার সিরিজ ব‍্যবহার করেছেন। কিন্তু তাও যেন তিনি পরিপূর্ণ আস্থার সঙ্গে সে কাজ করতে পারেন নি। অবশ‍্য আরো পরে পিজিএল দিরিখলেট, বার্নহার্ড রীম‍্যান, এবং হেনরি লেবেস গে-র মতো গুণী গণিতজ্ঞরা ফুরিয়ার সিরিজকে যোগ্য সম্মান দিয়েছেন।

গণিতবিদ জোসেফ ফুরিয়ারের নাম গণিতের বিভিন্ন তত্ত্বে, ধারণায় ও উপপাদ‍্যে জড়িয়ে আছে। পদার্থবিজ্ঞান ও ইঞ্জিনিয়ারিং এর অনেক ধারণায় তাঁর নাম রয়েছে। ফ্রান্সের দক্ষিণ পূর্ব এলাকায় আল্পস পাহাড়ের পাদদেশে যেখানে দ্রাক নামে একটি নদী ইসেরে নদীতে গিয়ে পড়েছে, সেখানে গ্রোনবলো নামে একটি শহরে ফুরিয়ারের নামে একটি বিশ্ববিদ্যালয় আছে। আর বেলজিয়ামের একজন জ‍্যোতির্বিজ্ঞানী এরিক ওয়ালটার এস্ট ১৯৯২ খ্রিস্টাব্দের ৩০ জানুয়ারি তারিখে একটি ছোট্ট গ্রহাণু আবিষ্কার করেছিলেন। গ্রহাণুটির নাম দেওয়া হয়েছে জোসেফ ফুরিয়ারের নামে। আজ ১৬ মে ফুরিয়ারের প্রয়াণ দিবসে তাঁকে গভীর শ্রদ্ধা নিবেদন করছি।