Sīmēons Denī Poisons (1781. gada 21. jūnijs Pithiviers — 1840. gada 25. aprīlis Sceaux, netālu no Parīzes) bija franču matemātiķis un fiziķis, kurš sniedza būtisku ieguldījumu potenciāla teorijā, viļņu fizikā, elastības teorijā, termodinamikā un varbūtību teorijā. No 1798. gada viņš studēja matemātiku Politehniskajā skolā, kur iepazinās ar Pjēru Simonu Laplasu un Žozefu Luī Lagranžu. 1802. gadā viņš kļuva par profesoru, un 1806. gadā ieņēma amatu, ko pirms viņa ieņēma Žans Baptists Žozefs Furjē. Napoleons nosūtīja Furjē uz Grenobli, un Poisons turpināja pamatīgu zinātnisko karjeru Parīzē. Poisons bija Laplāsa skolnieks un aktīvi sadarbojās un diskutēja ar daudziem sava laika vadošajiem zinātniekiem.

Galvenie zinātniskie ieguldījumi

Poisons strādāja pie daudzām jomām, galvenokārt pie matemātiskajiem pamatiem šādām fizikālām disciplīnām:

  • viļņu teorijas — pētīja gaismas un skaņas viļņu uzvedību; viņa priekšlikumi noveda pie slavenā vēsturiskā strīda par gaismas raksturu;
  • akustikas un elastības teorijas — aprakstīja materiāļu deformācijas īpašības un viļņu izplatīšanos cietvielās;
  • elektrības un siltuma matemātiskie pamati — paplašināja teorētiskos rīkus elektrodinamikai un siltuma izplatībai;
  • pētījumi par cietu vielu elektriskajām īpašībām un virsmas lādiņu uzvedību.

1812. gadā viņš publicēja Laplāsa vienādojuma paplašinājumu, kas ļāva to izmantot cietvielu virsmas elektriskajam lādiņam aprakstīt. 1818. gadā viņš prognozēja fenomenu, kas vēlāk kļuva pazīstams kā Puisona (Poisona) plankums — gaismas intensitātes uzkrāšanās centrā priekšmeta ēnas projekcijā, ja gaisma rīkotos kā vilnis. Poisons sākotnēji pretstatīja šo prognozi idejai, ka gaisma ir daļiņu rakstura, un ilgstoši diskutēja ar Ogistēnu Žanu Frēneli, kurš aizstāvēja viļņu teoriju. Šīs diskusijas noslēdzās, kad Frēnsels eksperimentāli demonstrēja Poisona paredzētā plankuma eksistenci, sniedzot spēcīgu pierādījumu gaismas viļņu dabai.

Poisona darbi varbūtību teorijā

1838. gadā Poisons publicēja darbu par varbūtību teoriju, kurā aprakstīja sadalījumu, kas šodien pazīstams kā Poisona sadalījums. Tas modelē retu, neatkarīgu notikumu skaitu noteiktā laika intervālā vai telpas daļā, ja notikumu vidējais skaits ir zināms.

Matemātiski Poisona sadalījuma varbūtība, ka notiks k notikumi, ja sagaidāmā vērtība (vidējais skaits) ir λ, tiek izteikta ar formulu:

P(k) = (λ^k e^(−λ)) / k!, kur k = 0, 1, 2, ...

Svarīgākās īpašības: sagaidāmā vērtība un dispersija abām ir vienādas un vienādas ar λ. Sadalījumu izmanto daudzās jomās — telekomunikācijās (impulsu skaits), bioloģijā (mutāciju skaits), fizikā (retu notikumu statistikā), rūpnieciskajā kvalitātes kontroles metrikā un rindkopu teorijā. Jāatzīmē, ka līdzīgas formulas bija zināmas arī agrāk, tostarp Abrahamam de Moivram, taču Poisons populārizēja to un sasaistīja ar praktiskām piemērošanas situācijām.

Poisona likumi mehānikā un termodinamikā

Attiecība starp spiedienu un tilpumu adiabātiskā procesā ir konstanta, un šo sakarību mūsdienās bieži sauc par Poisona likumu. To parasti izsaka kā PV^γ = const, kur γ (gamma) ir siltuma ietilpību attiecība (Cp/Cv). Termodinamikā šo pašu sakarību formulē arī kā vairākus vienādojumus, kurus sauc par Poisona vienādojumiem.

Viņa vārdā nosaukta arī Poisona attiecība, kas raksturo, cik daudz materiāls saraujas vai paplašinās šķērsgriezumā, ja tas tiek stiepts gareniski. To definē kā ν = −ε_trans / ε_axial (negatīva šķērsvirziena deformācija dalīta ar garenisko deformāciju). Praktiskā nozīmē Poisona attiecība norāda, cik stingri materiāls reaģē uz slodzi — piemēram, daudziem metāliem ν ≈ 0.25–0.35, bet gumijai ν var būt tuvu 0.5.

Mantojums un piemiņa

Poisonam pieder vairākas svarīgas eponīmas koncepcijas, kas tiek plaši lietotas matemātikā, fizikā un inženierzinātnēs — Poisona vienādojums, Poisona sadalījums, Poisona likums un Poisona attiecība. Viņa darbi palīdzēja nostiprināt matemātiskos pamatus dažādām fizikas nozarēm un veicināja empīrisku un teorētisku pieeju savstarpējai pārbaudei, kā redzams strīdā ar Frēneli.

Viņa vārds ir viens no 72 vārdiem, kas izvietots uz Eifeļa torņa, kas liecina par viņa nozīmīgo vietu franču zinātnes vēsturē.