Даниэль Бернулли
Даниэль Бернулли | |
---|---|
![]() Портрет Даниила Бернулли, ок.1720-1725 гг. | |
Рожденный | 8 февраля 1700 г. |
Умер | 27 марта 1782 г. (82 года) |
Национальность | швейцарский |
Образование | Базельский университет (доктор медицины, 1721 г.) Гейдельбергский университет Страсбургский университет |
Известный | Принцип Бернулли Ранняя кинетическая теория газов Термодинамика |
Научная карьера | |
Поля | Математика , физика , медицина |
Диссертация | Dissertation psyco-medica de respiratione (Диссертация по медицинской физике дыхания) (1721 г.) |
Подпись | |
![]() |
Даниэль Бернулли ФРС ( / b ɜːr ˈ n uː l i / bur- NOO -lee , Швейцарский стандартный немецкий: [ˈdaːni̯eːl bɛrˈnʊli] ; [1] 8 февраля [ OS 29 января] 1700 - 27 марта 1782 г. [2] ) был швейцарским математиком и физиком. [2] и был одним из многих выдающихся математиков семьи Бернулли из Базеля. Его особенно помнят за его приложения математики к механике, особенно механике жидкости , а также за его новаторские работы в области вероятности и статистики . [3] Его имя увековечено в принципе Бернулли , частном примере сохранения энергии , который описывает математику механизма, лежащего в основе работы двух важных технологий 20-го века: карбюратора самолета и крыла . [4] [5]
Ранняя жизнь [ править ]

Даниэль Бернулли родился в Гронингене , в Нидерландах, в семье выдающихся математиков. [6] Семья Бернулли родом из Антверпена, в то время находившегося в Испанских Нидерландах , но эмигрировала, спасаясь от испанских преследований протестантов . После непродолжительного пребывания во Франкфурте семья переехала в Базель в Швейцарии.
Даниэль был сыном Иоганна Бернулли (одного из первых разработчиков исчисления ) и племянником Якоба Бернулли (раннего исследователя теории вероятностей и первооткрывателя математической константы e ). [6] У него было два брата, Никлаус и Иоганн II . Дэниел Бернулли был описан WW Роуз Болл как «безусловно самый способный из молодых Бернулли». [7]
Говорят, что у него были плохие отношения с отцом. Оба они приняли участие и разделили первое место на научном конкурсе в Парижском университете . Иоганн запретил Даниэлю посещать свой дом якобы за то, что он не смог вынести «стыда» сравнения с Дэниелом равным. Иоганн якобы заимствовал ключевые идеи из книги Дэниела «Гидродинамика» в своей книге «Гидравлика» и датировал их задним числом, до «Гидродинамики» . [ нужна ссылка ] . Попытки Дэниела примириться с отцом не увенчались успехом. [8]
Когда он учился в школе, Иоганн поощрял Дэниела изучать бизнес, ссылаясь на низкую финансовую компенсацию математиков. Дэниел сначала отказался, но позже уступил и по велению отца изучал бизнес и медицину при условии, что отец будет преподавать ему математику в частном порядке. [8] Даниэль изучал медицину в Базеле , Гейдельберге и Страсбурге и в 1721 году получил докторскую степень по анатомии и ботанике. [9]
Он был современником и близким другом Леонарда Эйлера . [10] Он поехал в Петербург в 1724 году профессором математики, но был там очень несчастлив. Временная болезнь [8] вместе с цензурой Русской Православной Церкви [11] а разногласия по поводу жалования дали ему повод покинуть Петербург в 1733 году. [12] Он вернулся в Базельский университет , где до своей смерти последовательно занимал кафедры медицины , метафизики и натуральной философии . [13]
В мае 1750 года он был избран членом Королевского общества . [14]
Математическая работа [ править ]
Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2018 г. ) |

Его самой ранней математической работой были Exercitationes ( «Математические упражнения» ), опубликованные в 1724 году с помощью Гольдбаха . Два года спустя он впервые указал на частую желательность разделения сложного движения на поступательное и вращательное движения. Его главная работа — «Гидродинамика» , опубликованная в 1738 году. Она напоминает Луи Лагранжа Жозефа «Аналитическую механику» тем, что построена так, что все результаты являются следствиями одного принципа, а именно сохранения энергии . За этим последовал мемуар по теории приливов и отливов, которому вместе с мемуарами Эйлера и Колена Маклорена была присуждена премия Французской академии : эти три мемуара содержат все, что было сделано по этому вопросу между публикацией » Исаака Ньютона и «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica исследования Пьера-Симона Лапласа . Бернулли также написал большое количество работ по различным вопросам механики, особенно по проблемам, связанным с вибрирующими струнами. и решения, данные Бруком Тейлором и Жаном ле Роном д'Аламбером . [7]
Вместе Бернулли и Эйлер пытались узнать больше о течении жидкости. В частности, они хотели узнать о взаимосвязи между скоростью течения крови и ее давлением. Чтобы исследовать это, Дэниел экспериментировал, протыкая стенку трубы небольшой соломинкой с открытым концом, и заметил, что высота, на которую жидкость поднималась по соломинке, была связана с давлением жидкости в трубе. [15]
Вскоре врачи по всей Европе стали измерять кровяное давление пациентов, втыкая заостренные стеклянные трубки прямо в их артерии. Лишь примерно 170 лет спустя, в 1896 году, итальянский врач открыл менее болезненный метод , который используется до сих пор. Однако метод измерения давления Бернулли до сих пор используется в современных самолетах для измерения скорости воздуха, проходящего через самолет; это его воздушная скорость.
Продолжая свои открытия, Даниэль Бернулли вернулся к своей предыдущей работе по сохранению энергии. Было известно, что движущееся тело при наборе высоты обменивает свою кинетическую энергию на потенциальную. Дэниел понял, что аналогичным образом движущаяся жидкость обменивает свою удельную кинетическую энергию на давление, причем первая представляет собой кинетическую энергию на единицу объема. Математически этот закон теперь записывается:
где P — давление, ρ — плотность жидкости, а u — ее скорость.
- Копия « Гидродинамики» Бернулли 1738 года.
- Первая страница первого раздела экземпляра «Гидродинамики» 1738 года.
Экономика и статистика [ править ]
В своей книге 1738 года « Изложение новой теории измерения риска» (Specimen theoriae novae de mensura sortis ) [16] Бернулли предложил решение петербургского парадокса как основу экономической теории неприятия риска , премии за риск и полезности . [17] Бернулли часто замечал, что, принимая решения, связанные с некоторой неопределенностью, люди не всегда пытались максимизировать возможную денежную выгоду, а, скорее, пытались максимизировать « полезность » — экономический термин, охватывающий их личное удовлетворение и выгоду. Бернулли понял, что для людей существует прямая связь между полученными деньгами и полезностью, но она уменьшается по мере увеличения полученных денег. Например, человеку, чей доход составляет 10 000 долларов в год, дополнительные 100 долларов дохода принесут большую полезность, чем человеку, чей доход составляет 50 000 долларов в год. [18]
Одной из самых ранних попыток проанализировать статистическую проблему, включающую цензурированные данные, был проведенный Бернулли в 1766 году анализ данных о оспой заболеваемости и смертности , чтобы продемонстрировать эффективность прививки . [19]
Физика [ править ]
В «Гидродинамике» (1738) он заложил основы кинетической теории газов и применил эту идею для объяснения закона Бойля . [7]
Он работал с Эйлером над упругостью и разработкой уравнения балки Эйлера-Бернулли . [20] Принцип Бернулли имеет решающее значение в аэродинамике . [13]
По словам Леона Бриллюэна , принцип суперпозиции был впервые сформулирован Даниэлем Бернулли в 1753 году: «Общее движение колеблющейся системы задается суперпозицией ее собственных колебаний». [21]
Работает [ править ]

- Произведения, получившие двойную премию Королевской академии наук в 1737 году (на французском языке). Париж: Королевская империя. 1737.
Наследие [ править ]
В 2002 году Бернулли был занесен в Международный зал славы авиации и космонавтики в Музее авиации и космонавтики Сан-Диего . [22]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
Сноски [ править ]
- ^ Мангольд, Макс (1990). Дуден — Словарь произношения . 3-е издание. Мангейм/Вена/Цюрих, Дуденверлаг.
- ^ Jump up to: а б «Даниэль Бернулли» . База данных известных имен . Проверено 14 октября 2019 г.
- ^ Андерс Хальд (2005). История вероятности и статистики и их применения до 1750 года . Джон Уайли и сыновья. п. 6. ISBN 9780471725176 .
- ^ Ричард В. Джонсон (2016). Справочник по гидродинамике . ЦРК Пресс. стр. 2-5–2-6. ISBN 9781439849576 .
- ^ Дейл Андерсон; Ян Грэм; Брайан Уильямс (2010). Полет и движение: история и наука полета . Рутледж. п. 143. ИСБН 9781317470427 .
- ^ Jump up to: а б Ротбард, Мюррей . Даниэль Бернулли и основание математической экономики. Архивировано 28 июля 2013 года в Wayback Machine , Институт Мизеса (отрывок из книги «Австрийский взгляд на историю экономической мысли »).
- ^ Jump up to: а б с Роуз Болл, WW (2003) [1908]. «Бернулли» . Краткий обзор истории математики (4-е изд.). Дувр. ISBN 0-486-20630-0 .
- ^ Jump up to: а б с О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Дэниел Бернулли» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс (1998)
- ^ Андерсон, Джон Дэвид (1997). История аэродинамики и ее влияние на летательные аппараты . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-45435-2 .
- ^ Калинджер, Рональд (1996). «Леонард Эйлер: Первые петербургские годы (1727–1741)» (PDF) . История Математики . 23 (2): 121–166. дои : 10.1006/hmat.1996.0015 . Архивировано (PDF) из оригинала 28 марта 2019 г.
- ^ Калинджер, Рональд (1996). стр.127
- ^ Калинджер, Рональд (1996), стр. 127–128.
- ^ Jump up to: а б [Аноним.] (2001) «Даниэль Бернулли», Британская энциклопедия.
- ^ «Библиотечно-архивный каталог» . Королевское общество . Проверено 13 декабря 2010 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Коллекция Тернера, Университет Кила, включает диаграмму Бернулли, иллюстрирующую, как измеряется давление. См. также часть оригинального латинского объяснения Бернулли.
- ^ Английский перевод в Бернулли, Д. (1954). «Изложение новой теории измерения риска» (PDF) . Эконометрика . 22 (1): 23–36. дои : 10.2307/1909829 . JSTOR 1909829 . S2CID 9165746 . Архивировано (PDF) из оригинала 13 мая 2008 г.
- ^ Стэнфордская энциклопедия философии : « Парадокс Санкт-Петербурга» , Р. М. Мартин
- ^ Кутер и Улен (2016) , стр. 44–45.
- ^ перепечатано в Блоуэр, С; Бернулли, Д. (2004). «Попытка нового анализа смертности от оспы и преимуществ прививки для ее предотвращения» (PDF) . Обзоры по медицинской вирусологии . 14 (5): 275–88. дои : 10.1002/rmv.443 . ПМИД 15334536 . S2CID 8169180 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 года.
- ^ Тимошенко, С.П. (1983) [1953]. История сопротивления материалов . Нью-Йорк: Дувр. ISBN 0-486-61187-6 .
- ^ Бриллюэн, Л. (1946). Распространение волн в периодических структурах: электрические фильтры и кристаллические решетки , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, с. 2.
- ^ Шпрекельмейер, Линда, редактор. Их мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы . Издательство Donning Co., 2006. ISBN 978-1-57864-397-4 .
Цитируемые работы [ править ]
- (Оригинальная запись основана на общедоступной истории математики Роуз )
- Чисхолм, Хью , изд. (1911). . Британская энциклопедия . Том. 3 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 805.
- Кардуэлл, DSL (1971). От Ватта до Клаузиуса: развитие термодинамики в раннеиндустриальную эпоху . Хайнеманн: Лондон. ISBN 0-435-54150-1 .
- Кутер, Роберт ; Улен, Томас (2016). Право и экономика . Юридические книги Беркли (6-е изд.). Беркли: Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-13-254065-0 .
- Михайлов, ГК (2005). «Гидродинамика» . В Граттан-Гиннессе, Айвор (ред.). Знаковые сочинения по западной математике 1640–1940 гг . Эльзевир. стр. 131–42. ISBN 978-0-08-045744-4 .
- Пейси, Эй Джей; Фишер, SJ (декабрь 1967 г.). «Даниэль Бернулли и жизнь сжатого воздуха» . Британский журнал истории науки . 3 (4): 388–392. дои : 10.1017/S0007087400002934 . S2CID 145513749 .
- Штрауб, Ганс (1970). «Бернулли, Даниэль». Словарь научной биографии . Том. 2. Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера. стр. 36–46. ISBN 0-684-10114-9 .
Внешние ссылки [ править ]


- «Бернулли Даниэль» . Mathematik.ch . Архивировано из оригинала 23 октября 2015 года . Проверено 7 сентября 2007 г.
- Ротбард, Мюррей . Даниэль Бернулли и основание математической экономики. Архивировано 28 июля 2013 года в Wayback Machine , Институт Мизеса (отрывок из книги «Австрийский взгляд на историю экономической мысли »).
- Вайсштейн, Эрик Вольфганг (ред.). «Бернулли, Даниэль (1700–1782)» . Мир Науки .
- Работы Даниэля Бернулли в Project Gutenberg
- Работы Даниэля Бернулли или о нем в Internet Archive
- 1700 рождений
- 1782 смерти
- Семья Бернулли
- Выпускники Гейдельбергского университета
- Швейцарские физики XVIII века
- Писатели XVIII века на латыни
- Писатели-мужчины XVIII века
- Швейцарские математики XVIII века
- Швейцарские кальвинисты и христиане-реформаторы
- Математические аналитики
- Специалисты по гидродинамике
- Теоретики вероятности
- Члены Королевского общества
- Действительные члены Санкт-Петербургской Академии наук.
- Швейцарские эмигранты в Голландской Республике
- Ученые из Гронингена (город)
- Швейцарские эмигранты в Германии
- Люди, связанные с Базельским университетом