Сегодня, 8 февраля, день рождения Даниила Бернулли. Но прежде чем писать о нем, я хочу указать его "место" в семье Бернулли - в этой самой, наверное, большой и великой математической семье. Пока я еще не писала ни об одном из Бернулли, осознавая масштабность задачи и робея перед ней. Но ничто нельзя откладывать вечно))
Итак, семья Бернулли
.
Вот что говорит о ней Википедия.
Семья Бернулли (Bernoulli)
- швейцарская протестантская семья, многие члены которой в XVII-XVIII веках внесли существенный вклад в науку. В частности, к этой династии принадлежат 9 крупных математиков и физиков (из них 3 великих), а также известные историки, искусствоведы, архитекторы, юристы и др.
Историки насчитали в науке и культуре не менее 30 знаменитых представителей семьи Бернулли. Среди академиков Петербургской Академии наук - пятеро из семьи Бернулли. Кафедру математики Базельского университета в течение 105 лет почти без перерыва занимали представители семьи Бернулли.
История
Род Бернулли прослеживается с XV века, когда его представитель по фамилии Бернуйла (Bernouilla) проживал во Фландрии (Южные Нидерланды, ныне Бельгия). В 1582 году из-за религиозных притеснений испанских католических властей купец-протестант Якоб Бернулли с семьёй покинул Антверпен и переселился во Франкфурт-на-Майне. Поскольку и в Германии религиозные распри не прекращались, в 1622 году внук Якоба, носивший то же имя (1598-1634), обосновался в Базеле (Швейцария) и принял швейцарское гражданство.
Сын Якоба, которого историки называют «Николай-старший» (1623-1708), организовал торговлю аптекарскими товарами и вскоре стал состоятельным горожанином, членом городского совета Базеля. У него было 11 детей, которые и дали начало династии Бернулли.
Три поколения Бернулли дали 9 крупных математиков и физиков, из которых наиболее известны:
- Бернулли, Якоб (1654-1708);
- Бернулли, Иоганн (1667-1748), младший брат Якоба;
- Бернулли, Даниил (1700-1782), сын Иоганна;
- Бернулли, Якоб II (1759-1789), племянник Даниила.
Представители рода Бернулли в наши дни живут в основном в Базеле.
Объекты, названные в честь членов семьи
- Дифференциальное уравнение Бернулли - в честь Якоба.
- Закон Бернулли и Интеграл Бернулли в гидродинамике - в честь Даниила.
- Лемниската Бернулли - в честь Якоба.
- Многочлен Бернулли - в честь Якоба.
- Неравенство Бернулли - в честь Иоганна.
- Распределение Бернулли, Схема Бернулли в теории вероятностей - в честь Якоба.
- Сдвиг Бернулли - в честь Якоба.
- Формула Бернулли - в честь Якоба.
- Числа Бернулли - в честь Якоба.
Генеалогия
Процитирую статью из "Нашей газеты":
Семья Бернулли - российские остановки
Несколько слов о династии выдающихся швейцарских ученых - жизненные пути некоторых из них пролегли и через Россию.
Отец будущих великих швейцарских физиков Якоба (1654―1705) и Иоганна (1667―1748) Бернулли сначала принуждал их заниматься теологией. Однако старшего брата интересовали лишь точные науки, а младший, как подрос, потянулся за ним, чтобы в будущем составить уникальные лекции по дифференциальным и интегральным исчислениям; благодаря его изысканиям начнёт развиваться всестороннее использование математического анализа. 
Якоб Бернулли
Иоганн Бернулли
Мальчики прятали книги по физике под теологические, а оставаясь без взрослых, с жаром занимались опытами по механике, электричеству и магнетике. Их кумиром был философ и физик Готфрид Лейбниц, чьи исследования изохронной кривой легли в основу некоторых достижений Якоба Бернулли. Ему было всего двадцать семь, когда он основал в Базеле семинарию по изучению экспериментальной физики; в 32 года получил звание профессора.
В 1687 году Якоб возглавил кафедру математики в университете Базеля. Но блестящий учёный не успел сделать всего задуманного: в 1705 году он скончался от тяжёлой формы лихорадки. Его университетский пост перешёл к 38-летнему Иоганну, уже не менее знаменитому.
Вольтер писал об Иоганне Бернулли:
Его ум видел истину,
Его сердце познало справедливость.
Он - гордость Швейцарии
И всего человечества.
Подрастали сыновья Иоганна: Николай (1695―1726), Даниил (1700―1782) и Иоганн (1710―1790). Наиболее ярким казался талант старшего, Николая, который в восемь лет уже говорил на четырёх языках, но и Даниил тянулся к наукам. Неожиданно для всех Иоганн Бернулли потребовал, чтобы Даниил изучал не математику, а коммерцию, и отослал его в Невшатель для обучения. Возможно, это было продиктовано материальным положением семьи.
Даниил Бернулли
Но спустя несколько месяцев Даниил вернулся в Базель и, отказавшись от карьеры приказчика, занялся изучением философии и медицины; брат Николай помогал ему осваивать математику. Даниил учился в Базеле, затем ― в Гейдельберге и Страсбурге. В 1720-м он вернулся в Швейцарию, выдержал экзамен по медицине, написал заинтересовавшую учёный мир диссертацию о дыхании, где отобразил свои попытки решения физиологических вопросов математическим путем (ныне ― математическая биология и биоинформатика). Продолжая заниматься практической медициной, Даниил выпустил в 1724 году первый трактат по математике: «Exercitationes quaedam mathematiсае», ― который принёс ему скорую и почётную славу. Он же открыл «Эффект Бернулли», объяснив явление, благодаря которому птицы и самолеты могут летать.
Старший брат, Николай, с которым они были очень дружны, в 16 лет получил степень доктора философии, а в 20 ― доктора права. Он работал в Италии, но, стосковавшись по Даниилу, вернулся в родной город, где был профессором университета; преподавал он и в Берне.
Молодых учёных звали во многие европейские университеты. Достижениями Даниила и Николая Бернулли интересовались и в Санкт-Петербурге, в только что открывшейся Академии наук, куда братьев пригласили по очень лестной для них рекомендации великих Лейбница и Вольфа.
В конце октября 1725 года Даниил и Николай прибыли в столицу России; они поселились на Васильевском острове. Даниил возглавил кафедру физиологии, Николай преподавал на кафедре математики; оба публиковали свои работы в сборниках Академии.
Увы, Николай Бернулли не успел проработать в России и года: 26 июля 1726 года он умер от воспаления язвы желудка, спровоцированной традиционными попойками в Академии. В «Воспоминаниях» племянника Николая и Даниила Бернулли, Жана Бернулли, упоминаются эти «…академические попойки, от которых… сократилась жизнь дяди академика Николая Б[ернулли], и других его товарищей… Могилу дяди отыскать не удалось» («Русский архив» 1902. Кн. 1. Вып. 1. С. 12). Вдова Петра, императрица Екатерина I организовала похороны за счёт казны, понимая, какую потерю понесла российская наука в лице блестящего молодого учёного.
Даниил Бернулли все годы жизни в столице России занимался, кроме физиологии и математики, также и врачебной практикой. Легенды о его неутомимости и чудесах врачевания активно распространялись жителями столицы. После лекций в Академии доктор посещал больных или принимал их на дому. Он восстанавливал искалеченные конечности, которые должны были ампутировать, лечил желудочные и сердечные заболевания, простуду, спас от родильной горячки не одну роженицу.
Летом 1730 года Даниил Бернулли перешёл в Академии на кафедру математики, но спустя три года уехал из России, соскучившись по родине. Его восторженно приняли учёные Парижа, а к Рождеству он вернулся в родной Базель, стал профессором анатомии, ботаники, затем философии и физики. Он продолжал научные исследования, издал множество трудов по математике, гидродинамике, был почётным членом Берлинской, Парижской, Лондонской и Санкт-Петербургской академий. А в Швейцарии его еще долго называли «русским доктором».
Внучатый племянник братьев Бернулли Жак (Якоб), живший в 1759―1789 годах, также родился в Базеле, а в юности учился в Невшателе. Он совершенствовался в юриспруденции, но в его увлечениях сказывалась потомственная тяга к точным наукам. Когда состарился его дядя Даниил, 21-летнего Якоба пригласили занять его пост председателя Общества экспериментальной физики.
По стопам дядей, Якоб Бернулли-младший также приехал в качестве профессора математики в Петербургскую Академию наук (в 1788 году), но и его жизнь здесь трагически оборвалась: он утонул в Неве, оставив вдовой молодую жену, которая была внучкой многолетнего друга семьи, знаменитого учёного Леонарда Эйлера.
Последний из математиков Бернулли, астроном Иван, или Жан, жил в 1744-1807 годах и также работал в Санкт-Петербурге. Летом 1777 года он писал: «…Прибыл в “царскую резиденцию”. Я тотчас же отыскал на Васильевском острову дом Эйлера. С какою нежностью был я принят всем его семейством и особенно самим великим человеком…» («Русский архив» 1902. Кн. 1. Вып. 1. С. 7. Напоминаем, Эйлер (Euler) Леонард (1707―1783) ― швейцарский и российский математик, ученик Даниила Бернулли).
В своих воспоминаниях Жан Бернулли оставил красочные записки о столице и её предместьях, о встречах с императрицей, князем Потёмкиным, Григорием Орловым, Иваном Шуваловым и другими. Он посещал библиотеки, французскую оперу в Зимнем дворце; побывал в Сухопутном шляхетском морском корпусе, и, любопытства ради, даже пытался пройти в Смольный институт благородных девиц, но вход ему преградила суровая классная дама. Несбывшееся приключение Жан заменил описанием празднества в Петергофе, опубликованном в журнале «Русский архив», 1902 год, книга 1, выпуск 1).
Представители этой удивительной семьи оставили след не только на земле (ее имя носят различные организации, от Межфакультетского центра Лозаннской политехнической школы до математического кружка в далеком от Швейцарии Краснодаре), но и на небе - в честь Якоба и Иоганна Бернулли назван кратер на Луне.
XVII век - век просвещения. Во многих отраслях знаний силами передовых умов религиозная основа познания мира сменялась чисто научной. Уникальное явление в этом процессе - семья Бернулли, давшая сразу несколько ученых мирового уровня. Одно из самых ярких имен из этой плеяды - Даниил Бернулли. Масштабом дарования и разнообразием научных интересов он напоминал великих ученых Возрождения.
Главная заслуга его и других членов семьи перед будущими поколениями состоит в придании математике роли универсального инструмента для исследований в разных отраслях науки - в физике, химии, биологии и многих других.
Математика как семейное дело
Предки семьи Бернулли были родом из Фландрии, из той области Южных Нидерландов, которая впоследствии вошла в состав Бельгии. В Антверпене, где жил один из прародителей знаменитой семьи - Якоб, начались притеснения сторонников протестантизма, к которым относились и Бернулли. Они были вынуждены уехать сначала в Германию, а потом в Базель, где получили швейцарское гражданство. Сын Якоба - Николай, который на родословном древе семьи обозначен Старшим, имел 11 детей. Он и стал основателем знаменитой математической династии. Один из детей Якоба - Иоганн - преподавал в университете Гронингена. В этом голландском городе 29 января 1700 года и родился Даниил Бернулли (1700-1782 гг.).
Когда будущему великому ученому исполнилось 5 лет, Иоганн Бернулли с семьёй вернулся в Базель, где получил должность профессора математики. После того как он стал заниматься образованием Даниила, стало понятно, что он одарен не меньше, чем его братья - Якоб и Николай-младший. Но Иоганн предполагал для Даниила более прибыльную - купеческую или врачебную - карьеру, поэтому, по его настоянию, с 15 лет Даниил Бернулли стал изучать медицину сначала в университете Базеля, а затем в германском Хайдельберге.
Медицина и математика
Интерес к исследованию потоков в жидкой и газообразной среде проявился у Даниила, когда он стал учеником знаменитого английского врача Он внимательно ознакомился с его работой по исследованию кровотоков в человеческом организме - Гарвей был первооткрыватем большого и малого кругов кровообращения.
Вскоре Даниил Бернулли защитил диссертацию и попытался получить пост преподавателя. В то время выбор претендентов часто осуществлялся с помощью жребия. Попытка молодого ученого была неудачной, но стала причиной возникновения у него интереса к математическим аспектам теории вероятности.
В 1724 году Даниил переезжает в Венецию, чтобы продолжить изучение практической медицины у знаменитого врача Антонио Мичелотти.
Данила Иванович
В Италии он серьезно заболел, но продолжил свои исследования. Он провел множество экспериментов по поиску закономерностей в поведении воды при вытекании её из контейнера и прохождении через трубки разного сечения. Эта работа создала ему авторитет в новой области физики, названной им гидродинамикой.
В 1725 году Даниил Бернулли получил приглашение от российской императрицы Екатерины I занять должность главы отделения математики в Академии наук Санкт-Петербурга. Она рассчитывала и на участие его, как видного специалиста по гидродинамике, в создании каскада фонтанов в Петергофе.
Пребывание ученого в России ознаменовалось трагедией - через 9 месяцев после приезда в Петербург от лихорадки умер приехавший с ним брат Николай. Несмотря на тяжелое моральное состояние, сопровождавшее его во время всего пребывания в чужой стране, Даниил накопил материал для своего главного научного труда - «Гидродинамики», изданной в 1738 году. В ней были сформулированы основные положения законов, определяющих природу потоков в жидкостях и газах, получившие имя Бернулли.
Тоска по дому заставляла ученого подавать просьбы о должности в Базеле, куда в 1733 году и вернулся Даниил Бернулли. Биография его с тех пор была связана только с этим городом, где он безвыездно прожил до своей кончины в 1782 года.
Отношения с отцом
Когда в 1734 году Даниил предоставил свою «Гидродинамику» на конкурс в Парижскую академию наук, оказалось, что его соперником является отец. Решение Академии было компромиссным, но вызвавшим гнев со стороны родителя. Даниил Бернулли и Иоганн Бернулли объявлялись равнозначными победителями, но нахождение на одной ступени с сыном показалось для старого профессора унизительным.
Отношения Даниила с отцом были разорваны, несмотря на стремление сына наладить их. При издании «Гидродинамики» в Страсбурге в 1738 году он демонстративно добавил к своему имени на титульном листе «сын Иоганна». Но старший Бернулли был непримирим. Через год вышла его книга «Гидравлика». Он специально датировал её 1732 годом, чтобы обозначить свой приоритет.
Даниил Бернулли и его вклад в развитие теории вероятности
В «Комментариях Санкт-Петербургской Академии» Бернулли опубликовал работу, в которой рассматривалось утверждение, получившее название санкт-петербургского парадокса. Оно касалось игры, впервые упомянутой племянником Даниила - Николаем: при подкидывании монеты n-раз, выпавший «орел» приносит игроку выигрыш в количестве 2 в степени n монет. Математическое вычисление вероятности выигрыша приводит к бесконечной величине, но здравый смысл показывает, что вознаграждение за участие в игре должно иметь конечную величину. При разрешении парадокса Даниил использует замену выигрыша моральным, а также взаимоотношение вероятности и личной полезности.
Другое важное исследование Бернулли в этой области было связано с основной профессией Даниила - врачебной - и с новыми разделами науки, и теории ошибок. Он опубликовал работу, посвященную эффективности прививок от оспы.
Наследие
Работы Даниила Бернулли в теории высоко ценятся «чистыми» математиками. А математическая физика - отрасль науки, где ученый считается одним из основоположников.
Настоящий физик-универсал, кроме фундаментальных законов гидродинамики, Бернулли обогатил кинетическую теорию газов и теорию упругости, которой посвящен целый цикл работ о колебаниях струн. Современная аэродинамика также базируется на выводах, впервые сделанных Даниилом.
Парижская, Берлинская, Болонская, Санкт-Петербургская Академии наук, Лондонское королевское общество - членом этих научных объединений был Даниил Бернулли. Фото с его портретом украшает стены многих научных учреждений, носящих его имя, в том числе лаборатория в Институте математических исследований сложных систем при МГУ.
Иоганн стал магистром (искусств) в 18 лет, перешёл на изучение медицины, но одновременно увлёкся математикой (хотя медицину не бросил). В 1691 будучи во Франции, пропагандирует новое исчисление, создав первую парижскую школу анализа. В этом же 1691 г. появился первый печатный труд Иоганна в Acta Eruditorum: он нашёл уравнение «цепной линии». В 1692 им получено классическое выражение для радиуса кривизны кривой. В 1696 Иоганн публикует задачу о брахистохроне: найти форму кривой, по которой материальная точка быстрее всего скатится из одной заданной точки в другую. Ещё Галилей размышлял на эту тему, но ошибочно полагал, что брахистохрона – дуга окружности. В 1699 вместе с Якобом избран иностранным членом Парижской Академии наук. В 1702 совместно с Лейбницем открыл приём разложения рациональных дробей на сумму простейших. В 1705 вернулся в Базельский университет, профессором греческого языка. В 1708 после смерти брата Якоба (1705) приглашается на его кафедру в Базеле и занимает её до самой смерти (1748). Другими научными заслугами Иоганна Бернулли являются постановка классической задачи о геодезических линиях и нахождение характерных геометрических свойств этих линий, а позднее вывод их дифференциальное уравнение. Необходимо также отметить, что он воспитал множество учеников, среди которых – Эйлер и Даниил Бернулли.
Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
Кафедра математического моделирования
Контрольно-курсовая работа
«История и методология механики»
«Жизнь и деятельность семьи Бернулли»
Введение
Якоб Бернулли
Иоганн Бернулли
Даниил Бернулли
Якоб IIБернулли
Математические объекты, названные в честь членов семьи
Дифференциальное уравнение Бернулли
Закон Бернулли
Лемниската Бернулли
Неравенство Бернулли
Распределение Бернулли
Числа и многочлены Бернулли
Список литературы
Введение
Семейство Бернулли было одним из протестантских семей, которые из Антверпена в 1583 году, чтобы избежать избиения католиками. Семейство нашло убежище сначала во Франкфурте, а вскоре перебралось в Швейцарию, где осело в Базеле. Основатель династии женился на представительнице одного из самых старинных семейств Базеля и стал крупным купцом. Николай Старший также был крупным купцом. Три поколения Бернулли дали 8 крупных математиков и физиков, из которых наиболее известны Якоб, Иоганн, Даниил и Якоб II. Среди академиков Петербургской Академии наук – пятеро представителей семьи Бернулли. Ниже приведено генеалогическое древо семейства Бернулли.
Якоб Бернулли
Якоб родился в семье преуспевающего фармацевта Николая Бернулли. Вначале учился богословию, но увлёкся математикой, которую изучил самостоятельно. В 1677 году совершил поездку во Францию для изучения идей Декарта, затем в Нидерланды и Англию, где познакомился с Гуком и Бойлем.
Вернувшись в Базель, некоторое время работал частным учителем. В 1684 году женился на Юдит Штупанус, у них родились сын и дочь.
С 1687 года – профессор физики (позже – математики) в Базельском университете. В 1684 штудирует первый мемуар Лейбница по анализу и становится восторженным адептом нового исчисления. Пишет письмо Лейбницу с просьбой разъяснить несколько тёмных мест. Ответ он получил только спустя три года (Лейбниц тогда был в командировке в Париже); за это время Якоб Бернулли самостоятельно освоил дифференциальное и интегральное исчисление, а заодно приобщил к нему брата Иоганна. По возвращении Лейбниц вступает в активную и взаимно-полезную переписку с обоими. Сложившийся триумвират – Лейбниц и братья Бернулли – 20 лет возглавлял европейских математиков и чрезвычайно обогатил новый анализ. В 1699 оба брата Бернулли избраны иностранными членами Парижской Академии наук.
Первое триумфальное выступление молодого математика относится к 1690 году. Якоб решает задачу Лейбница о форме кривой, по которой тяжелая точка опускается за равные промежутки времени на равные вертикальные отрезки. Лейбниц и Гюйгенс уже установили, что это полукубическая парабола, но лишь Якоб Бернулли опубликовал доказательство средствами нового анализа, выведя и проинтегрировав дифференциальное уравнение. При этом впервые появился в печати термин «интеграл».
Якоб Бернулли внёс огромный вклад в развитие аналитической геометрии и зарождение вариационного исчисления. Его именем названа лемниската Бернулли. Он исследовал также циклоиду, цепную линию, и особенно логарифмическую спираль. Последнюю из перечисленных кривых Якоб завещал нарисовать на своей могиле; к сожалению, по невежеству там изобразили спираль Архимеда. Согласно завещанию, вокруг спирали выгравирована надпись на латыни, «EADEM MUTATA RESURGO» («изменённая, я вновь воскресаю»), которая отражает свойство логарифмической спирали восстанавливать свою форму после различных преобразований.
Якобу Бернулли принадлежат значительные достижения в теории рядов, дифференциальном исчислении, теории вероятностей и теории чисел, где его именем названы «числа Бернулли».
Он изучил теорию вероятностей по книге Гюйгенса «О расчётах в азартной игре», в которой ещё не было определения и понятия вероятности (её заменяет количество благоприятных случаев). Якоб Бернулли ввёл значительную часть современных понятий теории вероятностей и сформулировал первый вариант закона больших чисел. Якоб Бернулли подготовил монографию в этой области, однако издать её не успел. Она была напечатана посмертно, в 1713 году, его братом Николаем, под названием «Искусство предположений». Это содержательный трактат по теории вероятностей, статистике и их практическому применению, итог комбинаторики и теории вероятностей XVII века. Имя Якоба носит важное в комбинаторике распределение Бернулли.
Якоб Бернулли издал также работы по различным вопросам арифметики, алгебры, геометрии и физики.
Иоганн Бернулли
Иоганн стал магистром (искусств) в 18 лет, перешёл на изучение медицины, но одновременно увлёкся математикой (хотя медицину не бросил). Вместе с братом Якобом изучает первые статьи Лейбница о методах дифференциального и интегрального исчисления, начинает собственные глубокие исследования.
В 1691 будучи во Франции, пропагандирует новое исчисление, создав первую парижскую школу анализа. По возвращении в Швейцарию переписывается со своим учеником маркизом де Лопиталем, которому оставил содержательный конспект нового учения из двух частей: исчисление бесконечно малых и интегральное исчисление.
В качестве концептуальной основы действий с бесконечно малыми Иоганн сформулировал в начале лекций три постулата (первая попытка обоснования анализа):
1. Величина, уменьшенная или увеличенная на бесконечно малую величину, не уменьшается и не увеличивается.
2. Всякая кривая линия состоит из бесконечно многих прямых, которые сами бесконечно малы.
3. Фигура, заключенная между двумя ординатами, разностью абсцисс и бесконечно малым куском любой кривой, рассматривается как параллелограмм.
Позже Лопиталь при издании своего учебника отбросил 3-й постулат как излишний, вытекающий из первых.
В этом же 1691 г. появился первый печатный труд Иоганна в Acta Eruditorum: он нашёл уравнение «цепной линии» (из-за отсутствия в то время показательной функции построение выполнялось через логарифмическую функцию). Одновременно подробное исследование кривой дали Лейбниц и Гюйгенс.
В 1692 им получено классическое выражение для радиуса кривизны кривой.
С 1693 подключился к переписке брата с Лейбницем.
В 1694 женился и в том же году защитил докторскую диссертацию по медицине. В ответ на письмо Лопиталя сообщает ему метод раскрытия неопределённостей, известный сейчас как «правило Лопиталя».
Печатает в Acta Eruditorum статью «Общий способ построения всех дифференциальных уравнений первого порядка». Здесь появились выражения «порядок уравнения» и «разделение переменных» – последним термином Иоганн пользовался еще в своих парижских лекциях. Выражая сомнение в сводимости любого уравнения к виду с разделяющимися переменными, Иоганн предлагает для уравнений первого порядка общий прием построения всех интегральных кривых при помощи изоклин в определяемом уравнением поле направлений. В 1695 по рекомендации Гюйгенса становится профессором математики в Гронингене.
В 1696 Лопиталь выпускает в Париже под своим именем первый в истории учебник по математическому анализу: «Анализ бесконечно малых для исследования кривых линий» (на французском языке), в основу которого была положена первая часть конспекта Бернулли. Значение этой книги для распространения нового учения трудно переоценить – не только потому, что она была первой, но и благодаря ясному изложению, прекрасному слогу, обилию примеров. Как и конспект Бернулли, учебник Лопиталя содержал множество приложений; собственно, они занимали львиную долю книги – 95%. Практически весь изложенный Лопиталем материал был почерпнут из работ Лейбница и Иоганна Бернулли (авторство которых в общей форме было признано в предисловии). Кое-что, впрочем, Лопиталь добавил и из своих собственных находок в области решения дифференциальных уравнений. Объяснение этой необычной ситуации – в материальных затруднениях Иоганна после женитьбы.
Двумя годами ранее, в письме от 17 марта 1694 г. Лопиталь предложил Иоганну ежегодную пенсию в 300 ливров, с обещанием затем ее повысить, при условии, что Иоганн возьмет на себя разработку интересующих его вопросов и будет сообщать ему, и только ему, свои новые открытия, а также никому не пошлет копии своих сочинений, оставленных в свое время у Лопиталя. Этот необычный контракт пунктуально соблюдался 2 года, до издания книги Лопиталя. Позднее Иоганн Бернулли – сначала в письмах к друзьям, а после смерти Лопиталя (1704) и в печати – стал защищать свои авторские права.
Книга Бернулли-Лопиталя имела оглушительный успех у самой широкой публики, выдержала четыре издания (последнее – в 1781 году), обросла комментариями, была даже (1730) переведена на английский, с заменой терминологии на ньютоновскую (дифференциалов на флюксии и т.п.). В Англии первый общий учебник по анализу вышел только в 1706 г. (Диттон).
В 1696 Иоганн публикует задачу о брахистохроне: найти форму кривой, по которой материальная точка быстрее всего скатится из одной заданной точки в другую. Ещё Галилей размышлял на эту тему, но ошибочно полагал, что брахистохрона – дуга окружности. Это была первая в истории вариационная задача, и математики с ней блестяще справились. Иоганн сформулировал задачу в письме Лейбницу, который тотчас её решил и посоветовал выставить на конкурс. Тогда Иоганн опубликовал её в Acta Eruditorum. На конкурс пришли три решения, все верные: от Лопиталя, Якова Бернулли и (анонимно опубликовано в Лондоне без доказательства) от Ньютона. Кривая оказалась циклоидой. Своё собственное решение Иоганн тоже опубликовал.
Дата: 2008-11-26
Даниил Бернулли (29.01.1700, Гронинген,-17.03.1782, Базель), сын Иоганна Бернулли. Занимался физиологией и медициной, но больше всего математикой и механикой.
Семья Бернулли происходит из Антверпена. Спасаясь от религиозного гонения герцога Альбы, Бернулли переселились в Франкфурт на Майне, а в ХVІІ в. переехали в Базель. В трех последующих поколениях этой семьи было восемь замечательных математиков, из которых трое были знамениты.
Даниил Бернулли, сын Иоганна и младший брат Николая, учился в базельской гимназии, и затем в базельском университете на философском факультете, окончив который получил в 1716 г. степень магистра. Математикой он занимался с детства под руководством отца и брата и проявлял к ней сильное влечение. Отец Даниила хотел сделать его коммерсантом и дважды делал неудачную попытку поместить его на должность приказчика, но Даниил добился возможности следовать своему влечению к науке. Выбор его остановился на медицине. Сначала он слушал лекции по этому предмету в Базеле, затем в течение нескольких лет - в Гейдельберге, после чего учился в Страсбурге. В 1720 г. он вернулся в Базель, а в 1721 г. держал медицинский экзамен и написал диссертацию "De respiratione", в которой стремился математическим путем разрешать физиологические вопросы. С 1723 г. он занимался практическою медициною в Венеции под руководством Михелотти. Здесь он впервые напечатал в 1724 г. одно из своих математических сочинений "Exercitationes quaedam mathematiсае". Этот труд доставил автору почетную известность.
В конце 1724 г. он получил предложение занять пост президента ученой академии, открываемой в Генуе, и в то же время был приглашен Вольфом занять кресло в учреждаемой в Петербурге Академии наук и кафедру профессора физиологии. Бернулли отклонил первое предложение и принял второе. Этому решению много способствовало единовременное приглашение в петербургскую Академию наук его брата Николая на кафедру механики и математики. 27 октября 1725 г. оба брата прибыли в Петербург. Здесь, в течение первых 5 лет Даниил занимался физиологией, основывая ее изучение на математике. Через пять лет призвание его к математике заговорило в нем настолько сильно, что по новому контракту он перешел на кафедру чистой математики с званием "professons matheseos sublimions". Эту кафедру он занимал с 1 сентября 1730 г. до отъезда из России (24 июня 1733 г.). С самого приезда братьев Бернулли в Петербург против них стали интриговать академики Герман и Бильфингер. Столкновения между ними скоро приняли самый острый характер. "Обвиняют меня, писал Даниил Бернулли к Шумахеру 1 сентября 1729 г., прямо в ложных выводах, и это обвинение делает г. Бильфингер. Еще более: он меня выдает за преступника, сообщая сведения de vita et moribus meis. Я могу только оплакивать мое несчастие. Конечно, наши усилия совершенно различны: г. Бильфингер старается лишь уничтожить меня, а я хочу только доказать мою невинность, не желая ему ни малейшего зла". Вражда эта прекратилась только после отъезда в 1731 г. Германа и Бильфингера за границу. Но к тому времени обострились отношения Бернулли с Шумахером. С другой стороны, петербургский климат дурно влиял на здоровье Даниила Бернулли. Брат его скончался в Петербурге через 8 месяцев после своего приезда. Все эти обстоятельства заставили Даниила подумать об отъезде на родину, и при составлении второго контракта он выговорил себе право уехать из России во всякое время, предупредив о том за 6 месяцев. Такое предупреждение он сделал 22 ноября 1731 г., но оставался после этого в России еще полтора года, ведя переговоры об условиях его увольнения из Академии. Бернулли просил уволить его с званием почетного члена Академии, ежегодною пенсиею в 200 руб. и "титулом придворного советника, которым и от других монархов уже некоторые профессора пожалованы, чином и преимуществами здешних советников государственных коллегий, или другой какой чин, о котором я, яко старший профессор, некоторую надежду иметь могу".
Младший брат Даниила, Иоанн предлагал свои услуги для замены своего брата в Академии, но президент Академии Блументрост давал обоим неопределенные и уклончивые ответы; поэтому оба брата уехали из Петербурга 24 июня 1733 г., не добившись ничего, и более уже не возвращались в Россию. Братья Бернулли отправились в Париж, где встретили самый дружеский прием среди ученых, и вернулись в Базель в конце 1733 г. Здесь Даниил занял предложенную ему уже ранее кафедру анатомии и ботаники и 18 декабря 1733 г. читал вступительную лекцию в университете. В 1750 г. освободилась кафедра опытной физики и, перейдя на нее, Бернулли читал этот предмет до смерти.
Парижская Академия наук присудила Бернулли в различное время десять премий за остроумные и тонкие физико-математические исследования на темы, предложенные Академией. В 1747 г. он был избран членом берлинской Академии наук, а в 1748 г. заступил место отца в парижской Академии в качестве ее иностранного члена. В 1750 г. он был избран членом Лондонского Королевского общества. В последующие года то же сделали и многие другие ученые общества. Сотрудничество Бернулли с Питербуржской Академией наук не прерывались и после отъезда его из России: он присылал для академических изданий свои мемуары, исполнял поручения Академии и живо интересовался всеми происходившими в ней событиями, получая о них постоянные сведения от Эйлера, который был приглашен в Петербург по его рекомендации, и с которым он находился в постоянной переписке до 1750 г.; в 70-х годах его петербургским корреспондентом был Николай Фусс.
Таким образом Бернулли исполнял все требования, представляемые регламентом Академии к отсутствующим членам ее для получения пенсии. Тем не менее пенсия ему не выдавалась до назначения президентом Академии барона Корфа, который выхлопотал ему пенсию (200 руб.) с начала 1735 г. По выходе барона Корфа из Академии в 1740 г. пенсия снова была прекращена и несмотря на то, что Даниил продолжал неуклонно исполнять свои обязанности, не выдавалась до 1767 г., когда ее вновь назначил директор Академии граф Орлов. С этого времени пенсия уже не прекращалась до смерти Бернулли. В 1747 г., во время президентства в Академии графа Разумовского, Бернулли вновь приглашали в Академию, причем ему предлагали выгодные условия; в этом деле принимал горячее участие Эйлер, но Бернулли отказался от этого предложения.
Важнейшие научные исследования Даниила Бернулли относились к чистой математике, механике, теории вероятностей и физиологии. Главнейшим трудом его следует признать сочинение: Hydrodynamica, sive de viribus et motibus fluidorum. Argentorati 1738.
Более всего Даниил Бернулли прославился трудами в области математической физики и теории дифференциальных уравнений - его считают, наряду с Д"Аламбером и Эйлером, основателем математической физики.
Физик-универсал, он основательно обогатил кинетическую теорию газов, гидродинамику и аэродинамику, теорию упругости и т. д. Он первый выступил с утверждением, что причиной давления газа является тепловое движение молекул. В своей классической "Гидродинамике" он вывел уравнение стационарного течения несжимаемой жидкости (уравнение Бернулли), лежащее в основе динамики жидкостей и газов. С точки зрения молекулярной теории он объяснил закон Бойля-Мариотта.
Бернулли принадлежит одна из первых формулировок закона сохранения энергии (живой силы, как тогда говорили), а также (одновременно с Эйлером) первая формулировка закона сохранения момента количества движения (1746). Он много лет изучал и математически моделировал упругие колебания, ввёл понятие гармонического колебания, дал принцип суперпозиции колебаний.
В математике опубликовал ряд исследований по теории вероятностей, теории рядов и дифференциальным уравнениям. Он первый применил математический анализ к задачам теории вероятностей (1768), до этого использовались только комбинаторный подход. Бернулли продвинул также математическую статистику, рассмотрев с применением вероятностных методов ряд практически важных задач.
