Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Даниэль Бернулли
ETH-BIB-Бернулли, Даниэль (1700-1782) -Portrait-Portr 10971.tif (обрезано) .jpg
Родившийся8 февраля 1700 г.
Гронинген , Голландская Республика
Умер17 марта 1782 г. (82 года)
Базель , Швейцарская Республика
НациональностьШвейцарский
ОбразованиеБазельский университет (MD, 1721)
Гейдельбергский университет
Страсбургский университет
ИзвестенПринцип Бернулли
Ранняя кинетическая теория газов
Термодинамика
Научная карьера
ПоляМатематика , физика , медицина
ТезисDissertatio Physico-medica de respratione (Диссертация по медицинской физике дыхания)  (1721)
Подпись
Даниэль Бернулли Signature.svg

Даниэль Бернулли FRS ( немецкий: [bɛʁˈnʊli] ; [1] 8 февраля [ OS 29 января] 1700 - 17 марта 1782) был швейцарским [2] математиком и физиком и был одним из многих выдающихся математиков в семье Бернулли из Базеля. Его особенно помнят за его приложения математики к механике, особенно механике жидкостей , а также за его новаторские работы в области теории вероятностей и статистики . Его имя увековечено в принципе Бернулли , частном примере сохранения энергии., который описывает математику механизма, лежащего в основе работы двух важных технологий 20 века: карбюратора и крыла самолета .

Ранняя жизнь [ править ]

Первая страница Hydrodynamica (1738)

Даниэль Бернулли родился в Гронингене , Нидерланды, в семье выдающихся математиков. [3] Семья Бернулли происходила из Антверпена, в то время в испанских Нидерландах , но эмигрировала, чтобы избежать преследований протестантов в Испании . 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 (одного из первых исследователей теории вероятностей и первооткрывателя математической константы e ). [3] У него было два брата, Никлаус и Иоганн II . У. В. Роуз Болл описал Даниэля Бернулли как «безусловно самого способного из молодых Бернулли». [4] Говорят, что у него были плохие отношения со своим отцом. После того, как они оба войдут и займут первое место в научном конкурсе Парижского университета.Иоганн, не в силах вынести «позор», что его сравнивают с равным Даниилу, прогнал Даниила из своего дома. Иоганн Бернулли также заимствовал некоторые ключевые идеи из книги Даниэля « Hydrodynamica» в своей собственной книге « Hydraulica», созданной задним числом до Hydrodynamica . Несмотря на попытки Даниэля примирения, его отец хранил обиду до самой смерти. [5]

Примерно в школьном возрасте его отец, Иоганн Бернулли, поощрял его изучать бизнес, поскольку математика ждали скудные награды. Однако Даниэль отказался, потому что хотел изучать математику. Позже он уступил желанию отца и занялся бизнесом. Затем его отец попросил его изучать медицину , и Дэниел согласился при условии, что отец будет обучать его математике в частном порядке, что они продолжали в течение некоторого времени. [5] Даниэль изучал медицину в Базеле , Гейдельберге и Страсбурге , а в 1721 году получил докторскую степень по анатомии и ботанике. [6]

Он был современником и близким другом Леонарда Эйлера . Он поехал в Санкт-Петербург в 1724 году в качестве профессора математики, но был там очень недоволен, и временная болезнь 1733 года дала ему повод покинуть Петербург. [5] Он вернулся в Базельский университет , где последовательно занимал кафедры медицины , метафизики и натурфилософии до своей смерти. [7]

В мае 1750 года он был избран членом Королевского общества . [8]

Математическая работа [ править ]

Его ранняя математическая работа была Exercitationes ( Математические Упражнения ), опубликованной в 1724 году с помощью Гольдбаха . Два года спустя он впервые указал на частую желательность разделения сложного движения на движения поступательного и вращательного движения. Его главная работа - Hydrodynamica , опубликованная в 1738 году. Она напоминает « Mécanique Analytique» Жозефа Луи Лагранжа в том, что она устроена так, что все результаты являются следствиями единого принципа, а именно сохранения энергии . Затем последовали мемуары по теории приливов, к которым вместе с мемуарами Эйлера и Колина МаклоренаПремия была присуждена Французской Академией : эти три мемуара содержат все, что было сделано по этому вопросу между публикацией « Философских принципов естественной математики» Исаака Ньютона и исследованиями Пьера-Симона Лапласа . Бернулли также написал большое количество статей по различным вопросам механики, особенно по проблемам, связанным с вибрирующими струнами , и решениям, данным Бруком Тейлором и Жаном ле Рондом Даламбером . [4]

Вместе Бернулли и Эйлер пытались узнать больше о потоке жидкостей. В частности, они хотели узнать о взаимосвязи между скоростью, с которой течет кровь, и ее давлением. Чтобы исследовать это, Дэниел экспериментировал, пробивая стенку трубы небольшой трубочкой с открытым концом, и заметил, что высота, на которую жидкость поднимается по соломе, связана с давлением жидкости в трубе. [9]

Вскоре врачи по всей Европе измеряли артериальное давление пациентов, вставляя стеклянные трубки с острыми концами прямо в их артерии. Только 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 более ранней работе по сохранению энергии. Было известно, что движущееся тело обменивает свою кинетическую энергию на потенциальную, когда набирает высоту. Дэниел понял, что аналогичным образом движущаяся жидкость обменивает свою кинетическую энергию на давление, первая из которых является кинетической энергией на единицу объема. Математически этот закон теперь записывается:

где P - давление, ρ - плотность жидкости, u - ее скорость.

Экономика и статистика [ править ]

В своей книге 1738 Образец theoriae NOVAE де mensura Sortis (экспозиция новой теории по измерению риска) , [10] Бернулли предложил решение Санкт - Петербургского парадокса как основы экономической теории неприятия риска , премии за риск , и полезность . [11] Бернулли часто замечал, что, принимая решения, связанные с некоторой неопределенностью, люди не всегда пытались максимизировать свою возможную денежную прибыль, а скорее пытались максимизировать « полезность».", экономический термин, охватывающий их личное удовлетворение и выгоду. Бернулли понял, что для людей существует прямая взаимосвязь между полученными деньгами и полезностью, но она уменьшается по мере увеличения полученных денег. Например, для человека, чей доход составляет 10 000 долларов на человека. в год дополнительные 100 долларов дохода принесут больше пользы, чем человеку, чей годовой доход составляет 50 000 долларов [12].

Одной из первых попыток анализа статистической проблемы, связанной с цензурированными данными, был проведенный Бернулли в 1766 году анализ данных о заболеваемости и смертности от оспы для демонстрации эффективности прививки . [13]

Физика [ править ]

В Гидродинамиках (1738) он заложил основу для кинетической теории газов , [14] и применил идею для объяснения закона Бойля . [4]

Он работал с Эйлером над упругостью и развитием уравнения Эйлера – Бернулли для балки . [15] Принцип Бернулли имеет решающее значение в аэродинамике . [7]

По словам Леона Бриллюэна , принцип суперпозиции был впервые сформулирован Даниэлем Бернулли в 1753 году: «Общее движение колеблющейся системы задается суперпозицией ее собственных колебаний». [16]

Работает [ править ]

Pieces qui ont remporté le Prix double de l'Academie royale des Sciences en 1737
  • Pieces qui ont remporté le Prix double de l'Academie royale des Sciences en 1737 (на французском языке). Париж: Imprimerie Royale. 1737.

Наследие [ править ]

В 2002 году Бернулли был введен в Международный Зал Air & Space славы на Air & Space Museum Сан - Диего . [17]

См. Также [ править ]

  • Принцип Бернулли
  • Уравнение Эйлера-Бернулли для пучка
  • Петербургский парадокс
  • Гидродинамика

Ссылки [ править ]

Сноски [ править ]

  1. Перейти ↑ Mangold, Max (1990). Duden - Das Aussprachewörterbuch . 3. Auflage. Мангейм / Вена / Цюрих, Dudenverlag.
  2. ^ "Даниэль Бернулли" . База данных известных имен . Дата обращения 14 октября 2019 .
  3. ^ a b Ротбард, Мюррей . Даниэль Бернулли и основание математической экономики , Институт Мизеса (отрывок из книги «Австрийский взгляд на историю экономической мысли» )
  4. ^ a b c Роуз Болл, WW (2003) [1908]. «Бернулли» . Краткий отчет по истории математики (4-е изд.). Дувр. ISBN 0-486-20630-0.
  5. ^ a b c О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Даниэль Бернулли" , архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс. (1998)
  6. ^ Андерсон, Джон Дэвид (1997). История аэродинамики и ее влияние на летательные аппараты . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-45435-2.
  7. ^ a b [Anon.] (2001) "Даниэль Бернулли", Британская энциклопедия
  8. ^ "Библиотека и архивный каталог" . Королевское общество . Проверено 13 декабря 2010 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ Коллекция Тернера, Университет Кила, включает диаграмму Бернулли, чтобы проиллюстрировать, как измеряется давление. См. Также часть оригинального латинского объяснения Бернулли.
  10. ^ Английский перевод в Бернулли, Д. (1954). «Изложение новой теории измерения риска» (PDF) . Econometrica . 22 (1): 23–36. DOI : 10.2307 / 1909829 . JSTOR 1909829 .  
  11. ↑ Стэнфордская энциклопедия философии : « Санкт-Петербургский парадокс » Р. М. Мартина
  12. ^ Кутер & Улен (2016) , стр. 44-45.
  13. ^ перепечатано в Blower, S; Бернулли, Д. (2004). «Попытка нового анализа смертности от оспы и преимуществ вакцинации для ее предотвращения» (PDF) . Обзоры в медицинской вирусологии . 14 (5): 275–88. DOI : 10.1002 / rmv.443 . PMID 15334536 . S2CID 8169180 . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2007 года.   
  14. ^ Вольфрам, Стивен (2002). Новый вид науки . Wolfram Media, Inc. стр. 1019 . ISBN 1-57955-008-8.
  15. ↑ Тимошенко, СП (1983) [1953]. История сопротивления материалов . Нью-Йорк: Дувр. ISBN 0-486-61187-6.
  16. ^ Бриллюэн, Л. (1946). Распространение волн в периодических структурах: электрические фильтры и кристаллические решетки , McGraw – Hill, New York, p. 2.
  17. ^ Sprekelmeyer, Линда, редактор. Мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы . Издатели Доннинг Ко, 2006. ISBN 978-1-57864-397-4 . 

Цитированные работы [ править ]

  • (Оригинальная запись основана на общедоступной истории математики Роуз )
  • Чисхолм, Хью, изд. (1911). "Бернулли § В. Даниэль Бернулли"  . Encyclopdia Britannica . 3 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 805.
  • Кардуэлл, DSL (1971). От Ватта до Клаузиуса: подъем термодинамики в раннюю индустриальную эпоху . Хайнеманн: Лондон. ISBN 0-435-54150-1.
  • Кутер, Роберт ; Улен, Томас (2016). Право и экономика . Книги закона Беркли (6-е изд.). Беркли: Эддисон-Уэсли. ISBN 978-0-13-254065-0.
  • Михайлов, Г.К. (2005). «Гидродинамика» . В Граттан-Гиннесс, Айвор (ред.). Достопримечательности западной математики 1640–1940 гг . Эльзевир. С. 131–42. ISBN 978-0-08-045744-4.
  • Пейси, AJ; Фишер, SJ (декабрь 1967 г.). «Даниэль Бернулли и vis viva сжатого воздуха» . Британский журнал истории науки . 3 (4): 388–392. DOI : 10.1017 / S0007087400002934 .
  • Штрауб, Ганс (1970). «Бернулли, Даниэль». Словарь научной биографии . 2 . Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера. С. 36–46. ISBN 0-684-10114-9.

Внешние ссылки [ править ]

  • "Бернулли Даниэль" . Mathematik.ch . Проверено 7 сентября 2007 года .
  • Ротбард, Мюррей . Даниэль Бернулли и основание математической экономики , Институт Мизеса (отрывок из книги «Австрийский взгляд на историю экономической мысли» )
  • Вайсштейн, Эрик Вольфганг (ред.). «Бернулли, Даниэль (1700–1782)» . ScienceWorld .
  • Работы Даниэля Бернулли в Project Gutenberg
  • Работы Дэниела Бернулли или о нем в Internet Archive