Данило Бернуллі: біографія, фото, внесок у розвиток теорії ймовірності

XVII століття - століття просвітництва. У багатьох галузях знань силами передових умів релігійна основа пізнання світу змінювалася чисто наукової. Унікальне явище в цьому процесі – сім'я Бернуллі, дала відразу кілька вчених світового рівня. Одне з найяскравіших імен з цієї плеяди - Данило Бернуллі. Масштабом обдарування і різноманітністю наукових інтересів він нагадував великих учених Відродження. Головна заслуга його й інших членів родини перед майбутніми поколіннями полягає в доданні математики ролі універсального інструменту для досліджень у різних галузях науки – фізиці, хімії, біології і багатьох інших.

Математика як сімейна справа

Предки родини Бернуллі були родом з Фландрії, з тієї області Південних Нідерландів, яка згодом увійшла до складу Бельгії. В Антверпені, де жив один з прабатьків знаменитої родини – Якоб, почалися утиски прихильників протестантизму, до яких ставилися і Бернуллі. Вони були змушені виїхати спочатку до Німеччини, а потім в Базель, де отримали швейцарське громадянство. Син Якоба – Микола, який на родовідному дереві сім'ї позначений Старшим, мав 11 дітей. Він і став засновником знаменитої математичної династії. Один з дітей Якоба - Йоганн - викладав в університеті Гронінгена. В цьому голландському місті 29 січня 1700 року і народився Данило Бернуллі (1700-1782 рр.). Коли майбутньому великому вченому виповнилося 5 років, Йоганн Бернуллі з родиною повернувся в Базель, де отримав посаду професора математики. Після того як він став займатися освітою Данила, стало зрозуміло, що він обдарований не менше, ніж його брати Якоб і Микола-молодший. Але Йоганн передбачав для Данила більш прибуткову – купецьку або лікарську – кар'єру, тому, за його наполяганням, з 15 років Данило Бернуллі став вивчати медицину спочатку в базельському університеті, а потім в німецькому Хайдельберзі.

Медицина і математика

Інтерес до дослідження потоків рідкої і газоподібної середовищі проявився у Данила, коли він став учнем знаменитого англійського лікаря Вільяма Гарвея. Він уважно ознайомився з його роботою з дослідження кровотоку в людському організмі - Гарвей був первооткрыватем великого і малого кіл кровообігу. Незабаром Данило Бернуллі захистив дисертацію і спробував отримати посаду викладача. У той час вибір претендентів часто здійснювався за допомогою жеребу. Спроба молодого вченого була невдалою, але стала причиною виникнення у нього інтересу до математичних аспектів теорії ймовірності. У 1724 році Данило переїжджає в Венецію, щоб продовжити вивчення практичної медицини у знаменитого лікаря Антоніо Мичелотти.

Данило Іванович

В Італії він серйозно захворів, але продовжував свої дослідження. Він провів безліч експериментів з пошуку закономірностей в поведінці води при витіканні її з контейнера і проходженні через трубки різного перерізу. Ця робота створила йому авторитет у новій галузі фізики, названої ним гідродинаміки. У 1725 році Данило Бернуллі отримав запрошення від російської імператриці Катерини I зайняти посаду голови відділення математики Академії наук Санкт-Петербурга. Вона розраховувала і на його, як видатного фахівця з гідродинаміки, у створенні каскаду фонтанів у Петергофі.
Перебування вченого в Росії ознаменувалося трагедією – через 9 місяців після приїзду в Петербург помер від лихоманки приїхав з ним брат Микола. Незважаючи на тяжкий моральний стан, супроводжував його під час перебування в чужій країні, Данило накопичив матеріал для свого головного наукової праці – «Гідродинаміка», виданої в 1738 році. У ній були сформульовані основні положення законів, що визначають природу потоків в рідинах і газах, отримали ім'я Бернуллі. Туга по дому змушувала вченого подавати прохання про посади в Базелі, куди в 1733 році і повернувся Данило Бернуллі. Біографія його з тих пір була пов'язана тільки з цим містом, де він безвиїзно прожив до своєї смерті в 1782 року.

Стосунки з батьком

Коли в 1734 році Данило надав свою «Гідродинаміку» на конкурс в Паризьку академію наук, виявилося, що його суперником є батько. Рішення Академії було компромісним, але викликав гнів з боку батьків. Данило Бернуллі і Йоганн Бернуллі оголошувалися рівнозначними переможцями, але знаходження на одній сходинці з сином здалося для старого професора принизливим.
Відносини Данила з батьком були розірвані, незважаючи на прагнення сина налагодити їх. При виданні «Гідродинаміка» в Страсбурзі в 1738 році він демонстративно додав до свого імені на титульному аркуші «син Йоганна. Але старший Бернуллі був непримиренний. Через рік вийшла його книга «Гідравліка». Він спеціально датував її 1732 роком, щоб позначити свій пріоритет.

Данило Бернуллі і його внесок в розвиток теорії ймовірності

У «Коментарях Санкт-Петербурзької Академії» Бернуллі опублікував роботу, в якій розглядалася твердження, яке дістало назву санкт-петербурзького парадоксу. Воно стосувалося гри, вперше згаданої племінником Данила – Миколою: при підкидання монети n-раз випаде «орел» приносить гравцеві виграш у кількості 2 в ступені n монет. Математичне обчислення ймовірності виграшу призводить до нескінченною величиною, але здоровий глузд показує, що винагорода за участь у грі повинно мати кінцеву величину. При вирішенні парадоксу Данило використовує заміну математичного очікування виграшу моральним, а також взаємовідношення ймовірності та особистої корисності.
Інше важливе дослідження Бернуллі в цій області було пов'язано з основною професією Данила – лікарської - і з новими розділами науки, математичної статистики і теорії помилок. Він опублікував роботу, присвячену ефективності щеплень від віспи.

Спадщина

Роботи Данила Бернуллі в теорії диференціальних рівнянь високо цінуються чистими математиками. А математична фізика – галузь науки, де вчений вважається одним з основоположників. Справжній фізик-універсал, крім фундаментальних законів гідродинаміки, Бернуллі збагатив кінетичну теорію газів і теорію пружності, якій присвячено цілий цикл робіт про коливання струн. Сучасна аеродинаміка також базується на висновках, вперше зроблених Данилом. Паризька, Берлінська, Болонська, Санкт-Петербурзька академія наук, Лондонське королівське товариство – членом цих наукових об'єднань був Данило Бернуллі. Фото з його портретом прикрашає стіни багатьох наукових установ, що носять його ім'я, в тому числі лабораторія в Інституті математичних досліджень складних систем при МДУ.