В каком году семья бернулли покинули антверпен. Семья Бернулли - российские остановки. Математика как семейное дело

Простыми словами

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.

Из той же семьи происходит Мария Бернулли - первая жена Германа Гессе.
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.

В 8-м округе Парижа есть улица Бернулли (Rue Bernoulli), названная в честь этой семьи.

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.

Несомненно, самой выдающейся семьей в истории математики была семья Бурнулли из Базеля, которая включала, по крайней мере, восемь отличных математиков с 1650 по Трое из них, братья Якоб (1654-1705) и Иоганн (1667-1754) и сын Иоганна, Даниил (1700-1782), входили в число выдающихся математиков всех времен, как можно догадаться по их вкладам, уже упоминавшихся в этой главе. Несомненно, все математики Бернулли сыграли важную роль в истории механики. Их влияние в этой области можно найти у Шабо (1977), где также есть портреты большинства из них, а также у Трусделла (1954, 1960). Однако, Якоб, Иоганн и Даниил интересны с более широкой точки зрения, математикой, также как и своей личной жизнью. Семья Бернулли, несмотря на свой математический талант, также имела более чем свою

долю высокомерия и ревности, которая восстановила брата против брата и отца против сына. Три поколения подряд отцы пытались направить своих сыновей к нематематической карьере, чтобы увидеть лишь, как их снова притягивала математика. Самый болезненный конфликт произошел между Якобом, Иоганном и Даниилом.

Якоб, первый математик в семье, был старшим сыном Николая Бернулли, преуспевающего фармацевта и городского головы Базеля, и Маргареты Шёнауэр, дочери другого богатого фармацевта. У них было еще три сына: Николай, который стал художником, и в 1686 году нарисовал портрет Якоба, который вы видите (рисунок 13.5); Иоганн; и Иеронимус, который продолжил семейное дело. Отец хотел, чтобы Якоб непременно изучал теологию, которой он вначале и занялся, получив диплом в 1676 году. Однако Якоб также начал изучать математику и астрономию, и в 1677 году он поехал во Францию, чтобы учиться у последователей Декарта. В 1681 году его астрономия вовлекла его в конфликт с теологами. Вдохновленный появлением большой кометы в 1680 году, он опубликовал брошюру, в которой предлагал законы, управляющие поведением комет, и утверждал, что их появления можно предсказать. На самом деле, его теория не была правильной (это было за шесть лет до Principia), но, несомненно, она расходилась во взглядах с теологией того времени, которая использовала неожиданность появления комет, утверждая, что они были знаками божественного недовольства. Якоб решил, что его будущим была скорее математика, чем теология, и он принял девиз Invito Patre, Sidera verso (Вопреки желанию моего отца, я обращусь к звездам). Он совершил вторую образовательную поездку, в Нидерланды и Англию, где он встретил Гука и Бойля, и в 1683 году начал читать лекции по механике в Базеле.

Рисунок 13.5: Портрет Якоба Бернулли работы Николая Бернулли

В 1684 году он женился на Юдит Степанус, и они, в итоге, имели сына и дочь, никто из них не стал математиком. В известном смысле, математическим наследником Якоба был его племянник Николай (сын художника), который продолжил одно из самых оригинальных направлений исследований Якоба, теорию вероятностей. Он подготовил посмертную публикацию книги Якоба по этому предмету, Ars conjectandi [Якоб Бернулли (1713)], которая содержит первое доказательство закона больших чисел. Закон Якоба Бернулли описывал поведение длинных последовательностей испытаний, для которых положительный исход имеет постоянную вероятность (эти испытания теперь называются испытаниями Бернулли). В точном смысле, доля успешных испытаний будет «близка» к для «почти всех» последовательностей.

В 1687 году Якоб стал профессором математики в Базеле и, вместе с Иоганном (которого он тайно обучал математике), приступил к овладению новыми методами исчисления, которые тогда появлялись в статьях Лейбница. Это оказалось трудным, возможно, больше для Якоба, чем для Иоганна, но к 1690-м гг. блеском своих открытий братья сравнялись с самим Лейбницем. Якоб, математик-самоучка, был медлительнее, но прозорливее из двух. Он стремился дойти до сути каждой задачи, тогда как Иоганн довольствовался любым решением, чем быстрее, тем лучше.

Иоганн был десятым ребенком в семье, и его отец готовил его к деловой карьере. Когда отсутствие склонности к коммерческой деятельности стало очевидным, ему разрешили поступить в 1683 году в Базельский университет, и в 1685 году он стал магистром гуманитарных наук. В это время он также посещал лекции своего брата и, как говорилось ранее, изучал у него математику частным образом. Их соперничество не выплывало наружу до конкурса по решению задачи о цепной линии 1690 года, но, быть может, талант младшего брата беспокоил Якоба уже в 1685 году. В том году он убедил Иоганна заняться изучением медицины, сделав крайне оптимистичный прогноз, что она предоставляла большие возможности для применения математики. Иоганн вполне серьезно занялся медициной, получив диплом в 1690 году и докторскую степень в 1695 году, но к тому времени он был больше известен как математик. С помощью Гюйгенса он получил кафедру математики в Гронингене, и таким образом стал свободным, чтобы сосредоточиться на своем истинном призвании.

Широкого применения математики в медицине не случилось, хотя Иоганн Бернулли создал забавное применение геометрического ряда, которое сегодня, по-прежнему, имеет место как часть физиологических мелочей. В De nutritione [Иоганн Бернулли (1699)] он использовал предположение, что постоянная часть телесной субстанции, однородно распределенная, каждый день теряется и заменяется питанием, с тем чтобы рассчитать, что почти все вещество тела через три года будет обновлено. Этот результат спровоцировал в то время серьезный теологический спор, поскольку он означал невозможность воскрешения тела из всей его прошлой субстанции.

Иоганн Бернулли сделал несколько важных вкладов в исчисление в 1690-х гг. вне механики. Одним из них был первый учебник по этому предмету, Analyse des infiniment petits. Он был опубликован под именем его студента, маркиза Лопиталя (1696), видимо, в обмен на щедрую финансовую компенсацию. Еще одним вкладом, сделанным совместно

с Лейбницем, был метод определения частной производной. Они оба держали это открытие в секрете в течение 20 лет, чтобы использовать его как «секретное оружие» в задачах о семействах кривых [см. Энгельман (1984)]. Другие открытия по-прежнему остаются вне территории, обычно исследуемой в исчислении, например,

Этот потрясающий результат Иоганна Бернулли (1697) можно доказать, используя подходящее разложение в ряд и интегрирование по частям (см. упражнения).

Соперничество между Якобом и Иоганном вылилось в открытую враждебность в 1697 году из-за изопериметрической задачи, задачи отыскания кривой заданной длины, которая окружает наибольшую площадь. Якоб правильно понял, что это была задача вариационного исчисления, но утаил свое решение, тогда как Иоганн настаивал на публикации неверного решения и заявлял, что Якоб совсем не имел решения. Якоб представил свое решение в Парижскую Академию в 1701 году, но оно почему-то осталось в запечатанном конверте даже после его смерти. Даже когда в 1706 году решение обнародовали, Иоганн отказался признать свою ошибку или превосходство анализа Якоба.

Иоганн женился на Доротее Фалкнер, дочери депутата парламента Базеля, и при помощи связей своего тестя получил кафедру греческого языка в Базеле в 1705 году. Это дало ему возможность вернуться из Гронингена в Базель, но его настоящей целью была кафедра математики, не греческого языка. У Якоба тогда было плохо со здоровьем, но его последние дни отравляла вера, что Иоганн интриговал против него, чтобы занять его место, используя предложение о кафедре греческого языка как ступеньку на пути к достижению цели. Именно так и случилось, ибо, когда в 1705 году умер Якоб, Иоганн стал профессором математики.

Со смертью Якоба и фактическим выходом в отставку Лейбница и Ньютона, Иоганн почти 20 лет наслаждался положением ведущего математика мира. Он особенно гордился своей успешной защитой Лейбница от приверженцев Ньютона:

Когда в Англии объявили войну г-ну Лейбницу из-за чести первого изобретения нового исчисления бесконечно малых, я был, против своего желания, втянут в нее; от меня требовали

принять участие. После смерти г-на Лейбница борьба досталась мне одному. Масса английских противников выпала на мою долю. Моя участь состояла в отражении атак господ Кейла, Тейлора, Пембертона, Робинса и других. Короче говоря, я один, как известный Горацио Коклес, не давал передышки на мосту всей английской армии.

[Перевод Пирсона (1978), с. 235]

Его портрет той эпохи демонстрирует высокомерие Бернулли на вершине его карьеры (рисунок 13.6). Рисунок 13.6: Иоганн Бернулли

Иоганн Бернулли встретил, наконец, достойного противника в лице своего собственного ученика, Эйлера, в 1727 году. Открытой войны не было, только вежливый обмен корреспонденцией о логарифмах отрицательных чисел, но он выявил, что Иоганн Бернулли понимал некоторые свои результаты хуже, чем Эйлер. Иоганн Бернулли упорствовал в своем упрямом непонимании еще 20 лет, тогда как Эйлер продолжал развивать свою блестящую теорию комплексных логарифмов и показательных функций (см. раздел 16.1). Иоганн Бернулии, по-видимому, совсем не возражал против успеха своего ученика; вместо этого, его съедала ревность по поводу успеха его сына Даниила.

Даниил Бернулли (рисунок 13.7) был средним из трех сыновей Иоганна, все они стали математиками. Старший, Николай (истории! его называют Николай II, чтобы отличить от первого математика Николая), умер от лихорадки в Санкт-Петербурге в 1725 году в возрасте 30 лет. Младший, Иоганн II, отличился меньше всех из троих, но он был отцом следующего поколения математиков Бернулли, Якоба II и Иоганна III.

Рисунок 13.7: Даниил Бернулли

Путь Даниила в математику очень похож на путь его отца. Пока он был подростком, он брал уроки у старшего брата; отец хотел, чтобы он занялся коммерческой деятельностью, но когда эта карьера не удалась, Даниилу разрешили изучать медицину.

Он получил докторскую степень в 1721 году и предпринял несколько попыток, чтобы добиться кафедры анатомии и ботаники в Базеле, достигнув, наконец, цели в 1733 году. Однако к этому времени он ушел в математику, с тагам успехом, что его вызвали в Санкт-Петербургскую Академию. За годы, проведенные там (1725-1733),

у него зародились идеи о модах колебания, и он создал первый черновой набросок своей Гидродинамики. Хотя ему не удалось найти основные дифференциальные уравнения гидродинамики в частных производных, в Гидродинамике сделаны другие важные успехи. Один из них - систематическое использование принципа сохранения энергии; другой - кинетическая теория газов, включая вывод закона Бойля, который теперь стандартен.

К сожалению, публикация Гидродинамики задержалась до 1738 года. Это оставило приоритет Даниила открытым для атаки, и одним из тех, кто воспользовался этим, был его собственный отец. Самозванный Гораций спора о приоритете между Лейбницем и Ньютоном предпринял попытку самой вопиющей кражи приоритета в истории математики, публикуя книгу о гидродинамике в 1743 году и датируя ее 1732 годом. Даниил был опустошен, и он писал Эйлеру:

Всю мою Гидродинамику, ни йотой из которой я, действительно, обязан своему отцу, у меня неожиданно целиком украли, и я теряю, поэтому, в один момент плоды десятилетней работы. Все теоремы взяты из моей Гидродинамики, и затем мой отец называет свои сочинения Гидроликой, теперь в первый раз обнародованной, 1732 года, поскольку моя Гидродинамика была напечатана только в 1738 году.

[Даниил Бернулли (1743), в переводе Трусделла (1690)]

Ситуация была не вполне столь определенной, как утверждал Даниил [подробную оценку см. у Трусделла (1960)], но, во всяком случае, поступок Иоганна Бернулли обернулся против него самого. Его репутация была столь запятнана этим эпизодом, что ему даже не поставили в заслугу те части его работы, которые были оригинальными. Даниил продолжал наслаждаться славой и долгой карьерой, став профессором физики в 1750 году и читая лекции восторженной аудитории до 1776 года.

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.

Дорогие коллеги!

Я учитель математики, но очень люблю историю, в частности историю России, а также и историю математики.

При проведении предметной недели, которая в нашей школе проходит в последнюю неделю января, мы учителя математики проводим историко-математическую викторину.

Предлагаю на Ваш суд ряд вопросов этой викторины. Предлагаемый список вопросов, разумеется, не претендует на полноту и законченность. По образцу этих вопросов каждый желающий может составить много других при наличии соответствующей литературы.

№ вопроса

Вопрос

Ответ

Назовите русского поэта XIX в., автора рукописи «Увеселительная арифметика»

В.Г. Бенедиктов (1807 – 1873)

Какой крупный русский математик XIX в. был поэтом?

В.Я. Буняковский (1804 – 1889)

Какой известный русский писатель окончил физико-математический факультет университете?

А.С. Грибоедов, поступив в Московский университет, прошёл за шесть с половиной лет курс трех факультетов: словесного, юридического и физико–математического.

Какой английский математик писан нематематические детские книги?

Профессор математики Оксфордского университета Чарльз Лютвидж Доджсон (1832 – 1898) издал под именем Льюиса Керролла ряд детских книг. На русском языке из них неоднократно издавались «Алиса в стране чудес» и «Алиса в Зазеркалье»

Какой выдающийся математик на самом деле не существует и никогда не существовал?

На III Всесоюзном съезде математиков в Москве французскому математику Данжуа был задан вопрос: «Кто является ведущим математиком Франции?», - «Никола Бурбаки», ответил ученый. Кто же такой Н. Бурбаки? Это псевдоним коллектива французских математиков (Андре Вейль, Диедонне, Шевалье, Картан и десяток других).

Какая наука, тесно связанная с математикой, получила своё название за сто с лишним лет до своего рождения?

Французский математик и физик А. Ампер (1775 – 1836) пытался провести классификацию наук. При этом он ввёл ряд таких наук, которые в его время не существовали, в частности, он ввёл кибернетику – науку об управлении. Только через 115 лет после появления этой классификации кибернетика действительно возникла как наука.

Какой великий русский математик не получил диплома, хотя дважды успешно выдержал выпускные экзамены в университете?

М.В. Остроградский (1801 – 1861), так как он не согласился слушать лекции богословия.

Сколько человек насчитывает династия математиков семейства Бернулли?

Девять

Дж. Сильвестр (1814 – 1897) – знаменитый английский математик имел обыкновение давать ценимым им учёным выразительные клички. Кого он назвал «Победителем числа π», «Победителем простых чисел», «Коперником геометрии»?

1) Ф. Линдемана (1852 – 1939);

2) П.Л. Чебышева (1821 – 1894);

3) Н.И. Лобачевского (1792 - 1856).

Какой математик древности имел прозвище «Бета»?

Такое прозвище друзья дали Эратосфену Киренскому (около 275 – 195). Буквально это означало бы «номер второй», так как Эратосфен хотя и был талантливым математиком и астрономом, но никак не мог сравниться со своим гениальным современником – Архимедом.

Какой математик имел прозвище «Эпсилон»?

Это прозвище было дано в Александрии Аполлонию Пергскому (III век до н.э.) за то, что он создал теорию движения Луны, а лунный серп похож на букву эпсилон.

Каково настоящее имя итальянского математика Николо Тарталья?

Настоящее имя Н. Тарталья (1500 – 1557) – Nicolo Fontana

Кто и как впервые открыл математическую теорию музыки?

Пифагор

Вы видите картину Н.П. Богданова – Бельского «Устный счёт». Кто изображён на ней учителем? Что вы знаете о нём?

На картине Богданова-Бельского (который сам в прошлом ученик Рачинского) изображен урок устного решения задач в школе села Татево (бывш. Смоленской губ.), которую основал и в которой преподавал проф. Сергей Александрович Рачинский (1833 – 1902) в 70-х годах XIX в.

На , изображенной на картине «Устный счет», написан пример, который ученикам необходимо решить:

Чему равен результат вычисления?

Результат вычисления равен 2.

На здании какой академии была надпись: «Не знающий геометрии, сюда не входит»?

Древнегреческий философ идеалист Платон (427 – 347) справедливо считал, что математику должен знать каждый, кто хочет заниматься философией. Рассказывают, что при входе в его академию он сделал вышеупомянутую надпись.

Чьи слова: «А математику уже затем учить следует, что она ум в порядок приводит»?

Эти слова принадлежат М.В. Ломоносову.

Известно, что С.В. Ковалевская была замечательным писателем-беллетристом. Назовите романы, повести, стихотворения, написанные ею.

Например, «Воспоминания детства», «Нигилистка», драма «Борьба за счастье» и др.

Один художник, заинтересовавшись биографией С.В. Ковалевской, решил написать картину, изображающую Вейерштрасса, занимающегося с С.В. Ковалевской и пишущего сложные формулы на черной доске. «Этого никак не могло быть», - заметил математик, которому художник рассказал о задуманной картине. «Почему?» - удивился художник. Не разрешите ли Вы недоумение художника?

Вейерштрасс страдал сильным головокружением и поэтому не мог работать перед черной доской: она ему казалась пропастью, в которую он мог упасть.

Какая женщина-математик была дочерью знаменитого английского поэта?

Дочь знаменитого поэта Байрона, Ада Байрон, в замужестве графиня Ловлес (1815 – 1852) опубликовала ряд математических работ под инициалами A . L . L .

В честь какой женщины-математика назван один из распространённых в настоящее время цветов?

Именем известной вычислительницы француженки Гортензии Лекот (1723 – 1788) назван цветок гортензия, привезенный ею из Индии.

Какая кривая названа в честь женщины-математика?

Кривая линия – «локон Аньези». Название происходит от собственного имени Мария Гаетана Аньези (1718 – 1799), итальянки. Она занимала кафедру математики в Болонье.

Какой знаменитый французский математик участвовал в наполеоновском походе в Россию в 1812 году и был пленен русскими?

В сражении под Красным (бывш. Смоленская губ.) в 1812 году попал в плен поручик саперного батальона Жан Виктор Понселе (1788 – 1867). Первую работу, которая легла в основу проективной геометрии, Понселе написал в Саратове.

Какой гениальный математик был убит на дуэли?

Эварист Галуа (1811 – 1832)

Какой видный математик погиб в Варфоломеевскую ночь (1572 г.)?

Пьер Рамус (родился в 1515 г.)

Какие числа называются вавилонскими?

Натуральные числа, удовлетворяющие уравнению

x 2 + y 2 = 2 y 2 , называются вавилонскими. Например, 1, 5, 7; 7, 13, 17 и др.

Какое число называют лудольфовым?

Это число π, вычисленное с 34 десятичными знаками. Название происходит от имени голландского математика Лудольфа ван Цейлена (1569 – 1610), впервые вычислившего π с такой точностью.

В каком европейском городе есть улицы Пифагора, Архимеда, Ньютона и Коперника?

Эти улицы находятся в восточной части Амстердама.

Пользовались ли в древности декартовыми координатами?

Да. Например, Аполлоний Пергский (III в. до н. э.) в своих исследованиях по коническим сечениям употреблял декартовы координаты, выбирая специальным образом положение осей.

Кто открыл формулу Герона?

По арабскому преданию ( Al - Biruni ) формулу S = √ p( p - a )( p - b )( p - c ) открыл Архимед.

Кто открыл теорему о сумме углов треугольника?

Во многих книгах указывают Пифагора

Кто впервые открыл теорему о секущей и касательной?

Архит Тарентский (430 – 365 гг. до н. э.)

Кто открыл теорему о трех перпендикулярах?

Луи Бертран (1731 - 1812)

Когда впервые появились «Начала» Евклида в русском переводе?

В 1739 году под заглавием «Евклидовы элементы в осмь книг через профессора математики Андрея Фарварсона сокращенные. С латинского на российский язык хирургусом Иваном Сатаровым преложенные». Правда, ещё в 1625 году была переведена книга по геометрии с английской рукописи, по-видимому, представляющей переделку «Начал».

Какой смысл имел в математике символ ːː?

Английский математик Оутред (1574 – 1660) выражал равенство

a : b = c : d записью a , b ːː c , d . Употребление знака ːː в пропорции сохранилось до XIX в.

Литература, используемая при составлении вопросов викторины:

1. Большая советская энциклопедия. Москва. «Советская энциклопедия», 1970.

2. Энциклопедия для детей. «Аванта + ». Том 11 «Математика». Москва. «Аванта + », 2004.

3. Математический энциклопедический словарь. Москва. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1995.

4. И.Я Депман, Н.Я. Виленкин. За страницами учебника математики. Москва. «Просвещение», 1989.

5. Г.И. Глейзер. История математики в школе, VII – VIII классы. Москва. «Просвещение», 1982.

6. Г.И. Глейзер. История математики в школе, IX – X классы. Москва. «Просвещение», 1983.

7. С.В. Ковалевская. Воспоминания. Повести. Москва. Издательство «Правда», 1986.

8. Устный счёт . В народной школе С. А. Рачинского - Википедия

9. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона в 82 тт. и 4 доп. тт. - М.: Терра, 2001.

Пояснения:

1. К вопросу №15.

Слагаемые, написанные на доске, обладают интересным свойством:

Среди первых швейцарцев, прибывших в столицу Российской империи, были ученые, приглашенные для постоянной работы в Россию и получившие профессорские места в Академии Наук. Академия была идей Петра, который к сожалению умер за год до ее открытия в 1725 г.

В короткий срок Академия Наук завоевала прочный авторитет в европейских научных кругах. В России не было в то время академических учреждений, таким образом государству пришлось привлекать иностранных профессоров.

В самом деле в первые 20 лет работы Академии в ней не было ни одного русского ученого. В целом, на протяжении XVIII в. в ней работало 111 иностранных ученых. По количеству приглашенных профессоров немцы занимали первое место.
Швейцарцы насчитывали 9 ученых: довольно впечатляющая цифра, если для сравнения привести число французских и английских академиков (соответственно 4 и 1).

Династии Эйлер и Бернулли

Две выдающиеся швейцарские династии Эйлер и Бернулли из Базеля навсегда связали свою судьбу с Россией, а труды этих ученых по праву вошли в историю русской науки. Николай и Даниил Бернулли приехали в Петербург в 1725 г. Николай, профессор математики и автор ценных трудов по механике, умер в 1726 г. от язвы желудка, Даниил (1700-1782) продолжал работать до 1733 г., занимаясь изучением гидродинамики.

Его труды лежат в основе современного понимания законов гидродинамики и гидравлики, использующиеся в широком спектре наук, начиная геологией и заканчивая астрономией. В 1733 г. он возвратился в Базель, где получил место профессора по физиологии. Из его писем можно сделать вывод, что он скучал по интеллектуально стимулирующему окружению, которое было в Петербурге, а также по оборудованию, предоставленное Академией Наук в распоряжение ученых.

Даниил Бернулли обычно обсуждал свои идеи с Леонардом Эйлером (1707-1783) – одним из самых талантливых математиков, каких только рождало человечество. Эйлер был учеником Иоганна Бернулли, отца Даниила Бернулли. Став магистром философии, он вскоре получил приглашение от президента Академии Наук занять должность адъюнкта (помощника) Даниила Бернулли, академика, который рекомендовал кандидатуру молодого ученого. Эйлер был человеком гениального ума и полон энтузиазма. Ему были подвластны математическое естествознание, проблемы техники, логики, философии. Будучи математиком по призванию, Эйлер успешно работал в области астрономии, картографии и механики. В отличие от других иностранных ученых, он не только выучил русский язык, но даже умел писать на нем.

Эйлером была придумана числовая игра «Латинские квадратики», ставшей прообразом современного судоку. Его интерес к трехмерным моделям привел к открытию теоремы о выпуклых многогранниках, доказательством которой служит обыкновенный футбольный мяч, сшитый из лоскутов кожи и имеющий сферическую форму.

В 1741 г. он принял приглашение прусского короля Фридриха II, пожелавшего возродить Берлинское научное общество.

В 1766 г. русской царице Екатерине II удалось убедить Эйлера возвратиться обратно в Академию, где он оставался до самой смерти, почти совсем потеряв зрение.

Великий немецкий математик Фробениус так отзывался об Эйлере: «Эйлеру не хватало только одной вещи, чтобы стать великим гением: быть непонятным для окружающих».

Сын Эйлера, Иоганн Альбрехт (1734 - 1800), последовал за отцом в Петербург, где стал академиком по физике, а позднее, в 1769 г. – секретарем. С начала 1740 г. обстановка в Академии изменилась к худшему, до тех пор пока на пост президента Академии не была назначена принцесса Екатерина Романовна Дашкова (1744-1810), которой удалось возродить былую славу Академии. Иоганн Альбрехт очень быстро подружился с княгиней, которая отличалась образованностью и энергией. Она часто приглашала его к себе в гости, где они допоздна засиживались за трапезой. Княгиня Дашкова угощала его икрой и устрицами, а Иоганн Альбрехт – «лекерлями», знаменитыми сладостями из Базеля.

Семьи Эйлер и Бернулли породнились, когда 16-летняя дочь Иоганна Альбрехта, Шарлотта, вышла замуж за Якоба, племянника Даниила Бернулли, ставшего в 1786 г. членом Академии. Однако замужество было очень коротким: по истечении двух месяцев после церемонии Бернулли скончался от несчастного случая (утонул в Неве).

Род Фусс

Своими выдающимися математиками известен род Фусс из Базеля, который также был в родстве с родом Эйлер. Первый из них, Николай (1755 - 1826) приехал в Петербург в 1773 г. по приглашению Эйлера, нуждавшемуся в помощнике из-за прогрессирующей слепоты. Николая ему порекомендовал Даниил Бернулли.

В 1783 г. Фусс был удостоен звания профессора математики, а в 1800 г. он стал секретарем Академии. Фусс - автор ряда учебных руководств, которые сыграли заметную роль в развитии математического образования в России. Николай женился на Альбертине, внучке Эйлера, а их сыновья, Павел Генрих (1798 - 1855) и Николай (1810 - 1867) стали известными математиками Петербурга. Третий их сын, Георг (1806 - 1854) стал астрономом, а сын Георга, Виктор (1839 - 1915) пошел по стопам отца и был одним из первых активистов, работающих в Пулковской обсерватории под Петербургом.

Герман Гесс

Герман Гесс (1802 - 1850) (в России известен как Герман Иванович Гесс) родился в Швейцарии, а вырос в России, куда его отец-художник был приглашен на место гувернера. Получив медицинское образование, он вскоре защитил диссертацию на степень доктора медицины. Его страстью всегда оставалась химия. Пробыв три года врачом в Иркутске, он участвовал в геолого-минералогических экспедициях на Урале и в Сибири, проводил анализы минеральных вод и минералов в районе Байкала. Статьи, которые он опубликовал на основании собранных данных, принесли ему известность в Петербурге и вскоре он был избран адъюнктом Академии Наук по части химии. Он открыл лабораторию в Академии, где проводил многочисленные опыты, в частности термохимические исследования. Ему принадлежит открытие основного закона термохимии.

Гесс вел успешно педагогическую работу. Он преподавал в Горном институте, обучая новое поколение специалистов, занимавшееся позднее исследованиями в области горной и металлургической промышленности. Он является одним из первых профессоров в России, начавших лабораторное преподавание химии. В его учебнике появились химические формулы и уравнения, материал излагался с позиций атомистической теории. По нему учился Д.И. Менделеев, великий русский ученый, открывший периодическую систему химических элементов.

Гесс ввел новую химическую номенклатуру. Кроме того, он много трудился на общественное благо, участвуя в таких проектах как строительство систем водоснабжения Петербурга или устройство газового освещения в городе.