من هو دانييل برنولي

اشتهر العالم السويسري دانييل بيرنولي (1700-1782) في مجال الديناميكا المائية، ولكنه أيضا أحدث تطورا مهما في نظرية حركة الغازات. عندما كان عمره 11 عاما، كان تلميذا لأخيه نيكولاس الذي كان عمره 16 عاما. واصل دراسته في إيطاليا حتى بلغ عمره 24 عاما وحصل على شهادة الدكتوراه في الطب. في العام التالي، سافر إلى سان بطرسبرغ في روسيا حيث عمل كأستاذ للرياضيات. بعد 8 سنوات، عاد إلى سويسرا بسبب مشاكل صحية. بدأ بتدريس علم التشريح وعلم النبات، ثم انتقل إلى الفلسفة التجريبية والمضاربة (أو الفيزياء النظرية الحديثة). وأصبح معروفا باسم والد الفيزياء الرياضية .

سيرة دانييل بيرنولي

تم ولادة دانييل بيرنولي في جرونينجن في هولندا لعائلة مرموقة من علماء الرياضيات. أصل عائلة برنولي يعود إلى أنتويرب في هولندا الإسبانية آنذاك، وهاجروا هربا من الاضطهاد الإسباني للبروتستانت. وبعد وقت قصير في فرانكفورت، انتقلت العائلة إلى بازل في سويسرا. دانييل برنولي كان واحدا من أوائل المطورين لحساب التفاضل والتكامل، وهو ابن يوهان برنولي وأخ يعقوب برنولي الذي اكتشف نظرية الاحتمالات. وكان لديه أيضا شقيقان، نيكلاوس ويوهان الثاني .

والده يوهان برنولي حثه على دراسة الأعمال، لكن دانيال رفض لأنه أراد دراسة الرياضيات، ولكنه أخيرا وافق على طلب والده بدراسة الأعمال ومن ثم درس الطب في بازل وهايدلبرغ وستراسبورج، وحصل على درجة الدكتوراه في علم التشريح وعلم النبات في عام 1721 .

كان هو صديق حميم وقريب من ليونارد يولر. ذهب إلى سانت بطرسبرغ عام 1724 ليعمل كأستاذ للرياضيات، لكنه شعر بالتعاسة هناك جدا، وأصيب بمرض مؤقت في عام 1733 مما جعله يغادر سانت بطرسبرغ، ثم عاد إلى جامعة بازل، حيث تولى كراسي التدريس في الطب والميتافيزيقا والفلسفة الطبيعية حتى وفاته، وفي مايو 1750 تم انتخابه زميلا في الجمعية الملكية .

انجازات دانييل بيرنولي

في كتابه “العينة النظرية الحديثة” الذي نشر في عام 1738، قدم برنولي نظرية جديدة حول قياس المخاطر، واستخدم مفارقة سان بطرسبرج كأساس لنظرية اقتصادية تتعلق برفض المخاطر. بالإضافة إلى ذلك، لاحظ برنولي أن الناس عادة لا يحاولون تحقيق أقصى قدر من الربح المالي المحتمل عند اتخاذ قرارات تنطوي على بعض عدم اليقين، بل يحاولون تعظيم المنفعة الشخصية، وهي مصطلح اقتصادي يشمل رضاهم وفوائدهم الشخصية. وأدرك برنولي أن هناك علاقة مباشرة بين المال المكتسب والمنفعة، ولكن هذه العلاقة تتناقص مع زيادة المال المكتسب. على سبيل المثال، بالنسبة لشخص يكسب 10000 دولار سنويا، فإن توفير 100 دولار إضافية في الدخل سيوفر فائدة أكبر من ذلك لشخص يكسب 50000 دولار سنويا .

في عام 1738، نشر بيرنولي كتابا عن هيدروديناميكا، وفي هذا الكتاب يوجد معادلة برنولي الشهيرة التي تحكم تدفق السوائل من حيث السرعة والضغط والطاقة الكامنة. تعتمد العديد من التكنولوجيات الحديثة، وخاصة الديناميكا الهوائية، على هذه المعادلة. كان بيرنولي مهتما بالتطبيقات العملية والنظرية، وقام بإجراء تجارب توضح الآثار التي تنبأ بها.

حقق برنولي أو شارك في عشر جوائز من أكاديمية باريس للعلوم، وهو إنجاز يعادله شخص آخر وهو صديقه ومنافسه ليونارد يولر. ونظرا لاختلاف الرأي مع يولر، أصبح برنولي مهتما بالظواهر الصوتية واكتشف أنه يمكن لأنبوب مغلق أن ينتج ترددات غريبة. وأدرك أن الضغط يحدد النسب النسبية للترددات المتحدة. وتضمن عمله الأخير تطبيق نظرية الاحتمالات على مسائل عملية مختلفة، مثل التلقي  .

اكتشاف برنولي معادلة السوائل

بعد أن اكتشف دانييل بيرنولي العديد من الاكتشافات ، عاد حينئذ إلى عمله السابق في الحفاظ على الطاقة ، وقد كان من المعروف أن الجسم المتحرك يتبادل طاقته الحركية للحصول على الطاقة الكامنة عندما يرتفع ، وأدرك دانيال أنه بطريقة مماثلة ، يتبادل السائل المتحرك طاقته الحركية للضغط ، ورياضيا يكتب هذا القانون كالتالي :

1/2 * rho * u ^ 2 + p = ثابت .

يتم استخدام قانون p = rho*u^2/2 للسوائل ، حيث تمثل p الضغط و rho كثافة السائل و u سرعته ، ونتيجة لهذا القانون هو أنه إذا زادت السرعة فإن الضغط ينخفض ، ويتم استغلال هذا من قبل جناح الطائرة المصممة لإنشاء مساحة هواء يتدفق بسرعة فوق سطحه ، وبالتالي يكون الضغط في هذه المنطقة أقل .

عودة برنولي إلى منزله

في سن الثلاثين ، حصل والد دانييل على جائزة الأكاديمية الفرنسية ، وكان دانيال نفسه قد أكمل تقريبا أطروحته Hydrodynamica هيدروديناميكا ، وتاق للعودة إلى بازل ، وعلى الرغم من المحاولات العديدة التي خسرها دانيال مرارًا وتكرارًا في صناديق الاقتراع لشغل مناصب أكاديمية في بازل ، إلا أنه نجح أخيرًا بعد عامين ،  وعاد إلى المنزل في عام 1734 ليكتشف أنه ووالده حصلا على جائزة أخرى من الأكاديمية الفرنسية للعلوم ، وأصبح والده غاضبًا وغير راضٍ عن الاعتراف بأن ابنه كان على الأقل مساوًا له ، ونتيجة لذلك تم طرد دانيال من منزل والده .

استغرق دانيال 3 سنوات إضافية لاستكمال عمله على السوائل، ووضع دانيال نفسه في المقدمة “هيدروديناميكا، لدانيال بيرنولي، ابن يوهان”، ويعتقد أنه عرف نفسه بهذه الطريقة المتواضعة كمحاولة لإصلاح الخلاف بينه وبين والده، ولكن بعد عام نشر والده أعماله الخاصة التي تسمى هايدروليكس والتي يبدو أن لها الكثير من القواسم المشتركة مع ابنه، وكان الحديث عن الانتحال الصارخ، إلى حد ما فقد دانيال بيرنولي الكثير من ريادته في الرياضيات بعد هذه الأحداث، وتحول أكثر إلى الطب وعلم وظائف الأعضاء، وبقي في باز .

وفاة دانييل بيرنولي

تم تكريم دانيال بيرنولي خلال حياته بسبب إسهاماته الكبيرة في الرياضيات والفيزياء، وكان عضوا منتخبا في الجمعيات العلمية الرائدة في ذلك الوقت، مثل تلك الموجودة في سانت بطرسبرغ وبرلين وبولونيا وباريس ولندن وبرن وزيورخ وتورينو ومانهايم، وتوفي دانيال عن عمر يناهز 82 عاما في 17 مارس 1782 .