伯努利家族

伯努利家族

伯努利家族(17~18世紀)Bernoulli family在一個家族中,代代相傳,人才輩出,連續出過十餘位數學家,堪稱是數學史上的一個奇蹟.瑞士伯努利數學家族(17—18世紀)就創造了這樣一個神話.伯努利家族,原籍比利時安特衛普.1583年遭天主教迫害遷往德國法蘭克福,最後定居瑞士巴塞爾.其中以雅各布第一·伯努利(Jacob Bernoulli),約翰第一·伯努利(Johann Bernoulli),丹尼爾第一·伯努利(Daniel Bernoulli)這三人的成就最大。

簡介

伯努利家族伯努利家族

伯努利家族(17~18世紀)Bernoullifamily,又譯作貝努利家族。17~18世紀瑞士的一個出過數理科學家多人的家族。在一個家族中,代代相傳,人才輩出,連續出過十餘位數學家,堪稱是數學史上的一個奇蹟.瑞士伯努利數學家族(17—18世紀)就創造了這樣一個神話.伯努利家族,原籍比利時安特衛普.1583年遭天主教迫害遷往德國法蘭克福,最後定居瑞士巴塞爾.其中以雅各布第一·伯努利(JacobBernoulli),約翰第一·伯努利(JohannBernoulli),丹尼爾第一·伯努利(DanielBernoulli)這三人的成就最大。

雅各布第一·伯努利

雅各布第一·伯努利雅各布第一·伯努利
雅各布1654年12月27生於巴塞爾,1705年8月16日卒於同地.他分別於1671和1676年獲得藝術碩士和神學碩士學位,但他對數學有著濃厚的興趣,他的數學幾乎是無師自通的.1676年,他到荷蘭英國德國法國等地旅行,結識了萊布尼茨、惠更斯等著名科學家,從此與萊布尼茨一直保持經常的通訊聯繫,互相探討微積分的有關問題.1687回國後,雅各布擔任巴塞爾大學數學教授,教授實驗物理和數學,直至去世.由於雅各布傑出的科學成就,1699年,雅各布當選為巴黎科學院外籍院士;1701年被柏林科學協會(後為柏林科學院)接納為會員.

研究成果

雅各布在機率論微分方程無窮級數求和變分方法解析幾何等方面均有很大建樹.許多數學成果與雅各布的名字相聯繫.例如懸鏈線問題(1690年),曲率半徑公式(1694年),“伯努利雙紐線”(1694年),“伯努利微分方程”(1695年),“等周問題”(1700年),“伯努利數”、“伯努利大數定理”等.雅各布對數學最重大的貢獻是機率論.他從1685年起發表關於賭博遊戲中輸贏次數問題的論文,後來寫成巨著《猜度術》,這本書在他死後8年,即1713年才得以出版.

軼事

最為人們津津樂道的軼事之一,是雅各布痴心於研究對數螺線,他發現,對數螺線經過各種變換後仍然是對數螺線:如它的漸屈線漸伸線是對數螺線,自極點至切線的垂足的軌跡,以極點為發光點經對數螺線反射後得到的反射線,以及與所有這些反射線相切的曲線(回光線)都是對數螺線.他驚嘆這種曲線的神奇,竟在遺囑里要求後人將對數螺線刻在自己的墓碑上,並附以頌詞“縱然變化,依然故我”,用以象徵死後永生不朽.


約翰第一·伯努利

約翰第一·伯努利約翰第一·伯努利

約翰,1667年8月6日生於巴塞爾,1748年1月1日卒於同地.雅各布之弟.最初學醫,同時研習數學.約翰於1690年獲醫學碩士學位,1694年又獲得博士學位,其論文是關於肌肉的收縮問題.但他發現他骨子裡的興趣是數學,不久他愛上了微積分.1695年,28歲的約翰取得了他的第一個學術職位——荷蘭格羅寧根大學數學教授.10年後的1705年,約翰接替去世的雅各布接任巴塞爾大學數學教授.同他的哥哥一樣,他也當選為巴黎科學院外籍院士和柏林科學協會會員.1712、1724和1725年,他還分別當選為英國皇家學會、義大利波倫亞科學院和彼得堡科學院的外籍院士.

一生成就

約翰是一位多產的數學家,他的大量論文涉及到曲線的求長、曲面的求積、等周問題和微分方程.指數運算也是他發明的.例如解決懸鏈線問題(1691年),提出洛必塔法則(1694年)、最速降線(1696年)和測地線問題(1697年),給出求積分的變數替換法(1699年),研究弦振動問題(1727年),出版《積分學數學講義》(1742年)等.

變分發

值得一提的是,1696年約翰以公信的方式,向全歐數學家提出了著名的“最速降線問題”,從而引發了歐洲數學界的一場論戰.爭論無疑促進了科學的發展,論戰的結果產生了一個新的數學分支——變分法.因此,約翰是公認的變分法奠基人.

約翰的另一大功績是培養了一大批出色的數學家,其中包括18世紀最著名的數學家歐拉、瑞士數學家克萊姆、法國數學家洛必塔,以及他自己的兒子丹尼爾和侄子尼古拉二世等.

丹尼爾第一·伯努利

丹尼爾第一·伯努利丹尼爾第一·伯努利
丹尼爾,1700年2月9日生於荷蘭格羅寧根,1782年3月17日卒於巴塞爾.約翰次子.也象其父一樣先習醫,1721年獲巴塞爾大學醫學博士學位,但在其家族的薰陶感染下,不久便轉向數學,在父兄指導下從事數學研究,並且成為這個家族中成就最大者.1724年,他在威尼斯旅途中發表《數學練習》,引起學術界關注,並被邀請到俄國聖彼得堡科學院工作.同年,他還用變數分離法解決了微分方程中的“里卡蒂”方程.第二年,25歲的丹尼爾受聘為聖彼得堡科學院數學教授,並被選為該院名譽院士.1733年,他返回巴塞爾,教授解剖學和植物學和自然哲學.丹尼爾的貢獻集中在微分方程、機率和數學物理,被譽之為數學物理方程的開拓者和奠基人.他曾10次獲得法國科學院頒發的獎金,能與之相媲美的只有大數學家歐拉.丹尼爾於1747年當選為柏林科學院院士,1748年當選巴黎科學院院士,1750年當選英國皇家學會會員.他一生獲得多項榮譽稱號.

一生成就

作為伯努利家族博學廣識的代表,他的成就涉及多個科學領域.他出版了經典著作《流體動力學》(1738年),給出“伯努利定理”等流體動力學的基礎理論;研究彈性弦的橫向振動問題(1741~1743年),提出聲音在空氣中的傳播規律(1762年).他的論著還涉及天文學(1734年)、地球引力(1728年)、湖汐(1740年)、磁學(1743、1746年),振動理論(1747年)、船體航行的穩定(1753、1757年)和生理學(1721、1728年)等.

丹尼爾的傳說

伯努利家族曾產生許多傳奇和軼事.一個關於丹尼爾的傳說這是樣的:有一次在旅途中,年輕的丹尼爾同一個風趣的陌生人閒談,他謙虛地自我介紹說:“我是丹尼爾·伯努利.”陌生人立即帶著譏諷的神情回答道:“那我就是伊薩克·牛頓.”作為丹尼爾,這是他有生以來受到過的最誠懇的讚頌,這使他一直到晚年都甚感欣慰.

伯努利家族星光閃耀、人才濟濟的現象,數百年來一直受到人們的讚頌,也給人們一個深刻的啟示:家庭的“優勢積累”,可以是優秀人才成長的搖籃.

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