دانيال برنولي

دانيال برنولي عالم رياضيات وطبيب سويسري، اشتهر بسبب كتابه المعروف باسم ” Hydrodynamica”، وله الكثير من المساهمات العلمية في مختلف المجالات مثل صياغة نظرية جديدة في قياس المخاطر. وقد تقلد على مدار حياته العديد من المناصب الأكاديمية.

ينحدر الطبيب وعالم الرياضيات دانيال برنولي من أسرة عريقة اشتهرت في مجال الرياضيات. أحب برنولي مادة الرياضيات منذ الصغر، ولكن والده دفعه لدراسة الطب، فحاز شهادته. ساهم برنولي في الكثير من الإنجازات العلمية، ولاسيما في مجال ميكانيكا السوائل. وقد تلقى الكثير من الجوائز التقديرية مثل الجائزة الكبرى لأكاديمية باريس.

ولد دانيال برنولي Daniel Bernoulli في مدينة جرونينجن الهولندية بتاريخ 8 شباط/فبراير سنة 1700. كان والده، يوهان، طبيبًا وعالم رياضيات من مدينة بازل، أما والدته، دوروثيا فالكنر، فكانت تنحدر من عائلة نبيلة ومعروفة في بازل. كان حب الرياضيات يسري في دماء العائلة، فقد أُطلق على الوالد، يوهان، لقب "أرخميدس عصره" نظرًا لبراعته فيها، كذلك كان أخواه من نخبة علماء الرياضيات، وبالتالي، لم يكن من المستغرب أن يُبرهن دانيال عن تفوقه السريع في هذا المجال.

في عام 1705، انتقلت العائلة إلى مدينة بازل، مسقط رأس العائلة، حيث أصبح والده عميدًا لكلية لرياضيات في جامعة بازل. ورغم الشهرة الواسعة التي كان يتمتع بها علماء الرياضيات آنذاك، فإن أجورهم كانت منخفضة جدًا. كان الأب راغبًا في إعادة أمجاد العائلة التي كانت فيما مضى ثرية جدًا، لذلك رأى أن دانيال مؤهل للقيام بذلك، فدفعه إلى دراسة التجارة. ولكن دانيال كان راغبًا في دراسة الرياضيات، وهنا توصل الأب وابنه إلى حل توافقي يتمثل في دراسة دانيال للطب.

باشر دانيال دراسة الطب في كليات هايدلبرغ بألمانيا، وستراسبورغ بفرنسا، وبازل بسويسرا. شعر الأب بالسعادة عندما رأى ابنه يفي بتعهداته حول دراسة الطب، فوافق على تعليمه الفيزياء والرياضيات المتقدمة، ولاسيما أفكاره حول حفظ الطاقة.

عاد برنولي إلى بازل عام 1733، فتولى منصب رئيس قسمي علم التشريح وعلم النبات. وفي العام ذاته، حازت مشاركته في الجائزة الكبرى لأكاديمية باريس المرتبة الأولى. ولكن الأمر سبب له الكثير من المشاكل، فقد تقاسم الجائزة مع والده الذي رفض أن يكون ابنه ندّا له في الرياضيات، فغضب منه ورفض التحدث إليه. ولم يكتف الأب بذلك، بل سرق بعضًا من أفكار كتاب ابنه، ونشرها في كتاب يحمل اسم " Hydraulica".

حصل دانيال برنولي على الجائزة الكبرى لأكاديمية باريس 10 مرات، وكانت أعماله وأبحاثه في كثير من المرات تتمحور حول مواضيع متعلقة بالبحر مثل: تصميم أفضل شكل لمرساة السفينة، ونظرية المد والجزر، وتيارات المحيط وغيرها.

وفي عام 1750، عُيِّن برنولي رئيسًا لكلية الفيزياء في جامعة بازل، واستمر في منصبه حتى تقاعده في عمر السادسة والسبعين. تلقى برنولي عروضًا عديدة لتولي مناصب أكاديمية في مدن أخرى، ولكنه آثر البقاء في بازل. وقد تواصل مع كثير من العلماء المشهورين في ذلك الحين مثل ألكسيس كليروت، وبيير لويس موبرتويس، وصديقه القديم ليونارد يولر وابنه يوهان يولر.

كان برنولي مخلصًا لعلمه، فلم يتزوج إطلاقًا، ولم ينجب أي أطفال. ولكنه تقدم للزواج بإحداهن عندما كان شابًا، فتفاجأ بكونها بخيلة جدًا، فلم يحدث الزواج. وقرر في نهاية المطاف أن حياته الحرة والهادئة والبسيطة في الأكاديمية تناسبه أكثر من الحياة الزوجية. وهكذا أمضى السنوات الأخيرة من عمره حتى وفاته في مدينة بازل بتاريخ 17 آذار/مارس عام 1782.

غضب منه والده لأنه تقاسم معه الجائزة الكبرى لأكاديمية باريس، فلم يكلمه مطلقًا بعد ذلك.| كانت عائلته بأكملها محبة للرياضيات، فوالده وأخوته وعمه كانوا جميعًا علماء في الرياضيات.|كان يعتنق المذهب الكالفيني.|انتُخب في شهر مايو عام.

تخرج دانيال برنولي من كلية الطب سنة 1721، وكان موضوع أطروحته حول التنفس. وبعدها حاول الحصول على وظيفة أكاديمية في جامعة بازل، لكنه لم يفلح في ذلك، فأكمل دراسته للرياضيات. وفي عام 1723، انتقل برنولي إلى البندقية في إيطاليا لمزاولة مهنة الطب عمليًا، فزار عدد كبير من المرضى، وعمل مع أطباء آخرين.

ولكنه مع ذلك لم يتخلّ عن ولعه بالرياضيات، وخصوصًا الرياضيات التطبيقية، فقد كان حريصًا على استخدام الرياضيات في كشف معضلات الكون. أجرى برنولي تجارب متعلقة بميكانيكا السوائل عمل فيها على قياس الماء المتدفق من وعاء، فاكتشف وجود تناسب طردي بين سرعة الماء المتدفق ومستوى ارتفاعه في الوعاء. ولذلك، صاغ علاقة رياضية بين ارتفاع الماء في الوعاء وضغطه وسرعة تدفقه من الوعاء.

نشر برنولي عام 1730 أولى مؤلفاته في الرياضيات بعنوان: "Mathematical Exercises"، وقد طرح فيه مساهماته في علوم ميكانيكا السوائل، ونظرية الاحتمالات، والمعادلات التفاضلية فضلًا عن الهندسة. وفي تلك الفترة، علم برنولي أن أكاديمية باريس تمنح جائزة سخيّة لأفضل تصميم لساعة رملية قابلة للاستخدام على متن السفن، فقدّم برنولي تصميمه الذكي الذي حاز الجائزة الكبرى، وساهم هذا الفوز في نيله عرضًا بتولي منصب أكاديمي بدرجة أستاذ في أكاديمية العلوم في سان بطرسبرغ بروسيا، فسافر إلى هناك مع شقيقه الأكبر، نيكولاس، عام 1725.

عكست أبحاث برنولي الأولى في سان بطرسبرج اختصاصه الطبي، فكتب عدة مقالات أكاديمية حول العصب البصري والعضلات وعلاقة الرياضيات بالطب، ولكنه خاض بعض النزاعات مع أساتذة آخرين معارضين لآرائه. وبعد مرور سنة ونصف على وصوله إلى روسيا، توفي أخوه نيكولاس، فشعر بالحزن والبؤس الشديدين.

حاول والده مواساته، فأرسل إليه طالب رياضيات ذكيًا اسمه ليونارد يولر، والذي أصبح فيما بعد من أعظم علماء الرياضيات في التاريخ. وفي عام 1730، جرى تعيين برنولي أستاذًا للرياضيات في الأكاديمية، ولكنه كان راغبًا آنذاك في مغادرة البلاد.

ساهم برنولي على مدار الأعوام التالية في العديد من الإنجازات العلمية المهمة، ولاسيما حين ألف كتابه الرائع " Hydrodynamica"، الذي نُشر سنة 1738. وقد ألّف برنولي في أوائل الثلاثينيات من القرن الثامن عشر ورقة علمية طرح فيها نظرية جديدة في قياس المخاطر، فاستخدم المتوسط الهندسي للبيانات لتقييم المخاطر، وكيفية خفضها، فضلًا عن توضيح الحالات التي يمكن فيها تجنب المخاطر تمامًا.

من جهة أخرى، عاد برنولي مرة أخرى إلى الأفكار التي تعلمها لأول على يد والده، فعكف على تطويرها، وطبق مفهوم الحفاظ على الطاقة في السوائل المتحركة، مما قاده إلى اكتشاف "تأثير أو مبدأ برنولي"، الذي ينصّ على أنه عندما يتدفق سائل ضمن منطقة معينة فإن سرعته تزداد، في حين ينخفض ضغطه. وبالطبع، كان لهذه المبدأ العديد من التطبيقات العملية على أرض الواقع.