Иоганн Бернулли [a] (также известный как Жан во французском или Джон в английском; 6 августа [ OS 27 июля] 1667 – 1 января 1748) был швейцарским математиком и был одним из многих выдающихся математиков в семье Бернулли . Он известен своим вкладом в исчисление бесконечно малых и образованием Леонарда Эйлера в юности ученика.
Иоганн родился в Базеле , сын Николая Бернулли, аптекаря , и его жены Маргареты Шонгауэр, и начал изучать медицину в Базельском университете . Его отец хотел, чтобы он изучал бизнес, чтобы он мог взять на себя семейную торговлю пряностями, но Иоганн Бернулли не любил бизнес и убедил отца позволить ему вместо этого изучать медицину. Иоганн Бернулли начал изучать математику на стороне вместе со своим старшим братом Якобом Бернулли . [5] На протяжении всего обучения Иоганна Бернулли в Базельском университете братья Бернулли работали вместе, проводя большую часть своего времени за изучением недавно открытого исчисления бесконечно малых. Они были одними из первых математиков, которые не только изучали и понимали исчисление , но и применяли его к различным проблемам. [6] В 1690 году [7] он завершил диссертацию на соискание ученой степени по медицине [8] , рецензированную Лейбницем [7], название которой было «De Motu musculorum et de effervescent et fermentation» [9] .
Окончив Базельский университет, Иоганн Бернулли перешел преподавать дифференциальные уравнения . Позже, в 1694 году, он женился на Доротее Фолкнер, дочери олдермена Базеля , и вскоре после этого занял должность профессора математики в Гронингенском университете . По просьбе своего тестя Бернулли отправился в путешествие обратно в свой родной город Базель в 1705 году. Сразу после отправления в путешествие он узнал о смерти своего брата от туберкулеза . Бернулли планировал стать профессором греческого языка в Базельском университете по возвращении, но вместо этого смог занять должность профессора математики, бывшую должность своего старшего брата. Будучи учеником исчисления Лейбница , Бернулли встал на его сторону в 1713 году в дебатах Лейбница и Ньютона о том, кто заслуживает признания за открытие исчисления. Бернулли защищал Лейбница, показывая, что он решил некоторые проблемы своими методами, которые Ньютон не смог решить. Бернулли также продвигал теорию вихрей Декарта вместо теории тяготения Ньютона . Это в конечном итоге задержало принятие теории Ньютона в континентальной Европе . [10]
В 1724 году Иоганн Бернулли принял участие в конкурсе, организованном Французской Королевской академией наук , в котором был задан вопрос:
Защищая точку зрения, ранее высказанную Лейбницем, он обнаружил, что постулирует бесконечную внешнюю силу, необходимую для того, чтобы сделать тело упругим, преодолевая бесконечную внутреннюю силу, делающую тело жестким. В результате он был дисквалифицирован для получения премии, которую выиграл Маклорен . Однако статья Бернулли была впоследствии принята в 1726 году, когда Академия рассматривала статьи об упругих телах, за что премия была присуждена Пьеру Мазьеру. Бернулли получил почетное упоминание на обоих конкурсах.
Хотя Иоганн и его брат Якоб Бернулли работали вместе до того, как Иоганн окончил Базельский университет, вскоре после этого у них возникли ревнивые и конкурентные отношения. Иоганн завидовал положению Якоба, и они часто пытались превзойти друг друга. После смерти Якоба ревность Иоганна переключилась на его собственного талантливого сына Даниэля . В 1738 году дуэт отца и сына почти одновременно опубликовал отдельные работы по гидродинамике . Иоганн попытался взять верх над сыном, намеренно и ложно опередив свою работу на два года. [11] [12]
Братья Бернулли часто работали над одними и теми же проблемами, но не без трений. Их самый ожесточенный спор касался проблемы кривой брахистохроны , или уравнения пути, пройденного частицей из одной точки в другую за кратчайшее время, если на частицу действует только гравитация. Иоганн представил задачу в 1696 году, предложив награду за ее решение. Приняв участие в испытании, Иоганн предложил циклоиду, путь точки на движущемся колесе, также указав на связь этой кривой с путем, пройденным лучом света, проходящим через слои различной плотности. Якоб предложил то же решение, но вывод решения Иоганном был неверным, и он представил вывод своего брата Якоба как свой собственный. [13]
Бернулли был нанят Гийомом де Лопиталем для преподавания математики. Бернулли и Лопиталем подписали контракт, который давал Лопиталю право использовать открытия Бернулли по своему усмотрению. Лопиталем был автором первого учебника по исчислению бесконечно малых, Analyse des Infiniment Petits pour l'Intelligence des Lignes Courbes в 1696 году, который в основном состоял из работ Бернулли, включая то, что сейчас известно как правило Лопиталя . [14] [15] [16] Впоследствии, в письмах Лейбницу, Вариньону и другим, Бернулли жаловался, что его вклад не получил должного признания, несмотря на предисловие к его книге:
Я признаю, что многим обязан прозрениям господ Бернулли, особенно младшему (Джону), ныне профессору в Гронингене. Я бесцеремонно пользовался их открытиями, а также открытиями господина Лейбница. По этой причине я согласен, чтобы они приписывали себе столько заслуг, сколько им угодно, и удовольствуюсь тем, что они согласятся мне оставить.