出生在显赫世家是怎样的体验？_风闻

原创：中科院物理所

作者：D.A. Quinney

翻译：Nothing

审校：loulou

丹尼尔·伯努利出生于1700年，他来自一个数学世家。他的父亲约翰·伯努利是荷兰格罗宁根大学的数学系主任。这个家庭内部充满了竞争：大约30年后，当他和父亲逐渐疏远时，他感到很痛苦。

在他五岁时，伯努利一家搬回了瑞士巴塞尔，因此约翰的妻子可以照顾她生病的父亲。几年前，约翰申请成为巴塞尔大学的数学教授。但他没能如愿，这是因为他的哥哥雅各布·伯努利设法阻止他得到这个职位。之后雅各布自己得到了这个职位。在去巴塞尔的路上，约翰得知他的哥哥雅各布死于肺结核，他说：“…我可以继承我哥哥的职位。”于是他开始游说各方来争取那个职位，不到两个月，他如愿以偿。

丹尼尔·伯努利

伯努利：商人，医生，数学家

约翰试图操控儿子丹尼尔的生活，他为丹尼尔选了一个妻子并认为他应该成为一名商人。但是奇怪的是，约翰自己的父亲当初也是这样操控自己生活的，他拒绝了自己的父亲，当然丹尼尔也拒绝了约翰。然而，丹尼尔和约翰在一起待了相当长的时间，并从他那里学来了关于微积分的知识，正是这些知识让约翰声名鹊起。在丹尼尔13岁时，约翰已经接受了自己儿子成不了商人的事实，但是他也不同意丹尼尔研究数学，因为这样赚不到钱。他命令丹尼尔以医生为职业，丹尼尔在接下来的几年内照做了，但是他一直没有放弃学习数学。

显然，丹尼尔对数学并不是三分钟热情，因此他的父亲开始辅导他。在他们谈论的大量众多话题中，有一个对丹尼尔未来的发现产生了重大影响。它就是“活力守恒定律（Law of Vis Viva Conservation）”现在我们称它为“能量守恒定律”。年轻的伯努利发现英国内科医生威廉·哈维有相似的想法，哈维在自己关于动物体内热量和血液流动的书中写倒，心脏像一个泵，使得血液在血管中运动。丹尼尔被哈维的工作所吸引，因为哈维的工作结合了数学和流体两个方面，这都是丹尼尔钟爱的领域，同时，丹尼尔拿到了他父亲期盼的医学学位。

在21岁完成医学研究后，他找到一个科研岗位以便进一步研究流体运动的基本规律；这是他父亲甚至伟大的艾萨克·牛顿所没有想到的。（约翰·伯努利从来没有把牛顿在微积分方面的发现归功于他，而是几乎全部归功于莱布尼茨。）丹尼尔在巴塞尔申请了解剖学和植物学的两个教授职位。这些职位都是由抽签决定的，不幸的是，丹尼尔两次都没抽中。

在意大利

23岁时，丹尼尔来到意大利帕多瓦。在从疾病中康复的同时，他设计了一种船上用的沙漏，它即使在暴风雨天气也能正常使用。他把他的设计提交给法国科学院并获得一等奖。与此同时，他的一个朋友克里斯蒂安·戈德巴赫将丹尼尔的一些其他作品以《一些数学练习（Some Mathematical Exercises）》为题出版了一本书。

在俄国

25岁那年，丹尼尔回到巴塞尔，他看到一封俄国女皇凯瑟琳一世寄来的信，信中女皇邀请他成为圣彼得堡皇家学院的数学教授。起初，丹尼尔不想到如此遥远的地方去，但他的哥哥尼古拉斯主动提出要和他一起去。凯瑟琳是非常渴望丹尼尔的到来，她甚至同意给尼古拉斯提供一个职位！不幸的是，一年后尼古拉斯死于肺结核。起初丹尼尔想回家，但当他的父亲提议让自己的一个学生莱昂纳德·欧拉给他当助手时，他留下了。

伯努利发现测量血压的方法

伯努利和欧拉一起合作想要发现更多关于流体流动的知识。他们尤其想知道血液流动速度和压力之间的关系。为了研究这个问题，丹尼尔用一根开口的稻草刺穿了一根管子的管壁，并指出液体上升的高度与管子中液体的压力有关。

伯努利测量液体压强的装置示意图

很快，全欧洲的医生都用通过将尖端玻璃管直接插入动脉的方法来测量病人的血压。直到大约170年后的1896年，一位意大利医生才发现了一种不那么痛苦的方法，这种方法至今仍在使用。然而，伯努利的压力测量方法至今仍在现代飞机上用于测量通过飞机飞过时空气的速度，即空气速度。

伯努利发现流体方程

随着他的发现的进一步深入，丹尼尔·伯努利现在又回到了他早期关于能量守恒的工作中。众所周知，一个运动的物体在向上运动时动能转换成势能。丹尼尔意识到，以类似的方式，运动的流体将动能转换为压力。从数学上讲，这条定律现在被写成：

其中p是压力，ρ是流体的密度，u是流体的速度。这个定律在说，如果速度增加，那么压强就会下降。

伯努利伤心返乡

丹尼尔30岁的时候，他的父亲刚刚被法国科学院授予了一个奖项。丹尼尔也几乎完成了他的《流体动力学（Hydrodynamica）》论文，他渴望回到巴塞尔。尽管尝试了多次，丹尼尔还是屡次在巴塞尔的职位竞争上失利，两年后他终于成功了。1734年，他回到家中，发现他和父亲曾被法国科学院联合授予另一个奖项。他的父亲很生气，并不愿意承认他的儿子至少和自己一样优秀，结果丹尼尔被禁止进入自己父亲的家。

丹尼尔又花了3年的时间完成了他关于流体的研究工作。丹尼尔在扉页写了“流体动力学，作者：约翰的儿子丹尼尔·伯努利”。人们认为他以这种谦卑的方式表明自己是在试图弥合他和父亲之间的不和。但一年后，他的父亲出版了他自己的作品《水力学（Hydraulics）》，这本书与他儿子的作品有很多共同之处，据说有明显的剽窃行为。在某种程度上，丹尼尔·伯努利在经历这些事件之后失去了研究数学的大部分动力，转向了医学和生理学。1782年3月17日，他在巴塞尔去世，享年82岁。

原文链接：

https://plus.maths.org/content/daniel-bernoulli-and-making-fluid-equation