유체역학의 아버지, 다니엘 베르누이 출생 [김정한의 역사&오늘]

(서울=뉴스1) 김정한 기자 = 1700년 2월 8일, 수학사에서 가장 저명한 가문 중 하나인 베르누이 가문에서 현대 유체역학의 초석을 다진 다니엘 베르누이(Daniel Bernoulli)가 태어났다. 그는 네덜란드 그로닝겐에서 태어나 스위스 바젤에서 주로 활동하며, 수학을 물리적 현상, 특히 유체의 움직임에 적용하여 과학사에 불멸의 업적을 남겼다.

다니엘은 미적분학의 선구자인 요한 베르누이의 아들이자 야코프 베르누이의 조카였다. 그는 아버지의 강요로 의학을 공부하여 박사 학위를 받았으나, 내면의 수학적 본능을 숨기지 못했다. 아이러니하게도 이러한 의학적 배경은 그가 혈압의 원리를 연구하고 이를 유체의 흐름과 연결 짓는 데 결정적인 계기가 되었다.

1738년 출판된 그의 저서 '유체역학'은 현대 공학의 근간이 되는 '베르누이 방정식'을 세상에 알렸다. 이 정리는 유체가 흐를 때 속력이 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 속력이 감소하면 압력이 높아진다는 에너지 보존 법칙의 유체 버전이다.

베르누이 방정식은 훗날 비행기가 하늘을 날 수 있게 하는 양력의 원리를 설명하는 기초가 됐다. 오늘날 자동차의 기화기, 분무기, 그리고 심장 판막의 혈류 분석에 이르기까지 수많은 분야에 적용되고 있다.

다니엘은 유체역학에만 머물지 않았다. 그는 기체의 분자들이 용기 벽면에 부딪히며 압력을 생성한다는 가설을 제시함으로써 기체 분자 운동론의 시초를 닦았다. 또한, 확률론을 경제학에 접목해 '기대 효용'의 개념을 도입, 위험 회피와 보험의 수학적 근거를 마련하기도 했다.

그는 파리 아카데미상을 10회나 수상할 정도로 당대 최고의 지성으로 인정받았다. 그가 남긴 방정식은 인류가 중력을 극복하고 하늘을 정복하며 정밀한 공학 설계를 가능하게 하는 이정표가 됐다. 다니엘 베르누이는 추상적인 수식을 눈에 보이는 자연의 움직임으로 치환한 위대한 통찰가였다.

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