ג'ובאני אלפונסו בורלי

ג'ובאני אלפונסו בורלי או ג'אנלפונסו בורלי (באיטלקית: Giovanni Alfonso Borelli; 28 בינואר 1608 - 31 בדצמבר 1679) היה רופא (פיזיולוג וכירורג), מתמטיקאי, פיזיקאי ואסטרונום איטלקי, בעל שורשים ספרדיים. נחשב למייסד הביומכניקה ושל ה"יאטרופיזיקה" - תחומים של הביופיזיקה. הוציא לאור כמה ספרים קלאסיים של המתמטיקאים היוונים.

בורלי כיהן כפרופסור לפילוסופיה ומתמטיקה באוניברסיטת מסינה, ואחר כך כפרופסור למתמטיקה באוניברסיטת פיזה. הוא נחשב לאחד האישים הבולטים ביותר במדע האיטלקי בדור שאחרי גלילאי.

רקע משפחתי ושנותיו המוקדמות 
ג'ובאני פרנצ'סקו אנטוניו אלונסו נולד במבצר קסטל נואובו בנאפולי, בממלכת נאפולי, שנמצאה אז בשליטת ספרד. הוא היה הבן הבכור מבין ששת ילדיו של איש צבא ספרדי בשם מיגל אלונסו "דה וארושו", שהוצב לשרת באותו מקום. אמו, לאורה פּורלו, הייתה נערה מקומית. הזוג היה דל אמצעים.
בורלי עצמו לא ציין במפורש את מקום ותאריך לידתו ויש המשערים כי עשה זאת עקב קשיים פוליטיים הנוגעים לקשרים האפשריים של משפחתו עם הוגה-הדעות המואשם בכפירה תומאזו קמפנלה שהיה באותן השנים כלוא כאסיר פוליטי במבצרים קסטל נואובו וקסטל ד'אלמו בנאפולי. נשאר רישום טבילתו של בורלי בנאפולי, ובו ניתן לגלות כי שמו בלידה היה ג'ובאני פרנצ'סקו אנטוניו אלונסו. מאוחר יותר ג'ובאני וגם אחד האחים שינו את שם משפחתם לבורלי, ככל הנראה גרסה של שם משפחתה של האם, פורלו.

הקשרים עם תומאזו קמפנלה
בשנת 1614 אחרי שתומאזו קמפנלה הועבר להמשך מאסר לקסטל ד'אלמו, אביו של בורלי, מיגל אלונסו, נדרש לשרת באותו מקום. כעבור זמן נעצר יחד עם קבוצת אנשים שנחשדו במעשים נגד השלטון. ייתכן כי הואשמו בקשירת קשר לשחרר את קמפנלה מן הכלא. בקיץ 1615 אלונסו נמצא אשם ונידון לחתירה בספינות משוטים. אחרי שהוכיח שאינו יכול לעמוד בעונש הומתק עונשו להגליה. הוא הורשה לנסוע לרומא. כנראה בהזדמנות זו הגיע לשם גם בנו ג'ובאני ולקח אולי שיעורים ראשונים אצל המתמטיקאי והנזיר הבנדיקטיני בנדטו קסטלי, שהיה תלמידו של גלילאו גלילאי. בסופו של דבר אלונסו זוכה מאשמתו ובשנת 1617 קיבל רשות לחזור לשרותו הקודם בקסטל ד'אלמו, בו נשאר עד יום מותו ב-1624. לאורה פּורלו נשארה גם היא כנראה בקשר כלשהו עם קסטל ד'אלמו, מפני שבמותה בשנת 1640 נקברה, כמו בעלה, בכנסייה שליד המבצר. 

משערים כי לפני גיל 18 לבורלי הייתה הזדמנות להכיר את קמפנלה ואולי אף ללמוד ממנו. בשנת 1616 קיבל קמפנלה רשות לעבור למאסר בתנאים מוקלים בקסטל נואובו, אך הוחזר כעבור זמן לצינוק בקסטל ד'אלמו בתקופה שבה מיגל אלונסו חזר מגלותו. 
במאי 1618 שוב הובא קמפנלה לקסטל נואובו, גם הפעם בתנאים מוקלים: התאפשר לו שוב לכתוב, לפגוש ידידים ואפילו ללמד תלמידים. 

מניחים שבורלי עשה לימודי רפואה באוניברסיטת נאפולי, אך לא נמצאו עדויות לרישומו או ללימודיו שם ואף לא תעודה.

בשנת 1626 הועבר קמפנלה לרומא ושוחרר שם ממאסר בשנת 1628. אחרי חמש שנים אחד מתלמידיו העיד, תחת לחצים, כי היה מעורב בקשר שנועד להתנקש בחיי סגן המלך הספרדי בנאפולי. משום כך נאלץ קמפנלה בשנת 1634 לברוח מאיטליה לפריז, בליווי פיליפו בורלי, אחיו של ג'ובאני. בפריז אף פרסם פיליפו בורלי כמה מספריו של קמפנלה. לפחות באחד הספרים מוזכר פיליפו בורלי כ"אחיין וסופר" בשרותו של קמפנלה. גורלו של פיליפו אינו ידוע, אך איגרת של אחד מתלמידי קמפנלה מקשר את ג'ובאני אלפונסו בורלי עצמו עם קיומם על מאות העתקים מספרי קמפנלה שנמצאו במנזר הדומיניקני סנטה מריה סופרה מינרווה ומציינת שלג'ובאני היה אח, נזיר בשם "האב תומאזו הפילוסוף". יש סבורים כי אחרי מות קמפנלה בשנת 1639 פיליפו בורלי התנזר ואימץ את שם הנזירות תומאזו.

לימודים ברומא
לא ידוע בדיוק מתי נסע בורלי לרומא. יודעים שאחרי שנת 1628,באותו זמן עם אוונג'ליסטה טוריצ'לי הוא למד אצל בנדטו קסטלי ברומא. ייתכן שההיכרות עם קסטלי תווכה על ידי קמפנלה.
חושבים שבורלי שהה ברומא בתקופה שבה פורסם ה"דיאלוגו" של גלילאו ושבה התקיים משפטו המפורסם. ייתכן כי אז קנה בורלי עותק של חישוביו או לוחותיו של גלילאו בנוגע לירחים של צדק, שגלילאו קרא להם "כוכבי הלכת מדיצ'י". חישובים אלה לא עברו אחרי מות גלילאו בירושה לוויוויאני ולכן ויוויאני ביקש מבורלי העתק מהם בשנת 1643.

הקריירה בהוראה
אחרי עזיבתו של קמפנלה את רומא, המשיך בורלי ללמוד זמן מה אצל קסטלי. בסביבות שנת 1635 מצויד בהמלצות מקסטלי, נסע בורלי ללמד שיעורים פומביים למתמטיקה במסינה בסיציליה. קסטלי המשיך לדאוג לרווחתו של בורלי גם מאוחר יותר ובשנת 1640, כשהתפנתה הקתדרה למתמטיקה באוניברסיטת פיזה, שלח לגלילאו המלצות חמות למנות את בורלי במשרה זו.
הוא שיבח אותו כ"אדם שרבים בו הפיקחות והידע". אמנם לבסוף גלילאו העדיף את וינצ'נצו רניירי שהחזיק באותו תפקיד עד מותו בשנת 1647.

מסינה 1635-1656 
החל משנת 1635 לימד בורלי מתמטיקה במסינה. בינתיים השתלם באנטומיה ופיזיולוגיה .

בערך בשנת 1640 התוודע בפירנצה לגלילאו גלילאי עצמו ממנו למד רבות על יישום שיטות של מחקר מדעי.
בשנת 1649 בורלי התמנה רשמית לפרופסור למתמטיקה ולפיזיקה במסינה.
העיר לא הייתה משופעת במורים דגולים מאז מותו של פרנצ'סקו מאורוליקו בשנת 1575.
קבוצת אצילים וסוחרים בני מסינה החליטו ב-1639 להקים בעירן את "אקדמיה דלה פוצ'ינה", פורום אינטלקטואלי ופוליטי שהועמד בשנת 1642 תחת חסות הסנאט של העיר. פורום זה נועד לקדם את מעמדה של מסינה מבחינת החינוך, התרבות והמדע. לא ידוע אם בורלי הצטרף לאותה אקדמיה, אולם כישוריו זיכו אותו בהערכתם של נכבדי העיר. בשנת 1642 הוא זכה במימון נדיב ואף נשלח לאוניברסיטאות המובילות במרחב האיטלקי במטרה לגייס מורים טובים לרפואה ולמשפטים בשביל האוניברסיטה שלו. הוא ביקר בהזדמנות זו בנאפולי, רומא, פירנצה, בולוניה,ג'נובה, פדובה, ונציה ופגש בכל מקום בני שיח מעניינים מקרב העמיתים המדענים.

בשובו למסינה לימד שם עד שנת 1656. התעניין גם באנטומיה ופיזיולוגיה וחקר את המחלות הנפוצות באזור. הוא ניסה למצוא את הסיבות הטבעיות של המחלות על ידי נתיחת הגופות ושלל מכל וכל חיפוש סיבותיהן בכוכבים.

פיזה 
כעבור 7 שנים, ב-1656 עבר ללמד מתמטיקה באוניברסיטת פיזה. שם הכיר את האנטומיסט מרצ'לו מלפיגי ויחד איתו הצטרף כחבר ל"אקדמיה דל צ'ימנטו" (או "אקדמיה דל אספרימנטו"), חברה מדעית שנועדה, בתמיכת הנסיך לאופולדו, לקדם את השיטה הניסויית המדעית.
עם חבריה המייסדים נמנו אוונג'ליסטה טוריצ'לי ווויצ'נצו ויוויאני. בהשפעת מחקריו של מלפיגי, חקר בורלי במסגרת ה"אקדמיה" את תנועות בעלי החיים. מחקריו היוו התחלת מדע הביומכניקה, שהעסיקה אותו כל שאר ימי חייו. 
הוא פעל גם ב"אקדמיה דיי אינבסטיגטורי" בנאפולי, שקמה בשנת 1663 מיוזמת חסידי ה"יתרומכניקה". 

ב-1668 שב למסינה, אולם אחרי כ-4 שנים, ב-1672 נאלץ לעזוב את העיר אחרי שהיה מעורב בקשר אנטי-ספרדי. הוא נמלט לקלבריה ולאחר מכן לרומא. הוא פגש שם את המלכה לשעבר של שוודיה, כריסטיה (1626-1689) שיצאה לגלות אחרי שהמירה את דתה לנצרות הרומית-קתולית. מאוחר יותר זכה בורלי לחסותה של המלכה מול רדיפות פוליטיות של הרשויות המקומיות, מן הסוג שהופעלו גם נגד גלילאי. כשנשאר ללא אמצעי קיום התארח בורלי אצל הנזירים הפיאריסטים תמורת מתן שיעורים לחניכים במנזר סן פאנטאלאו.

בורלי מת ב-31 בדצמבר 1679 ברומא בגיל 71.

תרומותיו המדעיות

בתחום המתמטיקה
בשנת 1661 תוך כדי עיון בספריית הדוכס של טוסקנה בפירנצה, גילה בורלי כתב יד שתהיחס לכרכים 5 ו-6 של ספר "חתכי החרוט" ("קוניקה") של הגאומטריקאי היווני הקדום אפולוניוס מפרגה. זאת הייתה תגלית סנסציונית, מפני שעד אז היו ידועים רק ארבעת הכרכים הראשונים של הספר.

בנוסף בורלי ניסה לפתח ברוח מודרנית את תורת המספרים הממשיים של אוקלידס.

בתחום האסטרונומיה

בשנת 1666 בעזרת טלסקופ קמפני, חקר בורלי במצפה בסן מיניאטו אל מונטה את תנועות כוכבי הלכת ושל הירחים של צדק והשפעת כוח המשיכה, תוך כדי שימוש בשיטה סינתטית, שונה מזו האנליטית בה השתמש אייזק ניוטון. בורלי וקאסיני ערכו טבלאות מוקפדות על תנועות ירחיו של צדק שאיפשרו ניבוי הזמנים שבהם הם עוברים מאחורי צדק או מלפניו. 
באיגרת שפורסמה ב-1665 (Del movimento della cometa apparsa il mese di decembre 1664- על תנועת כוכב השביט שהופיע בחודש דצמבר 1664), תחת השם פייר מריה מוטולי, בורלי היה הראשון שסבר כי מסלול כוכבי השביט אינו קו ישר אלא עקומה בצורה פרבולית.
המחקר התבסס על תצפיות לאורך הסתיו החורף 1664-1665
בערך באותה תקופה עסק בורלי בניסויים נועדו למצוא אם האור נע בו ברגע, באופן מידי. תוך כדי כך תיאר בורלי, בכתב יד שלא פורסם, את עקרונות ההליוסטט, כ- 8 עשורים לפני וילם יאקוב ס'חראבזנד.

בתחום הפיזיקה והטכניקה
בורלי חקר, בין היתר, את הנימיות. בשנת 1670 הוכיח באמצעות ניסוי כי קיים יחס הפוך בין גובהו של נפח הנוזל העולה בתוך צינורית נימית ובין הקוטר שלה (h~1/r).

בשנת 1679 העלה רעיונות חדשים לגבי פיתוחו של פעמון הצלילה. הוא תיאר חליפה מיוחדת מצוידת באספקת אוויר באמצעות מיכל עשוי עור שהוצמד על הגב של הצולל ובוכנה המשמשת לוויסות המשקל הסגולי. רעיון מיכל האוויר הגבי של בורלי ושל חליפת הצלילה של קייזר ולתבריג' נתנו השראה להמצאה, שעדיין לא הייתה ממש שימושית של ק.ה. קלינגרט בשנת 1797.

בורלי נמנה גם עם חוזי המסוק. והמציא ככל הנראה, בעקבות לאונרדו דה וינצ'י, דגם של מכונה מעופפת, בעלת פרופלור אופקי במקום מאונך, אך עדיין ללא מנוע, ולכן בלתי ישים.

בתחום הוולקנולוגיה
בורלי כתב את הספר Historia, et Meteorologia incendii Aetnaei anni בעקבות התפרצות הר הגעש אטנה בשנת 1669.לפי בקשת החברה המלכותית של לונדון הוא חקר את הטופוגרפיה של ההר, את מיקום הזרמים הפירוקלסטים ואת טבעם של החומרים הפירוקלסטים.
כמו כן הוא דן בסיבת ההתפרצות הגעשיות. בורלי דחה את התאוריה של אתנזיוס קירכר ("Mundus subterraneus"), לפיה האדמה מכילה מאגרים חלולים של לבה. 
באותו ספר על ההתפרצות של אטנה הגיב בורלי לבקורת על ספרו De vi percussionis בתוך הנספח "Responsio ad censuras Honorati Fabri" שצורף לספר.

בתחום הרפואה והביולוגיה

בורלי חיפש ליישם את השיטות המתמטיות והפיזיקליות במחקר הרפואי. בספרו "על תנועת בעלי חיים" (De Motu Animalium)  (שפורסם אחרי מותו,ב-1680-1681), הוא היה הראשון שהסביר את תנועות השרירים ותפקודים גופניים אחרים על ידי חוקי הסטטיקה,
הדינמיקה וההידראוליקה. למשל, הוא ניסה להוכיח כי תנועות הגוף - של הגפיים ושל חלקי גוף אחרים - למשל בעת הליכה, ריצה, הרמת משקולות, או שחיה - מתבססות על מערכות מנופים, שבהם עשויים השרירים לבצע, תוך זמן קצר מאמצים גדולים והולכים. 
בעקבות גלילאי שהתעניין לפניו בחקר תנועות הגוף, שיער בורלי כי, למשל, במעוף הציפורים הכרחי שיתקיים יחס מסוים בין משקל הגוף, מוטת הכנפיים וכוח השרירים, כדי שהעוף יוכל להתרומם ולהיפרד מהאדמה. "אפילו עם כנפיים, טען בורלי,"אינו יכול האדם לעוף, מפני שאין לו שרירים חזקים דיים בחזו" 

בורלי תאר, בין היתר, את אנטומיית עמוד השדרה וחישב את הכוחות המופעלים בשרירים שלה ובדיסקים שבין החוליות.
הוא חקר גם את כיווץ השרירים, את תפוקת הלב, את תפקוד הראות, את זרימת הדם וכו'. בו זמנית עם נילס סטילסן היה הראשון שפירש את תנועות הלב ככיווצים שריריים. 
.

בספרו הניח בורלי, בין השאר, כי להעברת הדחף העצבי קיים מנגנון הכימי. 
בספרו "De motu animalium " מדווח בורלי על ניסוי שעשה כדי לשלול את התאוריה הקדומה של גלנוס ששלטה עדיין בתקופתו, לפיה בעצבים עוברים ""רוחות חיות" דמויי גזים המפעילים את שרירים. הוא ביצע מתחת למים חתכים בשרירים מכווצים של בעל חיים והוכיח שלא יוצאים מהם שום גזים. לדעת בורלי בעת כיווץ השרירים בהשפעת הזרם העצבי נוצרת בהם מעין "תסיסה מפוצצת" (ebullitio et displosio). 
השקפתו ה ביומכנית של בורלי השפיעה על אנשי מדע אחרים כמו רוברט בויל, רנה דקארט ונילס סטנסן. 

בורלי נודע בזמנו גם ככירורג.

הנצחה
פרס החברה האמריקאית לביומכניקה נקרא על שמו. הוא מוענק החל משנת 1984.

ספריו
 De Motu Animalium , (1680–1681) ספרו הידוע ביותר, שני כרכים - פורסמו אחרי מותו בחסות מלכת קריסטינה
 Delle cagioni delle febbri maligne della Sicilia degli anni 1647 e 1648 (פיזה, 1658) 
 Euclides Restitutus seu prisca geometriae elementa facilius contexta (פיזה, 1658) 
 Apollonii Pergaei Conicorum, libri v., vi. et vii (פירנצה, 1661) תרגום של הספרים החמישי, השישי והשביעי מאת אפולוניוס מפרגה
De Renum usu Judicium (שטרסבורג, 1658)
 Theoricae Mediceorum planetarum ex causis physicis deductae (פירנצה, 1666), שבו ניסח כמה הערות לגבי חוק המשיכה האוניברסלית, כמבשר של ניוטון; מותח ביקורת על התאוריה הפלנטרית של איסמאל בוליו
 De vi percussionis (בולוניה, 1667) 
 Risposta alle obiezioni di Stefano Angeli al De vi percussionis. (1668) 
 Historia, et Meteorologia incendii Aetnaei anni 1669  (רג'ו קלבריה, 1669) 
  con la risposta alle obiezioni di Honoré Fabri al De vi percussionis
 De motionibus naturalibus a gravitate pendentibus (בולוניה, 1670).
ָ* Elementa conica Apollonii Pergaei et Archimedis Opera nova et breviori methodo demonstrata. ׁׁׂ( 1678)

מקורות אחרים
.Gerard Messadié Great Inventions through History Chambers Compact Reference, Edinburgh, 1991 
English edition

קישורים חיצוניים

 אוגו בלדיני - הערך "ג'ובאני אלפונסו בורלי" באנציקלופדיה טרקאני, Dizionario biografico degli Italiani vol.12 1971 Treccani 
 Thomas B Settle art.Borelli in Complete Dictionary of Scientific Biography Scribner's Sons, in Gale Virtual Reference Library 2008
 פרויקט גלילאו -1995 Richard Westfall, Indiana University
 J.J.O'Connor,E.F.Robertson באתר בית הספר למתמטיקה וסטטיסטיקה של אוניברסיטת סנט אנדרוז, סקוטלנד 2012
 בלקסיקון לביוגרפיות של מדענים
 חלוצי האופטיקה אתר של Michael Davidson, Florida State University
 Jacqueline Brossolet art. Borelli Encyclopaedia Universalis
  בורלי - באתר המרכז למחקר מתמאטי אניו דה ג'ורג'י בפיזה, 2011-2008
 קטע מ-Theoricae Mediceorum Planetarum בתרגום אנגלי, כפי שצוטט על ידי אלכסנדר קוירא בספרו "המהפכה האסטרונומית" 
 De Motu Animalium

הערות שוליים

פיזיולוגים איטלקים
פיזיקאים איטלקים
כירורגים איטלקים
אסטרונומים איטלקים
ילידי 1608
נפטרים ב-1679
מתמטיקאים איטלקים במאה ה-17
רופאים איטלקים במאה ה-17