ג'ון דזמונד ברנל
נעורים ולימודים

ברנל נולד בנינה (Nenagh), במחוז טיפררי שבמרכז אירלנד. אביו, סמואל ברנל, היה קתולי אדוק, אך מוצאו היה מצאצאי האנוסים מספרד שנמלטו ב-1650 מקורדובה שבספרד לאמסטרדם שבהולנד לאחר ששניים מבני משפחתו שבו ליהדות והועלו על המוקד. מהולנד הגיעו חלק מהם לאנגליה, וב-1840 הגיעו אחרים מהמשפחה לאירלנד, וככל הנראה המירו את דתם כבר אז. אמו של ברנל, אליזבת לבית מילר, הייתה אמריקנית פרוטסטנטית ממוצא אירי שהמירה את דתה לקתוליות על מנת להינשא לסמואל ברנל. אליזבת ברנל הייתה מהבוגרות הראשונות של אוניברסיטת סטנפורד ועסקה תקופת מה בעיתונאות. סמואל ברנל היה חקלאי, ודזמונד גדל בחווה של אביו המכונה ברוּקווטסוֹן (Brookwatson), אך אמו דאגה להרחיב את השכלתו מעבר ללימודיו בבית הספר היסודי. בגיל 10 נשלח על ידי אביו, יחד עם אחיו הצעיר, קווין, ללמוד בבית ספר קתולי בלנקשייר שליד ליברפול, כהכנה ללימודים בבית הספר הישועי סטוניהרסט (Stonyhurst).
שנה אחר כך החלו שני האחים ללמוד בסטוניהרסט, ועל אף שהצטיין בלימודיו, שנא דזמונד את החיים במקום שדמו בעיניו במידה רבה לבית סוהר, ולא למד מדע עד הכיתות האחרונות. אחרי חופשת חג המולד סירבו דזמונד וקווין לחזור לסטוניהרסט והמשיכו את לימודיהם בבית הספר המקומי בנינה. אליזבת ברנל, שהכירה במשיכה שהייתה לשני ילדיה למקצועות מדעיים, חיפשה עבורם בית ספר אנגלי הולם, ורשמה אותם לבית הספר בעיירה בדפורד, כ-70 קילומטרים צפונית ללונדון. דזמונד למד בבית הספר בבדפורד מינואר 1914 ועד ינואר 1918, והצטיין במקצועות הכימיה והפיזיקה, אך התקשה במתמטיקה. את החופשות מבית הספר בילה עם הוריו באירלנד. כך אירע שבדרכו חזרה לבית הספר מחופשת הפסחא בשנת 1916, עבר ברנל בדבלין זמן קצר אחרי מרד הפסחא, וחזה בחורבן שנגרם בעת דיכוי המרד. מלחמת העולם הראשונה פרצה זמן קצר לאחר שהחל ללמוד בבדפורד, ולאחר חופשת חג המולד של 1917, שבמהלכה הטביע הצי הגרמני הקיסרי כמה ספינות בים האירי המפריד בין אנגליה לאירלנד, החליטו הוריו של ברנל, לאור הסיכון במסע חזרה לאנגליה, להכשירו בדבלין ללימודים באוניברסיטת קיימברידג', בעזרת מורה פרטי מטריניטי קולג' של דבלין. במרץ 1918 חזר ברנל לבדפורד וסיים את לימודיו. בקיץ של אותה שנה חלה אביו, וברנל החל לנהל את החווה המשפחתית. סמואל ברנל מת באמצע ספטמבר 1919, כשברנל נסע להיבחן לקראת לימודיו בקיימברידג'.
ב-1919 החל ברנל ללמוד בקולג' עמנואל שבאוניברסיטת קיימברידג'. הוא למד מתמטיקה, פיזיקה ומדעים לתואר ראשון, אך התחבר דווקא עם קבוצת סטודנטים למדעי החברה. המפגש עם קבוצת הסטודנטים, שהייתה סוציאליסטית רדיקלית בהשקפתה, חולל תפנית בהשקפתו הפוליטית, וברנל, שעד אז היה קתולי אדוק, המיר את הדת באידאולוגיה סוציאליסטית שבה דבק עד יומו האחרון. הוא הצטרף לארגון הסטודנטים הסוציאליסטים (CUSS), תלה מנשרים ברחבי האוניברסיטה, ארגן כנסים שבהם השתתפו מרצים שמאלנים וספג מכות מחברים בקבוצות שמרניות. בהדרגה הקצינו דעותיו הפוליטיות והוא עבר מסוציאליזם לקומוניזם. בתקופה זו הדביקה לו דורה גריי, אחת מפעילות השמאל, שהתרשמה מכישוריו האינטלקטואליים ומהידע המעמיק שלו בתחומי מדע מגוונים, את הכינוי "סייג'" (באנגלית: Sage – מלומד, אדם בעל ידע אנציקלופדי), כינוי שדבק בו מאז.
בשנת 1922 סיים ברנל את לימודיו לתואר בוגר. עם סיום הלימודים התחתן עם אגנס איילין ספראג (Agnes Eileen Sprague), אף היא פעילה כמוהו בחוגי השמאל, בנישואים פתוחים שבהם כל אחד מבני הזוג היה רשאי לקיים קשרים עם בני זוג אחרים. הסדר זה, שנוצל במלואו על ידי שני בני הזוג, הצליח להחזיק מעמד, חרף משברים רבים, עד מותו של ברנל. בשנה שאחר כך למד ברנל שנה נוספת של מדעי הטבע. במקביל, לאחר שלמד בכוחות עצמו את התאוריה של חבורות סימטריות מרחביות, כתב ברנל עבודת מחקר בת 80 עמודים שביססה את המתמטיקה של חבורות אלה על אלגברת הקווטרניונים. העבודה הייתה כה מורכבת עד שרק מעטים בקיימברידג' יכלו להבינה, ולכן לא הצליח למצוא אכסניה שתפרסם אותה. עם זאת הידע שצבר בכתיבתה היווה בסיס לעבודה מאוחרת יותר שלו על מבנה הגביש.