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        帕斯卡:液壓機之父

        發布時間:2015-09-28 | 點擊次數:4720 | 上一條 | 暫無

         

          1662年8月19日,法國數學家、物理學家、哲學家、散文家布萊士·帕斯卡(Blaise Pascal)逝世。國際單位制中壓強的單位“帕斯卡”即以其姓氏命名。

          帕斯卡生于法國奧弗涅地區多姆山省的克萊蒙,從小體質虛弱,三歲喪母。父親艾基納(1588年—1651年)是一個小貴族,擔任地方法官的職務,是一位數學家和拉丁語學者。布萊士·帕斯卡是杰奎琳·帕斯卡和另外兩個姐妹(只有其中之一,潔柏特活過童年)的兄弟。母親死后,父親就辭去了法官職務。

          1623年6月19日誕生于法國多姆山省克萊蒙費朗城。帕斯卡沒有受過正規的學校教育。他四歲時母親病故,由受過高等教育、擔任政府官員的父親和兩個姐姐負責對他進行教育和培養。他父親是一位受人尊敬的數學家,在其精心地教育下,帕斯卡很小時就精通歐幾里得幾何,他自己獨立地發現出歐幾里得的前32條定理,而且順序也完全正確。12歲獨自發現了“三角形的內角和等于180度”后,開始師從父親學習數學。1631年帕斯卡隨家移居巴黎。父親發現帕斯卡很有出息,在他16歲那年,滿心喜歡地帶他參加巴黎數學家和物理學家小組(法國巴黎科學院的前身)的學術活動,讓他開開眼界,17歲時帕斯卡寫成了數學水平很高的《圓錐截線論》一文,這是他研究德扎爾格關于綜合射影幾何的經典工作的結果。

          1631年帕斯卡全家移居巴黎。艾基納自己教育帕斯卡并且常與巴黎一流的幾何學家如馬蘭·梅森、伽桑狄、德扎爾格和笛卡爾等人交談,小帕斯卡也在此時表現出在數學上很高的天賦。11歲時小帕斯卡寫了一篇關于振動與聲音的關系的文章,這使得艾基納擔心兒子會影響希臘和拉丁文的學習,于是禁止他在15歲前學習數學。一天,艾基納發現小帕斯卡(當時12歲)用一塊煤在墻上獨立證明三角形各角和等于兩個直角。從那時,帕斯卡被允許學習歐幾里得幾何。小帕斯卡對德扎爾格的著作特別感興趣。在德扎爾格思想的影響下,帕斯卡16歲寫成《論圓錐曲線》。這本書的大部分已經散失,但是一個重要結論被保留了下來,即“帕斯卡定理”。笛卡爾對此書大為贊賞,但是不敢相信這是出自一個16歲少年之手。

          1641年帕斯卡又隨家移居魯昂。1642年到1644年間幫助父親做稅務計算工作時,帕斯卡發明了加法器,這是世界上最早的計算器,現陳列于法國博物館中。布萊士·帕斯卡布萊士·帕斯卡他接受了宗教教義,但仍致力于科學實驗活動,到1653年之間,帕斯卡集中精力進行關于真空和流體靜力學的研究,取得了一系列重大成果。

          1647年重返巴黎居住。他根據托里拆利的理論,進行了大量的實驗,1647年的實驗曾轟動整個巴黎,他自己說:他的實驗根本指導思想是,反對“自然厭惡真空”的傳統觀念。 1648年,他發表了有關真空問題的論文。1648年帕斯卡設想并進行了對同一地區不同高度大氣壓強測量的實驗,發現了隨著高度降低,大氣壓強增大的規律。在這幾年中,帕斯卡在實驗中不斷取得新發現,并且有多項重大發明,如發明了注射器、水壓機,改進了托里拆利的水銀氣壓計等。1649年到1651年,帕斯卡同他的合作者皮埃爾(Perier)詳細測量同一地點的大氣壓變化情況,成為利用氣壓計進行天氣預報的先驅。1651年帕斯卡開始總結他的實驗成果,到1654年寫成了《液體平衡及空氣重量的論文集》,1663年正式出版。此后帕斯卡轉入了神學研究,1655年他進入神學中心披特壘阿爾。他從懷疑論出發,認為感性和理性知識都不可靠,從而得出信仰高于一切的結論。

          1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由于他父親的一場病,使他同一種更加深奧的宗教信仰方式有所接觸,對他以后的生活影響很大。帕斯卡和數學家費馬通信,他們一起解決某一個上流社會的賭徒兼業余哲學家送來的一個問題,他弄不清楚他賭擲三個骰子出現某種組合時為什么老是輸錢。在他們解決這個問題的過程中,奠定了近代概率論的基礎。他短暫的一生中作出了許多貢獻,以在數學及物理學中的貢獻最大。

          1646年他為了檢驗意大利物理學家伽利略和托里拆利的理論,制作了水銀氣壓計,在能俯視巴黎的克萊蒙費朗的山頂上反復地進行了大氣壓的實驗,為流體動力學和流體靜力學的研究鋪平了道路。實驗中他為了改進托里拆利的氣壓計,他在帕斯卡定律的基礎上發明了注射器,并創造了水壓機。他關于真空問題的研究和著作,更加提高了他的聲望。他從小就體質虛弱,又因過度勞累而使疾病纏身。然而正是他在病休的1651~1654年間,緊張地進行科學工作,寫成了關于液體平衡、空氣的重量和密度及算術三角形等多篇論文,后一篇論文成為概率論的基礎。在 1655~1659年間還寫了許多宗教著作。晚年,有人建議他把關于旋輪線的研究結果發表出來,于是他又沉浸于科學興趣之中,但從1659年2月起,病情加重,使他不能正常工作,而安于虔誠的宗教生活。最后,在巨大的病痛中逝世。

          1662年8月19日帕斯卡逝世,終年39歲。后人為紀念帕斯卡,用他的名字來命名壓強的單位“帕斯卡”,簡稱“帕”。

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