帕斯卡:液壓機之父

　　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。

　　帕斯卡生於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·帕斯卡是傑奎琳·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。母親死後，父親就辭去了法官職務。

　　1623年6月19日誕生於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裡得幾何，他自己獨立地發現出歐幾裡得的前32條定理，而且順序也完全正確。12歲獨自發現了「三角形的內角和等於180度」後，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於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並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係的文章，這使得艾基納擔心兒子會影響希臘和拉丁文的學習，於是禁止他在15歲前學習數學。一天，艾基納發現小帕斯卡（當時12歲）用一塊煤在牆上獨立證明三角形各角和等於兩個直角。從那時，帕斯卡被允許學習歐幾裡得幾何。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」。笛卡爾對此書大為讚賞，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，現陳列於法國博物館中。布萊士·帕斯卡布萊士·帕斯卡他接受了宗教教義，但仍致力於科學實驗活動，到1653年之間，帕斯卡集中精力進行關於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。他根據託裡拆利的理論，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年帕斯卡設想並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，並且有多項重大發明，如發明了注射器、水壓機，改進了託裡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。此後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，從而得出信仰高於一切的結論。

　　1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由於他父親的一場病，使他同一種更加深奧的宗教信仰方式有所接觸，對他以後的生活影響很大。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餘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麼老是輸錢。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年他為了檢驗義大利物理學家伽利略和託裡拆利的理論，製作了水銀氣壓計，在能俯視巴黎的克萊蒙費朗的山頂上反覆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。實驗中他為了改進託裡拆利的氣壓計，他在帕斯卡定律的基礎上發明了注射器，並創造了水壓機。他關於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，寫成了關於液體平衡、空氣的重量和密度及算術三角形等多篇論文，後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，有人建議他把關於旋輪線的研究結果發表出來，於是他又沉浸於科學興趣之中，但從1659年2月起，病情加重，使他不能正常工作，而安於虔誠的宗教生活。最後，在巨大的病痛中逝世。

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

　　人物百科

　　布萊士·帕斯卡（Blaise Pascal ）公元1623年6月19日出生於多姆山省奧弗涅地區的克萊蒙費朗，法國數學家、物理學家、哲學家、散文家。

　　帕斯卡在1653年提出流體能傳遞壓力的定律，即所謂帕斯卡定律。並利用這一原理製成水壓機。他還製成注水器（syringe）,繼承伽利略和E.託裡拆利的大氣壓實驗，發現大氣壓隨高度變化。國際單位制中壓力的單位帕[斯卡]即以其姓氏命名。

　　帕斯卡的數學造詣很深。除對概率論等方面有卓越貢獻外，最突出的是著名的帕斯卡定理－－他在《關於圓錐曲線的論文》中提出的。帕斯卡定理是射影幾何的一個重要定理，即帕斯卡定理帕斯卡定理 「圓錐曲線內接六邊形其三對邊的交點共線」。在代數研究中，他發表過多篇關於算術級數及二項式係數的論文，發現了二項式展開式的係數規律，即著名的「帕斯卡三角形」。（在我國稱 「楊輝三角形」），他與費馬共同建立了概率論和組合論的基礎，並得出了關於概率論問題的一系列解法。他研究了擺線問題，得出了不同曲線面積和重心的一般求法。他計算了三角函數和正切的積分，最早引入了橢圓積分。

　　（科普中國出品，8月19日綜合報導)

[責任編輯:佟路明]