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第1章 帕斯卡

帕斯卡是世界着名的物理学家、哲学家、数学家和散文家,法国人。他于1623年6月19日出生于克莱蒙费朗。帕斯卡的父亲曾在税务法庭任职,并对数学很有研究。这对帕斯卡的影响非常大,以至于使帕斯卡从小就对数学产生了浓厚的兴趣。16岁那年,帕斯卡参加了巴黎数学家和物理学家小组(巴黎科学院的前身)。

帕斯卡于1631年随全家移居巴黎,在巴黎数学家和物理学家小组的活动中,用两年的时间写成了《圆锥曲线之几何》一书。之后,年仅17岁的帕斯卡开始在数学界崭露头角,得到了着名数学家笛卡儿的高度评价。

1641年,帕斯卡又随家移居鲁昂。1642-1644年,在帮助父亲做税务计算工作时,帕斯卡发明了加法器,这是世界上最早的计算器,目前陈列于法国博物馆中。

1610年帕斯卡接受了宗教教义,但仍致力于科学实验活动,到1653年之间,帕斯卡集中精力进行关于真空和流体静力学的研究,取得了一系列重大成果。

1647年他重返巴黎居住。他根据托里拆利的理论,进行了大量的实验,1647年的实验曾轰动整个巴黎,他自己说,他的实验根本指导思想是,反对“自然厌恶真空”的传统观念。1647-1648年,他发表了有关真空问题的论文。

1648年,帕斯卡设想并进行了对同一地区不同高度大气压强测量的实验,发现了随着高度降低大气压强逐渐增大的规律。在之间的几年时间里,帕斯卡在实验中不断取得新成就,并且有多项重大发明,如发明了水压机、注射器,他还改进了托里拆利的水银气压计等。

1649-1651年,帕斯卡与他的合作者皮埃尔一起详细测量了同一地点的大气压强变化情况,成为利用气压计进行天气预报的先驱。

帕斯卡从1651年开始总结他的实验成果,到1654年写成了《液体平衡及空气重量的论文集》一书,1663年正式出版。之后帕斯卡转入了神学研究,他于1655年进入神学中心披特垒阿尔。他从怀疑论出发,认为理性和感性知识都不可靠,从而得出了信仰高于一切的结论。

帕斯卡逝世于1662年8月19日,终年39岁。

帕斯卡在许多领域都取得了巨大的成就。他在物理学和数学方面所做出的贡献,在科学史上占有极其重要的地位。

帕斯卡有很深的的数学造诣。除了对概率论等方面做出的卓越贡献外,最不朽的是闻名于世的帕斯卡定理——他在《关于圆锥曲线的论文》中提出的。帕斯卡定理是射影几何的一个重要定理,即“圆锥曲线内接六边形其三对边的交点共线”。

在代数方面,他发表过数篇有关二项式系数及算术级数的论文,发现了二项式展开式的系数规律,即着名的“帕斯卡三角形”(在我国称“杨辉三角形”)。他与费马合作建立了概率论和组合论的基础,并得出了关于概率论问题的一系列解法。他研究了摆线的问题,得出了不同曲线面积和重心的一般求法。他还计算出了三角函数和正切积分,并最早引入了椭圆积分。

在物理学方面,帕斯卡的成就最为卓着。他最重要的贡献是在1653年首次提出了“帕斯卡定律”。该定律指出:“加在密闭流体任一部分的压强,必然按照其原来的大小由流体向各个方向传递。”现代的所有应用着的液压机械,都是对帕斯卡定律的实际运用,特别是近几年来,液压科学又以更先进的面貌应用于现代科学技术之中。

另外,压强的国际单位也是以帕斯卡的名字命名的。

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