登陆注册
6395100000027

第27章 布莱斯·帕斯卡:“帕斯卡定律”的证明者

布莱斯·帕斯卡(1623—1662年)是17世纪的著名物理学家和天才数学家。我们在物理上知道有液体压强方面的帕斯卡定律,而在数学上帕斯卡更做出了非凡的成就。

帕斯卡以神学家出名,他是概率的数学理论的创始人,这种研究从关于赌博机遇的讨论开始,对科学和哲学以及社会统计问题都有重大的现实意义。

1623年6月19日,帕斯卡出生在法国的克莱蒙·菲朗市。他的父亲是一位很有才华的数学家,这为帕斯卡的成长提供了良好的家庭环境。帕斯卡对数学兴趣极大,1640年他就发表了关于圆锥曲线的论文,提出了射影几何的基本定理。

帕斯卡从小体弱多病,但智力高超,聪明勤奋。他只活了39岁,但却成为科学家、哲学家和文学家。他的《致外省人信札》和《思想录》,语言严谨漂亮,思想优美深刻,成为法语文学的精品。

发现帕斯卡定理

帕斯卡在16—17岁时,即提出了数学中的帕斯卡定理。

自古希腊的阿波罗尼研究圆锥曲线,1591年出生的法国数学家笛沙格开始了射影几何研究。对射影几何作出贡献的第二人就是帕斯卡。

从13岁起,父亲就经常带帕斯卡参加法国梅森学院的例会,这是法国科学院的前身。帕斯卡能听懂梅森的演讲,并得到了笛沙格的赏识与帮助。

1640年,帕斯卡发表了《略论圆锥曲线》的论文,引出了400多条推论,提出了被笛沙格称为神秘的六边形的射影几何基本定理,作出了自阿波罗尼以来关于圆锥曲线的最重要研究。

这个以帕斯卡的名字命名的几何定理很简洁;若一个六边形内接于一圆(更一般是圆锥曲线),则每两条对边相交而得到三个点,它们在同一条直线上。

也可以说,如果圆内接六边形的三对对边所在直线分别相交,那么三个交点必定共线。

数学史家认定,单就这一个定理,就足以让帕斯卡流芳百世。的确,这时的帕斯卡不过刚刚十六七岁。当时著名的大数学家笛卡尔读到论文时,不敢相信这么重要的定理竟然出自一个少年,他摇头说:“17岁的少年不会发现这个定理!”

帕斯卡的工作,开创了射影几何研究,为微积分的诞生创造了预备条件。德国著名的数学家、微积分的创立人之一的莱布尼茨说过:“当我读帕斯卡的著作时,我像触电一样,突然间悟到了道理。”

1642年,19岁的帕斯卡还发明了一种可以做加减法的齿轮计算机,并取得专利。这是世界第一台机械计算机。

帕斯卡与气压和液压

在物理学中,大气压的单位用“帕”来命名,这就是为了纪念天才的物理学家帕斯卡。

帕斯卡不仅是物理天才,更是真正的数学天才。在这里,我们先讲一讲他在大气压上的研究。

1646年,法国物理学家帕斯卡得知意大利物理学家托里拆利的气压实验,很感兴趣,也开始着手研究大气压。他想“真空在自然界不是不可能的,自然界不是像许多人想像那样以如此巨大的厌恶来避开真空”。

帕斯卡想出一个实验,把水银气压计带上山顶,和山下相比,水银柱应更为降低。他自己身体不好,委托表兄将托里策利将水银仪器带到当地的多姆山。果然,在1英里高处,水银柱下降了3英寸。这个实验重复试做,有力地支持了帕斯卡关于大气压力的观点。

帕斯卡在液体压强上有重要发现,他发现作用于密封液体中的压力可以完全传递到液体内部任何一处,并且垂直地作用于它所接触的任一界面上,这就是著名的帕斯卡原理,也就是帕斯卡定律。

1647年,帕斯卡做了一个奇妙的实验。他定做了一个大木桶,木桶密封得十分好,不漏水不漏气。在大木桶的盖上他开了一个小孔,将一根13米长的很细的管子插在孔中。这一切做好后,他把木桶抬到了外面,放在屋子下面。

然后,帕斯卡用梯子爬上房顶,这时已经挤满了围观的人。帕斯卡对大家说:“在这里我们要做一个实验,看看水能产生多大的压强,这也是为了证明我的一个发现。”

不一会儿,桶里被装满了水。帕斯卡用手提着水壶,对大家说:“我现在要向细管里注水了,因为桶中已经满了,所以细管的水会越注越高,我手里这一小壶水不算重,连一个小孩都提得动,但这些水一旦被拉成细高的水柱,将会产生意想不到的效果。”

帕斯卡让壶里的水缓慢地流,顺着细管流下去,刚刚注了一会儿,壶中的水还没注完,只听“啪”一声炸裂,大木桶被顶开了,水哗哗地流着,人们全都惊讶得说不出话来。真是没想到,会有这么大的压力!

帕斯卡解释说,木桶之所以破裂,是因为细管内的水给木桶里的水以压强,而这个压强被水向木桶内壁的各个方向传递。所以将两个截面面积较为不同的容器连在一起,比如说一根细管连着一个木桶,在小的截面上施加一个很小的压力,在大的截面上就会产生很大的压力,原因就在于液体传递压强。

帕斯卡还发现,水压机是一个杠杆,力与力臂的积保持不变,在两个活塞组成的液压机中,活塞越大,液体的高度变化就越小,它所受的力就越大。

1648年帕斯卡发表了《关于液体平衡的重要实验报告》。他死后出版了《论液体平衡与气体物质的压力》。

同类推荐
  • 汉武大帝刘彻(世界伟人传记丛书)

    汉武大帝刘彻(世界伟人传记丛书)

    汉武帝刘彻(前156年-前87年)是汉代最重要的皇帝之一,景帝刘启第三子,母王美人,4岁时被封为胶东王。因受景帝姐姐刘嫖的喜爱,7岁立为皇太子。汉景帝后三年(前141年),16岁的刘彻登上皇帝位。第二年,首创年号为“建元”。从此,我国历史开始用年号纪年。
  • 风雪多瑙河

    风雪多瑙河

    他不是冒险家,却有着冒险家的无惧;他不是侠客,却有着侠客的肝胆;他不是慈善家,却有着慈善家的爱心。这就是欧洲著名侨领张曼新的真实写照。这部长篇传记,运用独具特色的艺术架构和表现手法,浓墨重彩而又生动地再现了九十年代初张曼新挈妇携子勇闯东欧以及他出国前后种种奇特的生活遭际和天方夜谭般的传奇。本书,将带给您一个充满独特情感世界的精神领域!
  • 蒋氏家族全传

    蒋氏家族全传

    蒋介石在中国近代历史上是一位毁誉兼有的人物。本书详细记述了蒋介石的生平、婚姻家庭和军政生涯,涉及身世秘密、辛亥革命、上海证券交易所工作、黄埔军校时期、北伐战争、四一二反革命政变、蒋宋联姻、统一中国、围剿红军、西安事变、抗日战争、国共决战、退守台湾、传位蒋经国等内容。本书客观地描述了蒋介石领导北伐统一中国以及领导抗战抵御外侮的历史功绩,同时指出,蒋介石的独裁统治、政府的腐化堕落、民心的丧失是其失去政权的重要原因。
  • 华罗庚 李四光(中外名人的青少年时代丛书)

    华罗庚 李四光(中外名人的青少年时代丛书)

    本书生动记述了两位科学家的家庭背景、童年生活、艰辛的求学历程、充实的大学生活、宽广的兴趣爱好,以及对其一生有重大影响的人和事,重点探究了他们取得成功的主客观因素,更多的描述了他们成功之前的历史,是值得一读的励志类读物。
  • 雍正传

    雍正传

    他并非康熙最宠爱的子嗣,也绝非众人最看好的阿哥,但就是他得到了所有人都垂涎欲滴的皇位。雍正的登基,究竟是圣意还是人为?本书将带给你最为新奇的答案。
热门推荐
  • 大秦盛衰四十年:破译大秦帝国密码

    大秦盛衰四十年:破译大秦帝国密码

    大秦帝国,一个神秘的王朝:它是中国有史以来第一个真正统一的建封王朝;它有着亘古未有的辽阔疆士;它奠定了延续十五个封建王朝或时代的统治基础;然而就在短短四十年间,大秦帝国经历了从崛起到灭亡的历史变迁,是什么原因促成了这一辉煌而又短命的王朝?它的主人、一代大帝秦始皇又为何给后世留下了种种难解的谜团……
  • 这是最好的我们

    这是最好的我们

    子在川上曰:“逝者如斯夫”,时光从岁月的那头到岁月的这头,串起我们所有的人。透过岁月的红尘,我们依稀看到前面似有无数龙钟老人正伴夕阳西下,也有无数初生幼儿正刚呱呱坠地——我们就这样被分割成了一代又一代的人。这就是我们“80后”和“90后”流行语中所说的“长江后浪推前浪,前浪撞死在沙滩上”。其中似有莫名其妙的豪迈,有令人费解的冷漠,也有一丝难以言状的淡定!
  • 相思谋:妃常难娶

    相思谋:妃常难娶

    某日某王府张灯结彩,婚礼进行时,突然不知从哪冒出来一个小孩,对着新郎道:“爹爹,今天您的大婚之喜,娘亲让我来还一样东西。”说完提着手中的玉佩在新郎面前晃悠。此话一出,一府宾客哗然,然当大家看清这小孩与新郎如一个模子刻出来的面容时,顿时石化。此时某屋顶,一个绝色女子不耐烦的声音响起:“儿子,事情办完了我们走,别在那磨矶,耽误时间。”新郎一看屋顶上的女子,当下怒火攻心,扔下新娘就往女子所在的方向扑去,吼道:“女人,你给本王站住。”一场爱与被爱的追逐正式开始、、、、、、、
  • 重生之晦明

    重生之晦明

    大明盛世,仁宣之治,兵民久不识干戈。土木堡一战,大明从此由盛转衰。大战前夕,一个叫唐骁的人悄悄来到这个时代,吹皱了一池春水。他的到来好像并没有使原有的历史轨迹,或许,也改变了一些。
  • 图腾后裔

    图腾后裔

    一个图腾代表一个氏族,而这个世界又有着千千万万个氏族。每个氏族的嫡系继承着图腾所蕴含的力量,有动物化形,有自然掌控,有信仰召唤,甚至还有许许多多未知的奇特能力。图腾后裔们默默的守护着这个世界,他们在暗处保护着人们。可是宁静终会被打破,他们不得不挺身而出守护亲人,保卫国家。
  • 至尊太上

    至尊太上

    玄武大陆,玄气至上。得力者,得天下。少年魏真,却意外与龙象之力产生排斥,让世人嘲笑。就在这个时候,至尊神力,与少年结合,从此,成就太上之神。
  • 相思谋:妃常难娶

    相思谋:妃常难娶

    某日某王府张灯结彩,婚礼进行时,突然不知从哪冒出来一个小孩,对着新郎道:“爹爹,今天您的大婚之喜,娘亲让我来还一样东西。”说完提着手中的玉佩在新郎面前晃悠。此话一出,一府宾客哗然,然当大家看清这小孩与新郎如一个模子刻出来的面容时,顿时石化。此时某屋顶,一个绝色女子不耐烦的声音响起:“儿子,事情办完了我们走,别在那磨矶,耽误时间。”新郎一看屋顶上的女子,当下怒火攻心,扔下新娘就往女子所在的方向扑去,吼道:“女人,你给本王站住。”一场爱与被爱的追逐正式开始、、、、、、、
  • 雷霆战机之能量之争

    雷霆战机之能量之争

    星盟和奥尔特星云的人类联盟之间战斗日渐激烈,战机的比拼,实际上是能源的对抗,只有掌握新型能源,才能够出奇制胜!
  • 某科学研究小组

    某科学研究小组

    美其名曰,这个组织研究的是一些科技的东西,然而其实在这个世界的阴暗面,科技已经不是制敌的手段,美国的超能力者,日本的忍者,以及欧洲的魔导师,而江河修炼的则是逐渐没落的华夏气功,在无穷敌人的阻碍下,看江河如何杀虎斩蛟,振兴中华!
  • 皇后霸气:皇上你好

    皇后霸气:皇上你好

    本简介修改后版本如下:音乐世家继承人却阴差阳错的进了元素世家?!这十一位师姐是闹哪样啊?!元素世家也就罢了,为什么还要穿越去古代啊!!!纳尼!自己不是人?滚!你才不是人!此娘亲非彼娘亲,到底怎么回事?一体二魂!也太逆天了吧,为什么好巧不巧被自己遇上了。“轩辕辰逸,你打哪来的回哪去!别缠着本小姐!”龙璃月不顾形象的大叫。“我是从你心里来的,我无论怎么回你都看的到我。”轩辕辰逸继续甜言蜜语。“那个……你们两个TMD顾及一下我们的感受会死啊!!!”