王老师讲物理学史： “一根有思想的芦苇”——帕斯卡

帕斯卡

帕斯卡（Blaise Pascal，1623—1662），法国数学家、物理学家、哲学家，近代概率论的奠基者。他提出一个关于液体压力的定律，后人称为帕斯卡定律。

帕斯卡生于法国奥弗涅的克莱蒙费朗，从小就智力高人一等。他父亲是一位受人尊敬的数学家，在其精心地教育下，帕斯卡很小时就精通欧几里得几何，他自己独立地得出欧几里得的前32条定理，而且顺序也完全正确。12岁独自发现了“三角形的内角和等于180度”后，开始师从父亲学习数学。16岁就参加巴黎数学家和物理学家小组（法国科学院的前身），17岁时写成数学水平很高的《论圆锥曲线》一文，这是他研究德扎尔格关于综合射影几何的经典工作的结果。笛卡儿坚决不相信16岁的孩子能够写出来这样的书，帕斯卡反过来也不承认笛卡儿的解析几何的价值。

帕斯卡和托里拆利一样只活了短短的39年，他在短暂的一生中做出了许多贡献，以在数学及物理学中的贡献最大。

1642年，刚满19岁的他，设计制造了世界上第一架机械式计算装置——使用齿轮进行加减运算的计算机，原只是想帮助他父亲计算税收用，这是他为了减轻父亲计算中的负担，动脑筋想出来的，却因此而闻名于当时，它成为后来的计算机的雏型。在加法机研制成功之后，帕斯卡认为：人的某些思维过程与机械过程没有差别，因此可以设想用机械模拟人的思维活动。

帕斯卡和数学家费马通信，他们一起解决某一个上流社会的赌徒兼业余哲学家送来的一个问题，他弄不清楚他赌掷三个骰子出现某种组合时为什么老是输钱。在他们解决这个问题的过程中，奠定了近代概率论的基础。

1646年他为了检验意大利物理学家伽利略和托里拆利的理论，制作了水银气压计，在能俯视巴黎的克莱蒙费朗的山顶上反复进行了大气压的实验，为流体动力学和流体静力学的研究铺平了道路。实验中他为了改进托里拆利的气压计，他在帕斯卡定律的基础上发明了注射器，并创造了水压机。他关于真空问题的研究和著作，更加提高了他的声望。他从小就体质虚弱，又因过度劳累而使疾病缠身。然而正是在病休的1651—1654年间，他紧张地进行科学工作，写了关于液体平衡、空气的重量和密度及算术三角形等多篇论文，后一篇论文成为概率论的基础。在1655—1659年间还写了许多宗教著作。后来，有人建议他把关于旋轮线的研究结果发表出来，于是他又沉浸于科学兴趣之中，但从1659年2月起，病情加重，使他不能正常工作，而安于虔诚的宗教生活。最后，在巨大的病痛中逝世。与托里拆利一样，又是一个英年早逝的天才。

帕斯卡定律是指封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化，将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁。帕斯卡首先阐述了此定律。压强等于作用力除以作用面积。根据帕斯卡原理，在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强，必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍，那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍，而两个活塞上的压强仍然相等。水压机就是帕斯卡原理的实例。它具有多种用途，如液压制动等。帕斯卡还发现：静止流体中任一点的压强各向相等，即该点在通过它的所有平面上的压强都相等。这一事实也称作帕斯卡原理（定律）。

帕斯卡在数学方面的贡献也很杰出。1639年，他在一篇出色的数学论文《论圆锥曲线》中提出了一条定理，后人把它叫做帕斯卡定理。他还提出了有名的帕斯卡三角形，阐明了代数中二项式展开的系数规律。数学家德扎尔格非常欣赏帕斯卡的才华，把这个曲线命名为“帕斯卡神秘六线形”，并亲自担任了帕斯卡的教师。

在他撰写的哲学名著《思想录》里，帕斯卡留给世人一句名言：“人只不过是一根芦苇，是自然界最脆弱的东西，但他是一根有思想的芦苇。”

科学界铭记着帕斯卡的功绩，国际单位制规定“压强”单位为“帕斯卡”，是因为他率先提出了描述液体压强性质的“帕斯卡定律”。计算机领域更不会忘记帕斯卡的贡献，1971年面世的PASCAL语言，也是为了纪念这位先驱，使帕斯卡的英名长留在电脑时代里。