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帕斯卡 [编辑] [删除]
2016-12-14 10:42:53 | 分类: 教学补充

  帕斯卡1623年6月19日生于法国奥弗涅地区多姆山省的克莱蒙费朗城,从小体质虚弱。他的父亲艾基纳(1588年—1651年)出身于小贵族家庭,担任过地方法官职务,同时也是一位数学家和拉丁语学者。帕斯卡有两个姐姐,杰奎琳和洁柏特;还有一个没有活过童年的妹妹。帕斯卡三岁时,母亲病故,此后父亲就辞去了法官职务。帕斯卡没有受过正规的学校教育,童年时主要由受过高等教育、担任政府官员的父亲和两个姐姐负责对他进行教育和培养。

  1631年帕斯卡全家移居巴黎。艾基纳继续自己教育帕斯卡同时常与巴黎一流的几何学家如马兰·梅森、伽桑狄、德扎尔格和笛卡尔等人进行交流。小帕斯卡也在此时表现出在数学上很高的天赋。11岁时,小帕斯卡写了一篇关于振动与声音的关系的文章,这使得艾基纳担心儿子学习希腊文和拉丁文的专注度会受到影响,于是禁止他在15岁前学习数学。但不久之后,艾基纳又发现12岁的小帕斯卡用一块煤正在墙上独立证明三角形各角和等于两个直角,这次,他决定允许帕斯卡开始学习欧几里得几何。

  帕斯卡对德扎尔格(Girard Desargues)的著作特别感兴趣。根据自己研究德札尔格射影几何的心得,他在17岁时(1640)写成《论圆锥曲线》一文。这部论文的大部分已经散失,但是一个重要结论被保留了下来,即帕斯卡六边形定理——内接于一个二次曲线的六边形的三双对边的交点共线。笛卡尔对此文大为赞赏,但是不敢相信这是出自一个16岁少年之手。

  1641年帕斯卡又随家移居鲁昂。1642年到1644年间,在帮助父亲做税务计算工作时,帕斯卡设计并制作了一台能自动进位的加减法计算装置。该装置被认为是世界上第一台数字计算器,现陈列于法国博物馆中,它为后世的计算机设计提供了重要的参考依据。

  1647年,帕斯卡重返巴黎居住。为了检验意大利物理学家伽利略和托里拆利的理论,他改进了水银气压计,并反复地进行了关于大气压的实验,成为了流体动力学和流体静力学的探路者。他于1648年发表了有关真空问题的论文,震动了当时巴黎的学界。

  也在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,大气压强增大的规律。 1649年到1651年,帕斯卡同他的合作者皮埃尔(Perier)详细测量同一地点的大气压变化情况,成为利用气压计进行天气预报的先驱。

  帕斯卡从小就体质虚弱,科研工作的过度劳累更加拖累了他的健康状况。1651~1654年间,帕斯卡本应在病休之中,但他却利用这些时间总结起了自己的实验成果。在1653年,他发表了流体能传递压力的定律,即所谓帕斯卡定律,他的一些重大实用性发明例如水压机和注射器正是利用这一原理制成的。到1654年,他完成了《液体平衡及空气重量的论文集》的编写(1663年正式出版)。

  从1654年开始,帕斯卡研究了几个方面的数学问题,在无穷小分析上深入探讨了不可分原理,得出求不同曲线所围面积和重心的一般方法,并以积分学的原理解决了摆线问题,后于1658年完成了《论摆线》。他的论文手稿为莱布尼茨(Gottfried Leibniz)建立微积分学带来了很大启发。

  在研究二项式系数性质时,他写成了《算术三角形》,并提交给了巴黎科学院。文中给出了二项式的系数展开,后人称之为“帕斯卡三角形”(约在公元1100年中国的贾宪也记述过同样的发现)。该文后收入他的全集,并于1665年发表。

  而在与费马(Pierre Fermat)的通信中,他们讨论了一位上流社会的赌徒兼业余哲学家送来的一个问题:赌掷三个骰子出现某种组合时为什么老是输钱?这些讨论,对早期概率论的发展颇有影响。

  1655年前后,帕斯卡的研究重心转向了神学方面,他进入神学中心披特垒阿尔,在1655~1659年间写了许多宗教著作。他从怀疑论出发,认为感性和理性知识都不可靠,从而得出信仰高于一切的结论。

  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,病情的加重使他不能正常进行科研工作,只能在虔诚的宗教生活为身心寻找安宁。

  1662年8月19日帕斯卡在病痛中逝世,终年39岁。帕斯卡在短暂的一生中作出了许多重要贡献,以在数学及物理学中的贡献最大,后世为了纪念他,便以他的名字来命名压强的单位“帕斯卡”,简称“帕”。

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