布萊士·帕斯卡

法國數學家

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。

16歲時發現著名的帕斯卡六邊形定理,17歲時寫成《圓錐曲線論》(1640)。1642年他設計並製作了一台能自動進位的加減法計算裝置。1654年在無窮小分析上深入探討了不可分原理,得出求不同曲線所圍面積和重心的一般方法,並以積分學的原理解決了擺線問題,於1658年完成《論擺線》。他的論文手稿對萊布尼茨(Gottfried Leibniz)建立微積分學有很大啟發。寫成《算術三角形》於1665年發表二項式係數展開後人稱為“帕斯卡三角形”。他還製作了水銀氣壓計(1646),寫了液體平衡、空氣的重量和密度等方向的論文(1651-1654)。自1655年隱居修道院,寫下《思想錄》(1658)等經典著作。

1662年8月19日帕斯卡逝世,終年39歲。

人物生平


布萊士·帕斯卡畫像
布萊士·帕斯卡畫像
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里得幾何,他自己獨立地發現出歐幾里得的前32條定理,而且順序也完全正確。
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。
布萊士·帕斯卡郵票
布萊士·帕斯卡郵票
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。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。他根據托里拆利的理論,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,改進了托里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。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。
1646年他為了檢驗義大利物理學家伽利略和托里拆利的理論,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。實驗中他為了改進托里拆利的氣壓計,他在帕斯卡定律的基礎上發明了注射器,並創造了水壓機。
1651~1654年間,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,后一篇論文成為概率論的基礎。
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”。

主要成就


水壓機
水壓機
物理
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.托里拆利的大氣壓實驗,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。
數學
帕斯卡定理
帕斯卡定理
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“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。

個人作品


《圓錐曲線專論》(1639)
《關於真空的新實驗》(1647)
《算數三角形》(1653)
《致外省人書》(1656-57)
《幾何的精神》(1657或1658)
《寫在簽名的形式》(1661)
《思想錄》(未寫完就死亡)