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新发现的真理也岁时就帕斯卡

时间:2022-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:科学成就帕斯卡11岁时,就发现以刀击碟所发出的声音,在用手触碟后便会停止的现象。帕斯卡的数学成就,包括了对计算器率的重要贡献。[3]对此一图形的研究,前人已多有所为,其中包括伽利略。1648年,帕斯卡因病而委托他人做此实验。帕斯卡以培根与伽利略清晰生动的风格,痛击其反对者。帕斯卡要求亚氏门生整理其师之著作,以尝试将帕斯卡实验结果归因于自然对真空之排斥。
科学成就_自伽利略之后

科学成就

帕斯卡11岁时,就发现以刀击碟所发出的声音,在用手触碟后便会停止的现象。于是他便构思并进行了几种测试声音的实验,并把实验结果记录在一篇短文中。这种研究的步骤正是他以后从事更复杂的科学研究的特色。他一向尊重自己所描述的事实,这样的态度使他不断地坚持,试着在不同情况、条件下实验,以探求其原因。他总是致力于建构定义清楚、涵盖广泛且能验证的原理。

12岁那年,帕斯卡尚未正式学过几何学,但他竟能独立发现并展示欧几里得的32个命题。四年后他写成了《圆锥截论》(Essay on Conic Sections),其中,他对投影的崭新运用,后来形成著名的帕斯卡原理,开辟了数学研究的一个新支流。在帕斯卡这篇论文的结语里,他的宗教信仰已跃然纸上:“这事如果被认为有进一步考虑的价值,我们将竭尽神赐我们的力量把它进行下去。”[2]

帕斯卡的天才向着非常实用的方向发展。17岁时,父亲在省署供职,为减轻其统计工作之繁,帕斯卡设计了一个计算器,并动手制作;五年孜孜不倦,在测试了多达五十种的模型后,终告成功。这种实践倾向或许是使他在科学和神学上均不至于空想玄思的原因。

帕斯卡的数学成就,包括了对计算器率的重要贡献。他极巧妙地把科学逻辑的严密性和机率的不确定性(两者似乎是矛盾的)协调统一在或然数学中,这为牛顿的二项式定理(binomial theorem)和莱布尼茨的微积分计算打下了基础。

帕斯卡还完成了解旋轮线方程式(摆线方程式);旋轮线是指直线运动的轮周上一定点的轨迹。[3]对此一图形的研究,前人已多有所为,其中包括伽利略。帕斯卡一度曾因宗教要事中断了数学研究,直至1658年才重新开始,带着旋轮线的研究成果参加某竞赛。他以书信体出版其结论,促进了莱布尼茨的微积分研究。科学史学者柯伊雷(Alexandre Koyré)有言曰:“帕斯卡在字里行间所展现的敏锐、精巧和素养,是十分炫目耀眼的。”[4]

作为一位实验物理学家,帕斯卡对真空的研究众人皆知。亚里士多德有一条公设,认为自然界任何地方,真空的情况是不可能存在的。中世纪自不必说,就是17世纪的科学家也多信服此说。适有伽利略的学生托里赛利(Torricelli)以试管盛水银的实验,再次展开了关于真空存在的可能性的问题。帕斯卡闻讯,立即以各种尺寸的试管及虹吸管盛不同液体,调至不同高度,做了一系列的实验。1648年,帕斯卡因病而委托他人做此实验。结果显示,管内液体因外界大气压而液面升高。他的任何结论均要在精确设计的实验程序、准确的计算、仔细组织过的数据这些基础上进行研究;然后还要提出逻辑上的论证,为进一步实验和应用提出建议。

帕斯卡以培根与伽利略清晰生动的风格,痛击其反对者。帕斯卡要求亚氏门生整理其师之著作,以尝试将帕斯卡实验结果归因于自然对真空之排斥。“如果他们办不到,就让他们学习一件事,即在物理的世界中,实验方是足以跟随的老师……无论以前的事物曾有什么样的影响,真理永远至上,即使新发现的真理也不例外。”[5]帕斯卡虽然一直未能完成《论真空》(Treatise on the Vacuum)一书,但序言已然清楚显明,他是如何看重实验知识。他也十分关注他的发现如何应用于实践,例如用之于制造气压计及预报天气等。他还有一个建造水压机的设想,只可惜未得到机会实现。

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