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布莱士·帕斯卡

(1623年—1662年)

布莱士·帕斯卡(Blaise Pascal )公元1623年6月19日出生于多姆山省奥弗涅地区的克莱蒙费朗帕斯卡三角,法国数学家、物理学家、哲学家、散文家。

帕斯卡16岁时发现著名的帕斯卡六边形定理:内接于一个二次曲线的六边形的三双对边的交点共线。17岁时写成《圆锥曲线论》,是研究德札尔格射影几何工作心得的论文,包括上述定理。1642年他设计并制作了一台能自动进位的加减法计算装置,被称为是世界上第一台数字计算器。1654年他开始研究几个方面的数学问题,于1658年完成《论摆线》。在研究二项式系数性质时,写成《算术三角形》向巴黎科学院提交,后收入他的全集,并于1665年发表。其中给出的二项式系数展开后人称为“帕斯卡三角形”。他还制作了水银气压计,写了液体平衡、空气的重量和密度等方向的论文。自1655年隐居修道院,写下《思想录》等经典著作。1662年8月19日帕斯卡病逝,终年39岁。

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人物生平

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少年时期

1623年6月19日帕斯卡诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城。帕斯卡没有受过正规的学校教育。他四岁时母亲病故,由受过高等教育、担任政府官员的父亲艾基纳和两个姐姐负责对他进行教育和培养。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。1631年帕斯卡随家移居巴黎。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会影响希腊和拉丁文的学习,于是禁止他在15岁前学习数学。一天,艾基纳发现12岁的小帕斯卡用一块煤在墙上独立证明三角形各角和等于两个直角。从那时,帕斯卡被允许学习欧几里得几何。

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帕斯卡

青年时期

父亲发现帕斯卡很有出息,在他16岁那年,满心喜欢地带他参加巴黎数学家和物理学家小组(法国巴黎科学院的前身)的学术活动,让他开开眼界,17岁时帕斯卡写成了数学水平很高的《圆锥截线论》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。这本书的大部分已经散失,但是一个重要结论被保留了下来,即“帕斯卡定理”。笛卡尔对此书大为赞赏,但是不敢相信这是出自一个17岁少年之手。1641年帕斯卡又随家移居鲁昂。1642年到1644年间帮助父亲做税务计算工作时,帕斯卡发明了加法器,这是世界上最早的计算器,现陈列于法国博物馆中。

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1647年重返巴黎居住。他根据托里拆利的理论,进行了大量的实验,1647年的实验曾轰动整个巴黎,他自己说:他的实验根本指导思想是,反对“自然厌恶真空”的传统观念。

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1648年,他发表了有关真空问题的论文。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。在这几年中,帕斯卡在实验中不断取得新发现,并且有多项重大发明,如发明了注射器、水压机,改进了托里拆利的水银气压计等。

晚年时期

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。1651年帕斯卡开始总结他的实验成果,到1654年写成了《液体平衡及空气重量的论文集》。此后帕斯卡转入了神学研究,1655年他进入神学中心披特垒阿尔。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。后来由于他父亲的一场病,使他同一种更加深奥的宗教信仰方式有所接触,对他以后的生活影响很大。

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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。他短暂的一生中作出了许多贡献,以在数学及物理学中的贡献最大。

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帕斯卡从小就体质虚弱,又因过度劳累而使疾病缠身。晚年,有人建议他把关于旋轮线的研究结果发表出来,于是他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。1662年8月19日帕斯卡在巨大的病痛中逝世,终年39岁。后人为纪念帕斯卡,用他的名字来命名压强的单位“帕斯卡”,简称“帕”。

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帕斯卡纪念邮票

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个人贡献

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物理

帕斯卡在1653年提出流体能传递压力的定律,即所谓帕斯卡定律。并利用这一原理制成水压机。他还制成注水器(syringe),继承伽利略和E.托里拆利的大气压实验,发现大气压随高度变化。国际单位制中压力的单位[帕斯卡]即以其姓氏命名。

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数学

帕斯卡的数学造诣很深。除对概率论等方面有卓越贡献外帕斯卡三角,最突出的是著名的帕斯卡定理,是他在《关于圆锥曲线的论文》中提出的。帕斯卡定理是射影几何的一个重要定理,即帕斯卡定理“圆锥曲线内接六边形其三对边的交点共线”。在代数研究中,他发表过多篇关于算术级数及二项式系数的论文,发现了二项式展开式的系数规律,即著名的“帕斯卡三角形”。(在我国称 “杨辉三角形”),他与费马共同建立了概率论和组合论的基础,并得出了关于概率论问题的一系列解法。他研究了摆线问题,得出了不同曲线面积和重心的一般求法。他计算了三角函数和正切的积分,最早引入了椭圆积分。

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