巴斯卡<人是會思考的蘆葦>(1) 江銘輝 五夢網
圖1:巴斯卡(摘自維基百科,作者anonyme)
一、 前言
巴斯卡生於法國中部,從小就熱中於研究數學、植物學,十九歲時發明計算器,二十五歲時發現「巴斯卡原理。此外,巴斯卡以基督教徒的立場寫下的備忘錄,在其死後也被人們收錄下來,而成為有名的「沈思錄」,這本書對後世的哲學有很大的影響。
二、 巴斯卡的出身
西元1623年6月19日,巴斯卡(Pascal Blaise)生於法國中部克萊蒙特‧費郎(Clemont Ferrand)卒於巴黎,父親叫艾特內‧巴斯卡(Étienne Pascal)學法律在稅務局工作也是貴族,他熱衷科學和數學,母親安東尼內特‧貝根(Antoinette Begon)在他3歲時就死了,家有3孩子,除了他外,另有一個姊姊吉貝特(Gilberte)及妹妹賈克琳(Jacqueline)。
三、 遷往巴黎,開始研究數學
1631年,他8歲時,全家遷往巴黎。父親經常帶他去參加每週一次的默森學院 (即法國科學院前身)的例會,並且在家親自給巴斯卡授課。起初以拉丁文、希臘文為主。後來發現兒子有數理方面的天資和興趣,但他唯恐巴斯卡過早研習有損身體的健康,故將數學書籍藏起來,不讓巴斯卡讀到。而年少的巴斯卡好學不倦,經常糾纏父親,問幾何學是什麼,父親總是搪塞。於是巴斯卡就獨自鑽研,12歲時他在地上畫了很多三角形並坐著沉思,自行證明,得到了證明,如「三角形內角和等於兩直角」等定理。父親看他獨自沉思,問他時,他指著地面回答說:「你看無論哪一種三角形,把三內角加起來都等於180°,此外父親從他的筆記簿看到巴斯卡自創的數學名詞和證明,驚喜的父親再也不能阻攔他了,便將歐幾里得的《幾何原本》拿給他看。幾周後,巴斯卡就貫通全書。從此,巴斯卡就開始從事數學研究。
父親把他送到當時著名的〈莫尼克〉學會,在那裡他碰到大數學家費爾馬(Fermat),他與費爾馬借著通信討論許多數學問題,二人並且於1654年首先提出概率理論。
四、 巴斯卡三角形
1636年,巴斯卡才13歲,有一天他又玩起了他的數學遊戲,他在一張白紙上寫上數字(圖2),先是往右橫著寫10個“1”,接著又在右邊往下直寫10個“1”,然後在第二行往右寫下2、3、4、5、6、7、8、9。
接下來該寫什麼呢?巴斯卡不由得盯著他剛才隨意寫下的數字思考起來。
對了!2是上面的1和左邊的1相加,3是上面的1和左邊的2相加,已依此類推,4是上面的1和左邊的3相加,因此第二列可寫、2、3、4、5、6、7、8、9。第3列可寫1、3、6、10、15、21、28、36。
這樣一直寫下去便成一數字三角陣。
圖2:巴斯卡三角形(雛形)
巴斯卡望著這有趣的數字三角形,沉思。無意中將圖2右轉45°如圖3,則頂端是1,第二數字是1、1,第三行是1、2、1,第四行是1、3、3、1,……每一行都是對稱的。
圖3:巴斯卡將圖2右轉45°
這些數字好熟悉啊!他終於想起來,它們不是二項式(a﹢b)n展開後的各項系數嗎?巴斯卡發現這奇妙三角形後,以後人們將此三角形稱巴斯卡三角形。