帕斯卡尔<人是会思考的芦苇>(2) 江铭辉 五梦网
五、圆锥曲线理论
1639年,还不到十六岁的帕斯卡尔发现了射影几何学的一个基本原理:「圆锥曲线里的内接六边形对边的交点是共线」。在他十七岁时利用这个定理写出了有四百多个定理的关于圆锥曲线的论文。解析几何的发明造人笛卡儿(Descarte)读到这篇论文时不相信这是一个少年所写的东西。
帕斯卡尔定理是射影几何的一个基本定理。
例如,在二阶曲线上取了六个点,并依次标注l、2、3、4、5、6,那么三组对边12和45、23和56,34和61的交点K,L;M就共直线x,即帕斯卡尔直线(图4)。
对于二阶曲线上的6个点,若按不同的顺·连结可以作出60种不同的六边形·因此,若巳知二阶曲线上的6个点,便相应地有60条不同的帕斯卡尔直线。
图4:
六、帕斯卡尔机
1642年,刚满19岁的帕斯卡尔,对当税务官的父亲每天需进行庞大的数字计算感到厌烦。他觉得有责任帮助父亲改变这种状况,决心创造出一架计算器来。帕斯卡尔采用了当时广泛应用于各种机器上的齿轮传动结构(图5),用一个个的齿轮表示敷字,顶上共装有八个轮子,自左到右排成一行,相当于处在个位、十位、百位等位置上。每个轮子都可以记录0~9十个数目字,低位的齿轮每转10圈,高位的齿轮就转1圈,实现进位。这样,帕斯卡尔的这架计算器就可以计算到八位数字。虽然这架计算器使用时常会出现故障,显得不那么令人满意,但是它毕竟造了出来,并深远地影响了
后来的发展。
1649年,帕斯卡尔为自己的计算器取得了专利权。他的这架机器深深地吸引了人们,许多人怀着极大的兴趣跑到展览机器的卢森堡宫去看它。而更有意思的还是帕斯卡尔自己,他从这架计算器中得出了一个超时代的结论:机器可能代替思维。要知道这是二十世纪五十年代计算机产生后人们才大胆说出的话呵!
图5:帕斯卡尔计算器
七、帕斯卡尔原理
扥里裘利的水银柱实验报告传到法国来。1644年,帕斯卡尔知道了这件事后,马上订造了玻璃管子,与父亲的友人普提协力合做了托里裘利的实验。从这个实验,他承认真空确实存在。祇是为了该人们相信,他必继续做实验。
一般都认为水银柱上面空出来的部份有看不见的气体。帕斯卡尔准备两支玻璃管子,一支装水,另一支装红葡萄酒。分开做实验。观众和公证人都认为有挥发性的葡萄酒会挥发更多的气体,所以葡萄酒一定会比水在上
面空出更大的空间,实验的结果刚好相反,水所空出来
的空间反而比葡萄酒大。根据这个实验,帕斯卡尔在1647年出版了叫做「有关真空的新实验」的小册子,主张造出了真空。
同一年的秋天,他与笛卡儿讨论这个问题之后,确信水银柱是由大气压支挡着。为了证实,须要到高处去看水银柱子的高度是否会变化。他把这件事托他的姊夫斐利埃前往克列尔蒙市附近,标高大约一千公尺的山上去实验。斐利埃确认了在山上和山下,水银柱子的高度相差八‧五公分。帕斯卡尔本身也量出在五十公尺高的塔上和地上,水银柱子相差0.四五公分。这样,大气压的存在终于成为不可置疑的事实。今日压力的单位Pa(Pascal)就是从他的名字来的。帕斯卡尔再继续研究。
由于实验和推论,终于发现「帕斯卡尔的原理」。在流体内,加于某部份的压力会传达到容器内的每一部份。
帕斯卡原理(Pascal's principle),又叫帕斯卡尔定律,它指密闭容器中静止流体的某一部分发生的压力变化,会毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁。