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數學家帕斯卡小時候的故事
帕斯卡,法國數學家、物理學家,近代概率論的奠基者。以下是小編為大家精心整理的數學家帕斯卡小時候的故事,歡迎大家參考!
他提出一個關于液體壓力的定律,后人稱為帕斯卡定律。帕斯卡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,并且發現了“三角形的內角和等于180度”。1642年,設計制造了世界上第一架機械式計算裝置——使用齒輪進行加減運算的計算機。1646年,他制作了水銀氣壓計,反復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。他還提出了著名的帕斯卡三角形,闡明了代數中二項式展開的系數規律。
數學的魔力讓他變得神奇
帕斯卡生于法國奧弗涅的克萊蒙費朗,從小他就智力高人一等,聰明伶俐,12歲時就愛上數學,數學的魔力讓這個孩子幾乎廢寢忘食。
而帕斯卡的父親正好是一位受人尊敬的數學家,對數學頗有研究,他對帕斯卡的影響很大,以致帕斯卡從小對數學產生了濃厚的興趣,也有機會得到父親的教導。在父親精心地教育下,帕斯卡很小時就精通歐幾里得幾何。有一天,他來到父親的房間,不無得意地說:“我發現了新東西!”父親正在埋頭工作,看到兒子興致勃勃的模樣,立即轉過身,溫和地說:“是什么?”
那一天,父親怎么也沒有想到,年幼的兒子竟然自己獨立地發現出歐幾里得的前三十二條定理,而且順序也完全正確。這實在太出乎父親的意料了。同時,父親也非常高興,感到自己多年來的培育沒有白費,兒子一定會是一個有所作為的學者。
翩翩少年的處女作問世
1631年,帕斯卡隨家移居巴黎。巴黎,這個法國的外省人夢寐以求的大都市以它特有的繁華、喧囂、熱鬧和復雜接納了每一個外來的人,也以同樣的姿態和表情接納了帕斯卡一家。這個時候,帕斯卡只有8歲。
不久,帕斯卡就參加了在巴黎的數學家和物理學家小組活動。這個時候的帕斯卡,無論是年紀、資歷都是非常淺的,更談不上什么成就。但是,人人都知道他是個天才少年,是個攀登數學尖端的希望之星。
1639年,帕斯卡16歲了。小時候對數學、對科學的迷戀絲毫沒有隨著成長而減弱,這個翩翩少年變得更加聰慧睿智,也更加勤奮好學。帕斯卡常常挑燈夜讀,廢寢忘食。這一切都是因為他心中有一個新的、大的、了不起的計劃——寫一本關于幾何的著作。
16歲的帕斯卡,把美好年華的全部心血都傾注在了這本名叫《圓錐曲線之幾何》的著作上了。它是帕斯卡的處女作,也是他的一部著名的作品。
到1640年的時候,帕斯卡已經17歲了。這一年,他終于完成了《圓錐曲線之幾何》。這部著作為帕斯卡贏得了數學界的一致好評,與此同時,科學家笛卡兒也開始注意到了這個年輕人。嶄露頭角的新星終于開始熠熠發光了。
里程碑式的發明
1641年帕斯卡又隨家移居魯昂。巴黎的生活結束了,可是帕斯卡的學術研究卻剛剛起步。已經成年的帕斯卡有了非常明確的奮斗目標,而且,一個偶然的小發明就在一個不經意的時刻,悄然降臨了。
1642年到1644年間,帕斯卡幫助父親做稅務計算工作。這是一項細致入微的工作,帕斯卡非常適合。就在這兩年中,帕斯卡在繁瑣、復雜而又精確的一次次計算中,發明了一種加法器。這就是世界上最早的計算器,它試圖把人們從繁重的運算工作中解脫出來。
這個計算器看起來似乎簡陋了一些,無法和現在的高科技相媲美,可是這個發明卻是一個里程碑,讓科學的理念滲透到了生活之中。
帕斯卡發明的加法器現陳列于法國博物館中,無數參觀者都會情不自禁想起這位了不起的科學家的故事。
人物經歷
布萊士·帕斯卡帕斯卡生于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·帕斯卡是杰奎琳·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。母親死后,父親就辭去了法官職務。
1623年6月19日誕生于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。12歲獨自發現了“三角形的內角和等于180度”后,開始師從父親學習數學。1631年帕斯卡隨家移居巴黎。父親發現帕斯卡很有出息,在他16歲那年,滿心喜歡地帶他參加巴黎數學家和物理學家小組(法國巴黎科學院的前身)的學術活動,讓他開開眼界,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于綜合射影幾何的經典工作的結果。
1631年帕斯卡全家移居巴黎。艾基納自己教育帕斯卡并且常與巴黎一流的幾何學家如馬蘭·梅森、伽桑狄、德扎爾格和笛卡爾等人交談,小帕斯卡也在此時表現出在數學上很高的天賦。11歲時小帕斯卡寫了一篇關于振動與聲音的關系的文章,這使得艾基納擔心兒子會影響希臘和拉丁文的學習,于是禁止他在15歲前學習數學。一天,艾基納發現小帕斯卡(當時12歲)用一塊煤在墻上獨立證明三角形各角和等于兩個直角。從那時,帕斯卡被允許學習歐幾里得幾何。
布萊士·帕斯卡小帕斯卡對德扎爾格的著作特別感興趣。在德扎爾格思想的影響下,帕斯卡16歲寫成《論圓錐曲線》。這本書的大部分已經散失,但是一個重要結論被保留了下來,即“帕斯卡定理”。笛卡爾對此書大為贊賞,但是不敢相信這是出自一個16歲少年之手。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,現陳列于法國博物館中。他接受了宗教教義,但仍致力于科學實驗活動,到1653年之間,帕斯卡集中精力進行關于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年帕斯卡設想并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,并且有多項重大發明,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。此后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,從而得出信仰高于一切的結論。
1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由于他父親的一場病,使他同一種更加深奧的宗教信仰方式有所接觸,對他以后的生活影響很大。帕斯卡和數學家費馬通信,他們一起解決某一個上流社會的賭徒兼業余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么老是輸錢。在他們解決這個問題的過程中,奠定了近代概率論的基礎。他短暫的一生中作出了許多貢獻,以在數學及物理學中的貢獻最大。1646年他為了檢驗意大利物理學家伽利略和托里拆利的理論,制作了水銀氣壓計,在能俯視巴黎的克萊蒙費朗的山頂上反復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,并創造了水壓機。
他關于真空問題的研究和著作,更加提高了他的聲望。他從小就體質虛弱,又因過度勞累而使疾病纏身。然而正是他在病休的1651~1654年間,緊張地進行科學工作,寫成了關于液體平衡、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。在1655~1659年間還寫了許多宗教著作。晚年,有人建議他把關于旋輪線的研究結果發表出來,于是他又沉浸于科學興趣之中,但從1659年2月起,病情加重,使他不能正常工作,而安于虔誠的宗教生活。最后,在巨大的病痛中逝世。
1662年8月19日帕斯卡逝世,終年39歲。后人為紀念帕斯卡,用他的名字來命名壓強的單位“帕斯卡”,簡稱“帕”。
主要貢獻
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。并利用這一原理制成水壓機。他還制成注水器(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。國際單位制中壓強的單位帕[斯卡]即以其姓氏命名。
數學
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《關于圓錐曲線的論文》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,他發表過多篇關于算術級數及二項式系數的論文,發現了二項式展開式的系數規律,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,并得出了關于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。
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