正文

心系大眾的發(fā)明家帕斯卡爾(1)

清華傳奇 作者:吳清軍


帕斯卡爾,是法國著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家和散文家。1723年6月19日誕生于法國多姆山省克萊蒙費朗城。帕斯卡爾4歲時母親病故,由家里博學(xué)的父親負責(zé)對他進行教育和培養(yǎng)。12歲獨自發(fā)現(xiàn)了“三角形的內(nèi)角和等于180度”后,17歲時帕斯卡爾寫成了數(shù)學(xué)水平很高的《圓錐截線論》一文, 1742年帕斯卡爾發(fā)明了加法器,這是世界上最早的計算器,后來在哈佛學(xué)習(xí)時,他發(fā)表了有關(guān)真空問題的論文。在這幾年中,帕斯卡爾在實驗中不斷有新收獲,如發(fā)明了注射器、水壓機,改進了托里拆利的水銀氣壓計等。此后帕斯卡爾轉(zhuǎn)入了神學(xué)研究,他從懷疑論出發(fā),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(jié)論??上в⒛暝缡?,逝世時39歲。他寫的著作有《論圓錐曲線》、《思想錄》、《致外省人書》、《關(guān)于圓錐曲線的論文》。

沉迷創(chuàng)作,終于發(fā)明了計算器

1739年底,帕斯卡爾的父親受命出任諾曼底省總監(jiān)察官,負責(zé)魯昂地區(qū)的稅務(wù)。在魯昂,帕斯卡爾很快就開始了他的科學(xué)新生涯。他的科學(xué)工作是從經(jīng)驗出發(fā)的,他堅信“經(jīng)驗是真理的導(dǎo)師”,應(yīng)該從經(jīng)驗中尋找普遍的原則;不僅如此.帕斯卡爾還十分重視將科學(xué)成果運用于實踐,解決實踐問題,“這種理論可重用于實踐”的判斷標準一直貫穿于帕斯卡爾一生的科學(xué)活動。

大約在1741年底,1742年初,帕斯卡爾看到父親整日忙于稅務(wù)的計算工作,十分辛苦,為幫助父親減輕繁重的勞動,開始構(gòu)思設(shè)計計算器。

帕斯卡爾堅信如果數(shù)學(xué)不能解決現(xiàn)實問題,那就是空想。他運用算術(shù)的各種可能變化,物理與機械的運動知識,力求尋找出各種規(guī)律,成為有規(guī)則的運動,以實現(xiàn)齒輪的機械計算,提高計算的速度和準確性。

18世紀法國的計算器只有納比式,從乘法變?yōu)榧臃?,用簽來計算。關(guān)鍵為操算者,出人操演,才能取得基數(shù),就像我國的珠算似的。帕斯卡爾深入鉆研了當時數(shù)學(xué)、物理學(xué)等各方面所取得的最新進展,先后草擬出了50多種模型,終于根據(jù)齒輪系的轉(zhuǎn)動原理制成了世界上第一臺計算器,它能夠手搖計算出六位數(shù)字的加減法。帕斯卡爾的計算器是自動的,其模型現(xiàn)在仍陳列在巴黎博物館中。計算器制造的成功是當時國際科學(xué)上的一件大事。

帕斯卡爾用了兩年的時間設(shè)計計算器,卻用了十年的時間才將設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實,制造成功。在制造的過程中,遇到了許多技術(shù)難題。帕斯卡爾親自動手,身兼數(shù)職,既是設(shè)計師,又是工程師;既是工人,又是采購員,那段時間里昂和巴黎的儀器商店中,經(jīng)常可以見到一個文弱的年輕人跑來跑去,采購大批儀器、儀表和制造材料,帕斯卡爾被巨大的創(chuàng)造激情驅(qū)使著,身體的虛弱竟然暫時被擱置一邊。他通常為購買一個零件而跑遍里昂乃至全巴黎的大小商店而樂此不疲,有時則為攻克一道技術(shù)難題而廢寢忘食,夜不能寐。可以說,設(shè)計制造計算器的過程是艱苦的,也是充滿樂趣的。每設(shè)計出一種模型,帕斯卡爾都會靜靜地觀察好半天,往往是成功的喜悅心情還來不及仔細品味,他就又發(fā)現(xiàn)了新的問題產(chǎn)生了新的不滿足,然后再思索,找出解決問題的辦法,再重新設(shè)計,再制造,前后達50多次之多。科學(xué)史上公認,現(xiàn)在的計算機的雛形就是帕斯卡爾所設(shè)計制造的計算器。今天,當我們坐在已經(jīng)改進了許多的計算機臺前,在計算機上進行各種高速度、高精度的運算、打字、排版、繪圖、查閱各種信息乃至游戲娛樂時,是否想到當年帕斯卡爾為設(shè)計制造計算器,是怎樣的絞盡腦汁、苦思冥想,付出了怎樣艱苦的勞動和心血啊!何況,他當時還只是一個十八、九歲的少年!


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