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(fèi)朗城。帕斯卡爾4歲時(shí)母親病故,由家里博學(xué)的父親負(fù)責(zé)對他進(jìn)行教育和培養(yǎng)。12歲獨(dú)自發(fā)現(xiàn)了“三角形的內(nèi)角和等于180度”后,17歲時(shí)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(jì)算器,后來在哈佛學(xué)習(xí)時(shí),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(shí)驗(yàn)中不斷有新收獲,如發(fā)明了注射器、水壓機(jī),改進(jìn)了托里拆利的水銀氣壓計(jì)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(rèn)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(shí)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(jì)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(fù)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(yàn)出發(fā)的,他堅(jiān)信“經(jīng)驗(yàn)是真理的導(dǎo)師”,應(yīng)該從經(jīng)驗(yàn)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(yùn)用于實(shí)踐,解決實(shí)踐問題,“這種理論可重用于實(shí)踐”的判斷標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(jì)計(jì)算器。

帕斯卡爾堅(jiān)信如果數(shù)學(xué)不能解決現(xiàn)實(shí)問題,那就是空想。他運(yùn)用算術(shù)的各種可能變化,物理與機(jī)械的運(yùn)動知識,力求尋找出各種規(guī)律,成為有規(guī)則的運(yùn)動,以實(shí)現(xiàn)齒輪的機(jī)械計(jì)算,提高計(jì)算的速度和準(zhǔn)確性。

18世紀(jì)法國的計(jì)算器只有納比式,從乘法變?yōu)榧臃ǎ煤瀬碛?jì)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(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)等各方面所取得的最新進(jìn)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(jì)算器,它能夠手搖計(jì)算出六位數(shù)字的加減法。帕斯卡爾的計(jì)算器是自動的,其模型現(xiàn)在仍陳列在巴黎博物館中。計(jì)算器制造的成功是當(dāng)時(shí)國際科學(xué)上的一件大事。

帕斯卡爾用了兩年的時(shí)間設(shè)計(jì)計(jì)算器,卻用了十年的時(shí)間才將設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),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(jì)師,又是工程師;既是工人,又是采購員,那段時(shí)間里昂和巴黎的儀器商店中,經(jīng)??梢砸姷揭粋€(gè)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(shí)被擱置一邊。他通常為購買一個(gè)零件而跑遍里昂乃至全巴黎的大小商店而樂此不疲,有時(shí)則為攻克一道技術(shù)難題而廢寢忘食,夜不能寐??梢哉f,設(shè)計(jì)制造計(jì)算器的過程是艱苦的,也是充滿樂趣的。每設(shè)計(jì)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(xì)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(jì),再制造,前后達(dá)50多次之多。科學(xué)史上公認(rèn),現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)的雛形就是帕斯卡爾所設(shè)計(jì)制造的計(jì)算器。今天,當(dāng)我們坐在已經(jīng)改進(jìn)了許多的計(jì)算機(jī)臺前,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種高速度、高精度的運(yùn)算、打字、排版、繪圖、查閱各種信息乃至游戲娛樂時(shí),是否想到當(dāng)年帕斯卡爾為設(shè)計(jì)制造計(jì)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(dāng)時(shí)還只是一個(gè)十八、九歲的少年!


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