正文

心系大眾的發(fā)明家帕斯卡爾(2)

清華傳奇 作者:吳清軍


1742年,帕斯卡爾設(shè)計(jì)出加法器,齒輪系統(tǒng)能自動進(jìn)位,做百位運(yùn)算。他又試用各種材料,繼續(xù)改進(jìn),力求制作出運(yùn)算靈敏度更高的模型。第三個模型制出后,引起了帕斯卡爾父親的上司,財(cái)政司法大臣塞吉伊的注意,鼓勵他投入生產(chǎn)。

1745年,帕斯卡爾把一架手搖加法器呈獻(xiàn)給塞吉伊,并附上《吉布?帕斯卡爾先生發(fā)明新計(jì)算機(jī)呈上給財(cái)政大臣,及使用者書》的小冊子,在書中,帕斯卡爾詳細(xì)介紹了計(jì)算器的設(shè)計(jì)、制造原理和使用說明。同年,他還另送一架加法器給贊助人羅貝伐爾,希望他能在社會人士中展覽推廣,引起眾人注意,以利于計(jì)算器的出售,推動計(jì)算器的應(yīng)用、生產(chǎn)和普及。1752年,計(jì)算器最后定型,他致信女王,呈獻(xiàn)一架計(jì)算器,以感謝女王對科學(xué)工作的支持與愛護(hù)。

雖然到1752年,帕斯卡爾已設(shè)計(jì)制造出了50多架計(jì)算器,但在當(dāng)時終因造價高昂,每月即使能頂替十人的工作,對購買者來說仍說不上劃算,因而,無論在里昂還是巴黎,都沒有賣出。當(dāng)時的技術(shù)革新還處于起步階段,大多數(shù)人還不能深刻理解帕斯卡爾這項(xiàng)發(fā)明的價值??萍际飞辖?jīng)常會有這樣的情形,一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)或發(fā)明,在最初往往不被人理解或重視,在世俗的眼光看來,甚至?xí)恰隘傋印敝e,吃飽了沒事可干。不管怎么說,帕斯卡爾設(shè)計(jì)制造的計(jì)算器最終由歷史證明,它在世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和發(fā)明史上是一個了不起的奇跡。

數(shù)論先驅(qū),從賭博中找靈感

數(shù)論,又稱“整數(shù)論”,是研究數(shù)的性質(zhì),特別是整數(shù)性質(zhì)的一門學(xué)科。它的主要分支有:初等數(shù)論、代數(shù)數(shù)論、數(shù)的幾何、解析數(shù)論等。數(shù)論是古老的數(shù)學(xué)分支之一。對于數(shù)論的研究,我國有悠久的歷史。在《周髀算經(jīng)》中就記載了“勾股定理”,在《孫子算經(jīng)》中記載了“孫子定理”,比歐洲人發(fā)現(xiàn)這些定理早得多,但當(dāng)時由于東西方交流極少,因而這些發(fā)現(xiàn)并未被西方人所認(rèn)識。在西方,古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派也研究了許多數(shù)論方面的課題。公元3世紀(jì)希臘數(shù)學(xué)家在不定方程式方面做出過貢獻(xiàn)。18世紀(jì),歐洲對于數(shù)論的研究開始蓬勃發(fā)展起來。

1754年,在哈佛求學(xué)的帕斯卡爾,在畢業(yè)時寫就了《數(shù)學(xué)冪大全》的論文,得到了老師們的一致贊賞,在文中,他提出了著名的“帕斯卡爾三角形”。說來有趣,“帕斯卡爾三角形”的提出純粹是為了解決一個現(xiàn)實(shí)的問題。18世紀(jì)的法國,上層社會舉行的各種沙龍性聚會中,賭博十分流行。帕斯卡爾的一位熱衷于賭博的朋友—當(dāng)然對數(shù)學(xué)一竅不通,請求帕斯卡爾設(shè)計(jì)一種分配賭注的方案,以便在賭局未定輸贏前就中斷時,賭徒們能夠公平分配賭注。這是一個老生常談的問題,以前也曾有人提出過解答方案,但是帕斯卡爾的成就在于他的答案比別人的簡明出色,最重要的是從一個特殊問題的答案中歸納出了一大批范圍廣泛的結(jié)論。為了求得問題的圓滿,快速解決,帕斯卡爾還把這問題轉(zhuǎn)給當(dāng)時另一位著名數(shù)學(xué)家費(fèi)瑪。費(fèi)瑪也得出了正確的答案。不過所用的方法,比帕斯卡爾的復(fù)雜得多。

帕斯卡爾從一個簡單的例子著手。兩名賭徒同意擲骰子直到其中一人贏了3次。每人以32支手槍為賭注,這是一個可觀的數(shù)目;其中—人擲贏兩回,他的對家贏一回,在第4輪時,前—個如果仍舊擲贏,那么就贏得了所有的賭注(64支手槍)。如果是他的對家擲贏了,而在這種情況下,假若此時中止賭博,各人可抽回各自的原來賭注32支手槍,這樣就形成了平局。如果他們都同意不再擲第4輪,第一位賭徒可以名正言順地聲稱,即使第4輪他輸了,他的32支手槍的賭注仍屬于他,并且由于贏與輸?shù)母怕适蔷鹊模O碌?2支手槍應(yīng)該一半對一半地平分,每人各得16支,其結(jié)果是一人持48支手槍,另一人持16支手槍。這個論證貫穿于整個賭博的過程,無論幾個人在一起賭都可適用,也無論是玩擲銀子或是采用其他形式的賭法,都可套用。帕斯卡爾通過追敘最初的例子,提出了在任何情況下,無論賭博在哪一回合中斷均可公平分配賭注的方法。


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