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液体压强帕斯卡定律讲解

时间:2023-01-28 百科知识 版权反馈
【摘要】:热身进行时“葱皮薄,暖冬到;葱皮厚而硬,严冬则一定。”夏季空气和土壤的平均温度不同,会对洋葱的生长产生影响。夏季空气和土壤的温度与即将到来的冬天的气候情况是有联系的。科学研究已证实其他一些植物也能够提供预测天气的线索。科学研究证明大部分传说并不准确。年仅26岁便担任了乌普萨拉科学协会会长,并在大学任教。这是摄尔修斯对热学不可磨灭的贡献。摄氏温标的单位是“摄氏度”,用℃表示。
热身进行时_探索天气中的科学

热身进行时

“葱皮薄,暖冬到;葱皮厚而硬,严冬则一定。”这句古老的园丁押韵谚语中蕴含着一些真理。夏季空气和土壤的平均温度不同,会对洋葱的生长产生影响。夏季空气和土壤的温度与即将到来的冬天的气候情况是有联系的。科学研究已证实其他一些植物也能够提供预测天气的线索。

全世界有7000多家气象观测站。除此之外,在运输船和飞机上还有成千上万的人定期收集天气方面的数据。

在许多传说中,动物能够预测天气情况。科学研究证明大部分传说并不准确。例如:有人说如果即将到来的冬天会特别冷的话,一些动物就会长出超厚的毛。这种说法并不正确。黑尾鹿就是一种由于不能在需要时长出超厚的毛而常常被冻死的动物。

如果这一知识落入了无能的人的手中,会怎样?从长远角度出发,控制天气是有利还是有弊?在树上的知了(可以在茂密的、灌木和2米或更高的树上找到;它在每天的傍晚鸣叫)在8秒钟内鸣叫的次数。它鸣叫的次数加上4,就得到了以摄氏度为单位的气温度数。几乎每次所得到的结果与真实值间的差异在1摄氏度之内。随着空气温度的升高,知了鸣叫的频率也会加快。

“千帕”(Kilopascal)和“摄氏度”(Degrees Celsius)两个单位是以从事气象研究的两位欧洲科学先驱的姓氏命名的。他们是瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯(Anders Celsius)和法国科学家、哲学家布雷斯·帕斯卡(Blaise Pascal)。

如果科学家学会了控制天气,世界会变成什么样子?这意味着什么?人类控制天气会影响自然的平衡吗?我们该怎样决定下雨或晴天的时间和地点呢?控制天气是否有任何军事或政治意义?

名人堂

安德斯·摄尔修斯(Anders Celsius)

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安德斯·摄尔修斯

安德斯·摄尔修斯,瑞典物理学家、天文学家,瑞典科学院院士。1701年11月27日生于乌普萨拉。他曾在乌普萨拉大学学习,受父亲影响,从事天文学、数学、地球物理和实验物理学研究。年仅26岁便担任了乌普萨拉科学协会会长,并在大学任教。1730—1744年任乌普萨拉大学教授,1740年兼任乌普萨拉天文台台长。

摄尔修斯在1733年于纽伦堡发表了他自己及其他人于1716年—1732年间一系列为数316宗的极光观测。在巴黎他主张测量拉普兰子午线一弧的长度,并于1736年参与了法国科学院以此为目的筹备的考察。

自1732年至1736年期间,他离开瑞典到国外访问,先后到柏林、纽伦堡、意大利和巴黎等地,广泛地参观访问了天文台和著名科学家。1733年他把在北极观察的北极光的情况收集成册,在纽伦堡出版了叫《北极光观测资料汇编》一书。他在意大利、巴黎访问期间,正赶上一场关于地球形状的大论战:巴黎一方认为地球是一个纵长的白兰瓜型,而伦敦一方则认为地球是两极扁平的横长型。为了确定地球的形状,考证牛顿关于地球赤道附近半径大而两极扁平的理论,法国巴黎科学院于1735年和1736年先后派出两支科技队伍,到赤道和北极圈内进行大规模的地球纬度测量工作。摄尔修斯1735年去伦敦搞到了测量所需要的仪器,1736年便随队出发到北极圈进行实测,1737年顺利完成任务回国。这次论战和实地测量的结果,说明地球纬度1度的长度越接近北极越长,证实了牛顿力学理论的正确性,使牛顿力学在法国得到了广泛的传播。这里边也有摄尔修斯的一份功劳。

安德斯·摄尔修斯在总结前人经验的基础上,于1741年创办了乌普萨拉天文观测站,并于1742年在一篇给瑞典皇家科学院的论文中提出了摄氏温标。1742年创立了摄氏温标,原本他的温度计是以水的沸点为0度,而冰点则为100度。后来,这个温标于1745年由卡尔·林耐将其颠倒,并一直沿用至今。这是摄尔修斯对热学不可磨灭的贡献。同年,摄尔修斯发表了论文《温度计中两个不动刻度的观察》他把水银温度计插入正在熔解的雪中,定为冰点作为一个标准温度点;然后又把温度计插入沸腾的水中,定为沸点作为另一个标准温度点(这其中实际上暗含了正常大气压这个条件)。并把冰点和沸点之间等分100度,所以摄氏温标又叫百分温标。为了避免测量低温时出现负值,他把水的沸点定为零度,而冰点定为100度。到1750年根据他的同事M。施勒默尔的建议,把这种标度倒转过来,以冰点为零度,沸点为100度。开始人们称它为“瑞典温度计”,大约在1800年人们才称它为摄氏温度计。1948年在巴黎召开的第九届国际计量大会根据“名从主人”的惯例,把百分温标正式命名为“摄氏温标”,以纪念摄尔修斯。摄氏温标的单位是“摄氏度”,用℃表示。摄氏温度现在仍然是世界通用的温度数值表示方法。摄尔修斯对温度计的制作和改进,对促进热学的研究和发展做出了贡献。

摄尔修斯还研究了沸点和气压的关系,证明了气压不变,液体的沸点也不变化。他还研究了不同液体混合后体积减小的现象。例如他把40单位体积的水和10单位体积的硫酸混合,结果只有48单位体积。

安德斯·摄尔修斯是科学领域中使用及发表仔细的实验以求定义出国际温标的第一人。在他以瑞典语发表的论文《温度计上两个持续度数的观测》中,他报告了检查水的冰点是否跟纬度(或大气压力)无关的实验。他确定了水的沸点跟大气压力的关系(跟现代数据非常吻合)。他还给出一条若气压跟某标准气压不同时量度沸点用的定律。

名人堂

布雷斯·帕斯卡(Blaise Pascal)

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布雷斯·帕斯卡

布雷斯·帕斯卡,法国数学家、物理学家、思想家。帕斯卡生于法国多姆山省奥弗涅地区的克莱蒙,从小体质虚弱,三岁丧母。父亲艾基纳(1588年—1651年)是一个小贵族,担任地方法官的职务,是一位数学家和拉丁语学者。布莱士·帕斯卡是杰奎琳·帕斯卡和另外两个姐妹(只有其中之一,洁柏特活过童年)的兄弟。母亲死后,父亲就辞去了法官职务。

1623年6月19日诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城。帕斯卡没有受过正规的学校教育。他4岁时母亲病故,由受过高等教育、担任政府官员的父亲和两个姐姐负责对他进行教育和培养。他父亲是一位受人尊敬的数学家,在其精心地教育下,帕斯卡很小时就精通欧几里得几何,他自己独立地发现出欧几里得的前32条定理,而且顺序也完全正确。

11岁的帕斯卡在厨房外边玩,听到厨师把盘子弄得丁丁当当地响。这声音引起了帕斯卡的注意。他想,要是敲打发出声音的话,为何刀一离开盘子以后,声音不马上消失呢?他就自己做实验。他发现盘子被敲打以后,声音不断,但是只要用手一按盘子边,声音就立刻停止。帕斯卡高兴地发现,原来声音最要紧的是震动,不是敲打。打击停止了,只要震动不停止,还能发出声音来。这样,帕斯卡就发现了声学的震动原理,开始了科学的探索。

12岁的帕斯卡独自发现了“三角形的内角和等于180度”后,开始师从父亲学习数学。1631年帕斯卡随家移居巴黎。父亲发现帕斯卡很有出息,在他16岁那年,满心喜欢地带他参加巴黎数学家和物理学家小组(法国巴黎科学院的前身)的学术活动,让他开开眼界,17岁时帕斯卡写成了数学水平很高的《圆锥截线论》一文,这是他研究德扎尔格关于综合射影几何的经典工作的结果。

1631年帕斯卡全家移居巴黎。艾基纳自己教育帕斯卡并且常与巴黎一流的几何学家如马兰·梅森、伽桑狄、德扎尔格和笛卡尔等人交谈,小帕斯卡也在此时表现出在数学上很高的天赋。11岁时小帕斯卡写了一篇关于振动与声音的关系的文章,这使得艾基纳担心儿子会影响希腊和拉丁文的学习,于是禁止他在15岁前学习数学。一天,艾基纳发现布莱士(当时12岁)用一块煤在墙上独立证明三角形各角和等于两个直角。从那时,帕斯卡被允许学习欧几里德几何。

小帕斯卡对德扎尔格的着作特别感兴趣。在德扎尔格思想的影响下,帕斯卡16岁写成《论圆锥曲线》。这本书的大部分已经散失,但是一个重要结论被保留了下来,即“帕斯卡定理”。笛卡尔对此书大为赞赏,但是不敢相信这是出自一个16岁少年之手1641年帕斯卡又随家移居鲁昂。1642年—1644年间帮助父亲做税务计算工作时,帕斯卡发明了加法器,这是世界上最早的计算器,现陈列于法国博物馆中。1610年他接受了宗教教义,但仍致力于科学实验活动,到1653年之间,帕斯卡集中精力进行关于真空和流体静力学的研究,取得了一系列重大成果。

1647年重返巴黎居住。他根据托里拆利的理论,进行了大量的实验,1647年的实验曾轰动整个巴黎,他自己说:他的实验根本指导思想是,反对“自然厌恶真空”的传统观念。1647年到1648年,他发表了有关真空问题的论文。1648年帕斯卡设想并进行了对同一地区不同高度大气压强测量的实验,发现了随着高度降低,大气压强增大的规律。在这几年中,帕斯卡在实验中不断取得新发现,并且有多项重大发明,如发明了注射器、水压机,改进了托里拆利的水银气压计等。1649年到1651年,帕斯卡同他的合作者皮埃尔(Perier)详细测量同一地点的大气压变化情况,成为利用气压计进行天气预报的先驱。1651年帕斯卡开始总结他的实验成果,到1654年写成了《液体平衡及空气重量的论文集》,1663年正式出版。此后帕斯卡转入了神学研究,1655年他进入神学中心披特垒阿尔。他从怀疑论出发,认为感性和理性知识都不可靠,从而得出信仰高于一切的结论。

1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由于他父亲的一场病,使他同一种更加深奥的宗教信仰方式有所接触,对他以后的生活影响很大。帕斯卡和数学家费马通信,他们一起解决某一个上流社会的赌徒兼业余哲学家送来的一个问题,他弄不清楚他赌掷三个骰子出现某种组合时为什么老是输钱。在他们解决这个问题的过程中,奠定了近代概率论的基础。在他短暂的一生中作出了许多贡献,以在数学及物理学中的贡献最大。1646年他为了检验意大利物理学家伽利略和托里拆利的理论,制作了水银气压计,在能俯视巴黎的克莱蒙费朗的山顶上反复地进行了大气压的实验,为流体动力学和流体静力学的研究铺平了道路。实验中他为了改进托里拆利的气压汁,他在帕斯卡定律的基础上发明了注射器,并创造了水压机。

1647—1648年,他发表了有关真空问题的论文。他关于真空问题的研究和著作,更加提高了他的声望。1648年帕斯卡设想并进行了对同一地区不同高度大气压强测量的实验,发现了随着高度降低,大气压强增大的规律。在这几年中,帕斯卡在实验中不断取得新发现,并且有多项重大发明,如发明了注射器、水压机,改进了托里拆利的水银气压计等。帕斯卡完成了由意大利著名科学家伽里略所开始并由伽里略的弟子托利拆里(Torricelli,1608-1647)所进行的工作。空气有重量的事实早在1630年已经为人所知。1643年托利拆里用水银柱做实验,认识到不同天气条件下气压的变化。托利拆里的实验证明了大气是有压力的,并且确定了测量大气压力的基本方法。但托利拆里对气压的观念是含混不清的,他没能发现气压变化的规律。1646年帕斯卡重复做了托利拆里的实验。帕斯卡仔细地研究了水银柱在各种高度和不同地方的变化,对气压及其变化的规律有了深刻的认识。与此同时,帕斯卡还对真空的问题进行了深入研究。到1647年,帕斯卡已经证明了真空的存在。不过,当时很多人却并不相信这一点。如笛卡尔就对帕斯卡的结论不以为然并大加讥讽,说他“头脑里真空太多了”。1648年9月19日帕斯卡的姐夫比里埃在多姆山(海拔1400米左右)按照帕斯卡的设计进行了实验。实验证明在山脚和山顶水银柱的高度相差3.15英寸。这个实验取得了空前的成功,并震动了整个科学界。今天我们使用的国际单位制中的压强气压单位帕(帕斯卡)就是根据他的名字命名的。

他关于真空问题的研究和著作,更加提高了他的声望。他从小就体质虚弱,又因过度劳累而使疾病缠身。然而正是他在病休的1651—1654年间,紧张地进行科学工作,写成了关于液体平衡、空气的重量和密度及算术三角形等多篇论文,后一篇论文成为概率论的基础。在1655~1659年间还写了许多宗教著作。晚年,有人建议他把关于旋轮线的研究结果发表出来,于是他又沉浸于科学兴趣之中,但从1659年2月起,病情加重,使他不能正常工作,而安于虔诚的宗教生活。最后,在巨大的病痛中逝世。

1662年8月19日帕斯卡逝世,终年39岁。后人为纪念帕斯卡,用他的名字来命名压强的单位,简称“帕”。

帕斯卡(符号Pa)是国际单位制(SI)的压力或压强单位。在不致混淆的情况下,可简称帕。它等于一牛顿每平方米,这是以法国数学家、物理学家兼哲学家布莱士·帕斯卡的名字来命名的。

1Pa= 1N/m& sup2

  = 1(m·kg·s-& sup2;)/m& sup2

  = 1(kg·s-& sup2;)/m

  = 0.01毫巴(mbar)

  = 0.00001巴(bar)

同样的单位也可表示应力。

标准大气压是101 325Pa=101.325kPa=1013.25hPa=1013.25mbar= 760Torr(ISO 2533).

全世界的气象学家长期以毫巴测量气压。推出SI单位后,很多气象学家仍偏好保存习惯性应力数据。因此,气象学家今天对气压使用百帕(hPa)以等于毫巴,而其他几乎不用词头百(hecto,h)的领域的类似压力以千帕(kPa)测量之。

1百帕(hPa)=100 Pa=1mbar

1千帕(kPa)=1000 Pa=10 hPa

帕斯卡与其他单位的转换

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帕斯卡的数学造诣很深。除对概率论等方面有卓越贡献外,最突出的是著名的帕斯卡定理——他在《关于圆锥曲线的论文》中提出的。帕斯卡定理是射影几何的一个重要定理,即:“圆锥曲线内接六边形其三对边的交点共线”。

在代数研究中,他发表过多篇关于算术级数及二项式系数的论文,发现了二项式展开式的系数规律,即著名的“帕斯卡三角形”。(在我国称“杨辉三角形”),他与费马共同建立了概率论和组合论的基础,并得出了关于概率论问题的一系列解法。他研究了摆线问题,得出了不同曲线面积和重心的一般求法。他计算了三角函数和正切的积分,最早引入了椭圆积分。

1.1639年,他发表了一篇出色的数学论文《论圆锥曲线》。

2.他撰写的哲学名著《思想录》。

3.帕斯卡发现了大气压强随着高度的规律。他不仅重复了托里拆利实验,而且验证了他自己的推论:既然大气压力是由空气重量产生的,那么在海拔越高的地方,玻璃管中的液柱就应该越短。

4.《致外省人书》。

5.1641年,帕斯卡发明了加法器。

6.《关于圆锥曲线的论文》。

7.发现帕斯卡定律(流体(气体或液体)力学中,指封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁压强等于作用力除以作用面积。根据帕斯卡原理,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍,而两个活塞上的压强仍然相等。水压机就是帕斯卡原理的实例。它具有多种用途,如液压制动等。

8.帕斯卡还发现:静止流体中任一点的压强各向相等,即该点在通过它的所有平面上的压强都相等,这一事实也称作帕斯卡原理(定律)。

帕斯卡定律

加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递。

根据静压力基本方程(p=p0+ pgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。这就是帕斯卡原理,或称静压传递原理。

帕斯卡定律是流体力学中,由于液体的流动性,封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将大小不变地向各个方向传递。帕斯卡首先阐述了此定律。

压强等于作用压力除以受力面积。根据帕斯卡定律,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍,而两个活塞上的压强仍然相等。

帕斯卡作了一系列实验,研究液体压强的规律。帕斯卡注意到一些生活现象,如没有灌水的水龙带是扁的。水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了。如果水龙带上有几个眼,就会有水从小眼里喷出来,喷射的方向是向四面八方的。水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆?通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞.把水灌进球和筒里,向里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪”。帕斯卡球的实验证明,液体能够把它所受到的压强向各个方向传递.通过观察发现每个孔喷出去水的距离差不多,这说明,每个孔所受到的压强都相同。还有一个最著名的实验:他用一个木酒桶,顶端开一个小口,小口上接一根很长的铁管子,接口密封。实验的时候,酒桶先盛满水,再慢慢往铁管子里倒上几杯水,当管子中的水柱高达到几米的时候,只见木酒桶突然破裂,水流满地。帕斯卡总结了这些实验,于1654年写成一篇论文《论液体的平衡》,提出了著名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液压机之父”。

这一定律是法国数学家、物理学家、哲学家布莱士·帕斯卡首先提出的。这个定律在生产技术中有很重要的应用,液压机就是帕斯卡原理的实例。它具有多种用途,如液压制动等。帕斯卡还发现静止流体中任一点的压强各向相等,即该点在通过它的所有平面上的压强都相等。这一事实也称为帕斯卡原理。

可用公式表示为:P1=P2,即:F1÷S1=F2÷S2

帕斯卡的故事

夜空,被滚滚的乌云笼罩着,整个天空黑得伸手不见五指;阵阵狂风,呼啸而过,像被一个巨大的狂人摇撼着的树枝,东摇西晃;大雨倾盆而下,整个宇宙充满了风声、雨声,使这个盛夏的深夜,更叫人闷得透不过气来!

这时,在一条小路上,一辆马车离开法国巴黎冒雨向郊区飞驰。马蹄声、车轮飞奔溅起的水花声,都湮没在风雨声中。车里坐着的两个人,希望快点到达目的地,抢救病危的科学家帕斯卡。空中一道道闪电,映出路牌上的一行字:去神学中心披垒阿尔。接着,几声震耳的雷声,响彻天空!

坐落在巴黎郊区的神学中心,是一所宏伟的教堂式建筑,是一所专门培养研究神学人才的地方,两个尖尖的钟楼塔,隐没在大雨中。马车停在神学中心的门口,从车上跳下来的是帕斯卡的老仆人勒威耶以及他请来的名医裴索。两人匆匆穿过走廊,走进帕斯卡的卧室。当勒威耶看见帕斯卡垂危的样子时。便一下扑向床边,摇着帕斯卡的手臂,喊着主人的名字。仰卧着的帕斯卡猛然睁开了眼睛,看了看床边站着的医生,用手指指桌上零乱放着的实验仪器,又指了指墙上挂着的神像后,头慢而无力地歪向了一边,停止了呼吸。这时钟楼响起了阵阵的钟声,钟声悲怆,颤抖着,穿过雨云,传向四方。裴索医生看了一眼墙上的日历是:1662年8月19日,时钟指在零点。然后叹息地说:“39岁就离开人世,太年轻了。”但医生对帕斯卡死前指指这儿,又指指那儿的意思,迷惑不解。当医生进一步检查帕斯卡的尸体时,发现在他腰上围着一根有一掌宽的皮带,上面布满了铁刺,刺尖都对着肌肉,有的地方被刺得血肉模糊;有的地方发炎化脓,气味刺鼻。裴索医生心中升起一团疑云,便问勒威耶:“这是怎么回事?”

65岁的老仆人勒威耶悲痛地回忆着往事:“公元1623年6月,帕斯卡出生在克莱蒙费朗。父亲是一位家乡税务所的课税员,数学很好。帕斯卡在父亲的教育下,刻苦钻研,努力学习,成绩很好。13岁那年,他每天伏在桌子上写呀,算呀,不停地钻研,结果他发现了二项式展开系数规律——帕斯卡三角形;不满16岁时,他又发现了影射几何学的一个基本原理,他利用这个原理又经过一年多的钻研,推导出400多个推论。这些,在当时的数学界算是个大贡献,一个青少年可算是崭露头角了。

帕斯卡到了19岁时,已经成长为一个有作为的青年了,他看到父亲每天要进行十分繁杂的计算,非常辛苦,就决心动手研制一台计算器,代替父亲的劳动。经过研究,他用一个齿轮表示数字,经过适当地搭配,使表示较低位数字的齿轮每转动十圈,较高位数字的齿轮就转动一圈,这就解决了进位的问题。于是,制成了一台能做加、减运算的手摇计算机。(从某种意义上说,这就是世界上第一台数字计算机呢!)记得第一天使用机器时,帕斯卡住处被附近来参观的人们围得水泄不通,都来争看能提高手工效率几倍的机器。不久,全法国都推广使用了这种机器。”

说到这里,勒威耶为主人有这么多成就而感到自豪,悲痛的心情已消失:医生听着不停地点头,对帕斯卡的成就,表示钦佩。

“听说帕斯卡还研究了一条什么定律,你了解这件事的过程吗?”医生问。

“了解,我从20岁就在帕斯卡家当仆人,眼看着帕斯卡长大的,很多事都知道。”勒威耶眉飞色舞地继续说下去。

水桶的启示

“记得帕斯卡23岁那年的一天,我提了满满一桶水进屋,由于木桶破旧,桶的侧壁往外喷水,这个现象吸引了帕斯卡,他不让我把水桶提走,眼看水流得遍地皆是。水流完后他让我再提水,再观察。那几天忙得他少吃饭,不睡觉。”勒威耶由于自己也参加了这项实验,谈起话来面有得意之色,看了看医生,接着又说下去。

“水桶给帕斯卡很大的启示,后来他对我讲,水桶侧壁小孔离水面越深,压强就越大,水流出的速度也就越大。又过了些日子,帕斯卡又设计制作了一个完好的木桶,盖子密封在桶上,在盖子的中心开一个不大的小孔,桶里灌满水后,木桶没有任何异样。后来,他把一根长长的细铁管插到木桶的小孔上,并使接口处不漏水,然后从管子上方倒了几杯水,使管子里的水面提高了好几米,当管内水达到一定高度时,木桶破裂了,您说怪不怪?后来帕斯卡总结了规律,写成了论文,就叫帕斯卡定律。听说有人正在用这个定律研制水压机呢!”勒威耶略一停顿又补充说:“噢,还有数学归纳法也是他研究出来的。他还非常喜欢文学,他写的《思想录》《致外省人信札》两部文学作品,在欧洲都被公认是文学名著!”由于医生每天忙于给病人治病,对帕斯卡这位才华横溢、科学上传奇式人物的事迹,虽耳有所闻,但不详细。今天听了勒威耶的介绍后,不仅对帕斯卡更加尊敬,就是对勒威耶老仆人也肃然起敬。但有关腰带和帕斯卡死前的动作,心里仍然迷惑,于是用较为尊敬的口气问:“请您谈谈帕斯卡身上围的那根腰带的事好吗?谢谢。”

勒威耶虽然感到医生已经用较为客气的口吻和他谈话,但他听医生问起这事,不由得脸色变了……

“一件事的发生、发展、结果,在一定程度上是有着相互联系的,您说对吗?”使医生大为惊异的是这位饱经沧桑的老仆人竟能说出这样富有哲理的话,内心十分钦佩,急忙频频点头称是。老仆人继续说下去。

“生活在我们这个时代的人,大部分人都相信宗教,尊奉圣经。哥白尼于1543年出版了《天体运行论》,主张日心说。的确,在那个时代,谁要说太阳不是围绕地球运动,地球不是静止的,推翻圣经中的观点,必将与教会冲突;也必将与大家都承认的亚里士多德的运动学说发生冲突,在这一方面说,哥白尼是一位非常勇敢的人。”

医生感到这位老仆人和帕斯卡这位伟人朝夕相处,已是一位有一定学问的人了,但他急于要想把谈话继续下去,所以就追问了一句:“那另一方面是什么?为什么教会没查禁哥白尼写的书?”

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“哥白尼在他的书中,开头就写着:哥白尼献给教皇保尔三世,并援引了古代毕达哥拉斯学派的意见,这派是相信地球是运动的,至于与圣经有矛盾的问题,他都避而不谈,如此等等。后来伽利略为捍卫和发展日心说,写了《对话》一书,直到1632年被教会判处死刑为止,教会才真正发现哥白尼、伽利略的著作,都是和教会的观点针锋相对的,这对教会来说是绝对禁止的。帕斯卡就是在这种社会背景下出生、成长的。当帕斯卡对科学不断深入研究不断做出贡献时,他始终感到教会与神的幽灵在他思想上徘徊。许多科学理论、事物规律,都和宗教的教义十分矛盾,越研究,越觉得寸步难行。

他曾对我说过,他十分苦恼。有时他怀疑他是不是要步伽利略的后尘,他还怀疑自己的研究方向是不是错了,如此等等。后来,他决定把宗教信仰和数学的理性主义调和起来,成为一体。事实上他在思想上还是以信奉宗教为主。帕斯卡一生的实践证明,这是行不通的。因此,他对数学、物理都厌烦了,决定放弃科学研究,专门钻研神学。为了专心信奉宗教,他除了从住处搬到神学中心外,还专门制作了一条有尖刺的腰带缠在腰上,一旦发现了自己产生了什么对神不虔诚或者想专心研究科学等邪念时,便用拳打腰带来刺痛肉体。

由于长期思想上的苦恼,体质不好,得了各种严重的病症,他又不愿积极治疗,就这样在歧路上折磨自己,毁灭了自己。一个人,不论他搞一件什么事,没有一个坚定正确的思想是搞不成的,调和与摇摆也一定不成。”医生睁大了眼睛,一字不漏地听着勒威耶这番精辟的分析,明白了腰带之谜;也明白了帕斯卡死前的动作,那是指两件相对立的事物,科学与宗教始终没能调和在一起,死而有憾!

院里雨停了,风住了,天光大亮。树木、房屋、草地、天空,像洗了一次澡,给人一种清新的感觉。宇宙的一切,又在以新的面貌不停地运动着。

5年后深秋的一天,老勒威耶拄着拐杖,领着六岁的小孙子,步履缓慢地来到帕斯卡的墓前,怀着无限留恋的心情,凭吊墓里的主人。小孙子好奇地问:“爷爷,那块大石碑上写的是什么呀!上面是不是刻的一张桌子呀!”“石块上写着:

文学家、数学家、物理学家帕斯卡之墓      

1623.6.19—1662.8.19

“墓碑上是刻着一张桌子,上面还刻了一张纸片,表示大约相当于一块面积为1.2厘米、质量为10毫克的物质对桌面的压力,是国际通用的压强单位,叫做1帕斯卡,常说是‘每平方米上有1牛顿的压力’。”

“墓碑前树立的神像为什么不刻在石碑上呢?压强单位为什么叫帕斯卡?”小孙子对方才答话的后半部没听懂。

“世界上为了纪念帕斯卡的贡献,才把他的名字定做压强单位。石碑上刻着科学研究成果,和神像不能也无法刻在一块石碑上。”老勒威耶不管小孙子听懂了没有,领着小孙子慢慢地走远了。这时,墓地草丛里响起了阵阵的蛐蛐叫声。

帕斯卡的笑话

有这样一则笑话:死后的科学家都到了天堂。有一天,科学家们玩捉迷藏,轮到爱因斯坦抓人。他数了100个数后,发现牛顿站在身边,就说:“牛顿,我抓住你了。”

“不,你抓的不是牛顿。”

“那你是谁?”爱因斯坦问。

“你看我脚下是什么?”牛顿狡猾地一笑。

爱因斯坦看到,牛顿脚下是一块边长为一米的正方形木板。

“我站在一平方米的木板上,就是‘牛顿/平方米’所以你抓到的不是牛顿,而是‘帕斯卡’。”

爱因斯坦听后,叫来帕斯卡。帕斯卡听后微笑了一下,弯腰捡起了牛顿脚下的木板对爱因斯坦说:“我现在是帕斯卡,对吗?”说罢,一下把木板丢了出去。“没有了平方米,现在,我是牛顿。”

教你一招

天气

指经常不断变化着的大气状态,既是一定时间和空间内的大气状态,也是大气状态在一定时间间隔内的连续变化,所以可以理解为天气现象和天气过程的统称。天气现象是指发生在大气中发生的各种自然现象,即某瞬时内大气中各种气象要素(气温、气压、湿度、风、云、雾、雨、雪、霜、雷、雹等)空间分布的综合表现。天气过程就是一定地区的天气现象随时间的变化过程。

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