布莱兹·帕斯卡尔—

布莱兹·帕斯卡尔1623—1662

自然界恐惧真空

真空的存在与否是自古以来自然科学家和哲学家一直探寻的一个问题，布莱兹·帕斯卡尔就是其中之一。亚里士多德对此的回答是否定的，他认为世界上不可能存在没有任何物质的完全虚空的空间，他及其追随者把泵的吸力作用解释为是自然界对真空的恐惧。这种观点一直延续传承了1800多年，法国数学家和哲学家笛卡儿（1596—1650）是这种观点的追随者，他设计了一个完全机械化的世界，在这个世界中，每一个空间都充满了微小的颗粒，这些微小的颗粒相互摩擦，并通过摩擦相互带动。与此相反，主张真空存在的学者则坚持古希腊学者留基伯和德谟克利特的观点，他们认为，所有物质都是由无数不可毁灭的恒久的原子构成的，他们由此推测世界上肯定有虚无和真空，原子和原子之间不是真空会是什么呢？

■帕斯卡尔与他发明的加减计算器。铜版画，1735年

上述有关真空的争论虽然有点形而上学，但这一争论的具体现象却越来越被16世纪和17世纪慢慢萌芽的实验科学所洞察并被进行广泛的研究。伽利略在做自由落体实验时就没有考虑周围的介质（空气或不同的流体），从而至少使真空成为一种想象的可能，但他还是相信有一种力量会阻止真空的出现。如果吸一根插在水里的吸管，水就会在吸管里往上走，对真空持反对意见的学者认为这是“对真空的恐惧”所致，因为自然界不会让泵（嘴）和水之间出现真空。但这种观点与矿工在井下工作时所观察到的现象相悖，矿工们发现，矿井中的抽水泵只能将水抽到一定的高度（大约9米），伽利略由此推测“对真空的恐惧”并不是绝对的，“真空抽水的力量”是有一定限度的。

■帕斯卡尔于1646年在法国鲁昂用一个巨大的气压计测定了大气的压强。根据奥古斯特·德雷塞尔（生于1862年）的画制作的彩色印刷清样，1890年前后

今天我们谁都知道，并不是“对真空的恐惧”在抽水，而是周围的空气在压动吸管中和泵里的水。17世纪有三个自然科学家彻底改变了人们对真空现象的看法，他们相互间并没有太多的关联。在德国，奥托·居里克于1650年开始了他的真空实验，并以其“马德堡半球实验”在教科书上写下了光辉的一页。在意大利，伊万格里斯塔·托里切利对空气压力做了开拓性的实验，托里切利是伽利略的狂热崇拜者，在伽利略生命中的最后几个月里，托里切利与他一起合作，伽利略去世后他接替伽利略成为费迪南德公爵二世的宫廷数学家，之后不久他就开始了真空的实验。在实验中他采用了水银，因为水银比水重，这样就可以用较小的液柱来做实验，托里切利在实验中发现，只要液体柱和周围空气的重力持平， 自然就不会产生“对真空的恐惧”。他甚至试图探究真空的特性，提出了声波是否能在真空中传播或动物（例如苍蝇）能否在真空中存活等问题，可惜这方面的试验似乎并没有获得满意的结果。

第三个推翻恐惧真空论的人就是多才多艺的法国人布莱兹·帕斯卡尔。布莱兹·帕斯卡尔二十三岁时就开始了自己的真空试验，他重复并改进了托里切利的大气压力试验，并坚信真空的客观存在。他发现空气的重量可使水银柱保持在76厘米的高度，他还让其姐夫皮埃尔在上山途中进行相关的水银测量，从而证明大气压力随高度递减。

帕斯卡尔对真空的试验使其陷入了与笛卡儿的争吵，后者在给同事克里斯蒂安·惠更斯的一封信里贬损地写道：“真空只存在于帕斯卡尔的脑袋里”。但帕斯卡尔不畏诋毁，继续探索不止。帕斯卡尔在液体和空气重力平衡方面的研究成果在物理史上第一次对流体静力学作出了完整的描述，帕斯卡尔的名字也因此与今天人们一直沿用的压强的物理单位联系在一起。

■著名法国演员皮埃尔·阿尔迪蒂在1971年出品的电影《布莱兹·帕斯卡尔》中扮演的帕斯卡尔

才华横溢的帕斯卡尔对数学、物理和宗教都很有研究，他思想活跃，思维敏捷，他是继威廉·施卡德（1592—1635）之后第二个设计制造出机械计算器的人。帕斯卡尔的父亲是一位税务员，为了减轻父亲繁杂的计算工作，帕斯卡尔潜心钻研，发明了齿轮式加减法装置，并使其不断完善改进，共制造了50台这种小巧玲珑的计算器，希望作为商品出售，但由于受到职业会计的抵制，最终没能获得商业上的成功。尽管如此，帕斯卡尔却因此而名扬欧洲。帕斯卡尔当时遇到的一个难题是法国复杂的货币制度，与英国货币分为英镑、先令和便士一样，法国当时的币制为1里弗尔等于20苏，1苏等于12丹尼尔，这种复杂的货币换算制度阻碍了机械计算机的研发和生产。1652年，帕斯卡尔放弃了机械计算机的生产。

在实用技术的开发和应用方面，帕斯卡尔也是一个天才。他因为发明了巴黎第一辆公共马车而获得了一项专利。1662年3月18日，帕斯卡尔发明的公共马车在巴黎首次投入运行，当时被称为“五苏公共马车”（即花五个苏就可乘坐）。半年以后，这位“恐惧”任何精神真空的科学家与世长辞。

学校教育

帕斯卡尔的父亲艾蒂安不但富有，而且也受过良好的教育，在教育子女的问题上他有自己独到的见解。传说父亲在很长时间内不让帕斯卡尔接触古代经典学者的著作直到十一岁的帕斯卡尔自己购买了欧几里德的《几何原本》并很快了解了这本巨著的内容，甚至亲自推导出欧几里德的一条几何定理后，严厉的艾蒂安才允许帕斯卡尔阅读古代经典著作。

布莱兹·帕斯卡尔

生平与学术生涯

布莱兹·帕斯卡尔于1623年6月19日生于法兰西中部奥弗涅省首府克莱蒙城的一个富裕家庭，在家里他排行老二。父亲是一位税务员，平时经常与上流社会打交道。帕斯卡尔三岁那年，母亲生下妹妹雅克利娜后就去世了。十六岁那年，帕斯卡尔就写出了几何论文《论圆锥曲线》，以后他对它又进行了补充和修改，遗憾的是他的这篇论文已经失传。帕斯卡尔不但在数学领域的成绩光彩夺目，他关于物理和宗教的论文也展示了他杰出的思想才华。他不但能言善辩，而且还掌握很多实用技巧。帕斯卡尔在1642年就研制出第一台机械计算器，1646年他开始气压和真空的研究，他的父亲也参与了其中一些试验。在对待真空的问题上，帕斯卡尔与哲学家笛卡儿发生了争论。帕斯卡尔与当时的数学大师皮埃尔·费马保持着密切的书信往来，用当时还不太成熟的微积分理论共同探讨数学问题，遗憾的是帕斯卡尔在微积分方面没能取得进一步的突破。帕斯卡尔是一位急性子和不知疲倦的学者，无论是吸纳新思想还是调和不同的观点他都才思敏捷，先人一步，在书面文字和口头语言表述方面他是文采超人，令人折服。帕斯卡尔不善于对自己的研究成果作持续性的拓展研究，不太注重对新知识进行实用性的评估和分析。帕斯卡尔写下了为基督教徒辩护的《辩护书》，支持被教皇禁止的詹森教派，帕斯卡尔关于人的本性和信仰的《思想录》至今仍被世人所传颂。帕斯卡尔在世时多灾多病，经常要承受巨大的疼痛，这种疼痛估计是由腹部向身体其他器官扩散最后影响大脑的癌症所至。1662年8月19日，年仅三十九岁的帕斯卡尔在巴黎病死。

相关知识

詹森教派

詹森教派的发起人是汇编整理了教父奥古斯丁的《忏悔录》的荷兰大主教詹森（1585—1638）。詹森教派的核心思想认为，人单靠自己不可能尽善尽美，要获得解脱就必须要得到上帝的宽恕，但詹森教派认为上帝的宽恕是无法通过行善来获得的。凡尔赛附近的皇家修道院曾是詹森教派的活动中心，几个欧洲著名的学者聚集在那里，布莱兹·帕斯卡尔就是其中的一个。1709年，国王路易十四的军队摧毁了皇家修道院，1713年，教皇的一纸教谕最终宣判了詹森教派的死刑。

推荐

阅读：

《布莱兹·帕斯卡尔》， Albert Béguin著，Reinbek 1959

《布莱兹·帕斯卡尔》， Wilhelm Schmidt-Biggemann著，München 1999

《恐惧真空》， Tina Uebel著，Köln 2005

《帕斯卡尔思想录》，帕斯卡尔著，何兆武译，天津人民出版社2007

《帕斯卡尔文选》，帕斯卡尔著，莫里亚克编，陈宣良等译，广西师范大学出版社2002

视听：

《布莱兹·帕斯卡尔》，导演：Roberto Rossellini，主演：Pierre Arditi， Rita Forzano，意法合拍，1971年

参观：

位于列支敦士登沙恩的计算器博物馆

德国波恩的算术博物馆，拥有许多17—19世纪计算器的复制品

点评

在科学研究方面，从不同的视角来看待和分析问题往往能起到柳暗花明的作用，才华横溢的理论家和实践家布莱兹·帕斯卡尔是这方面的表率，他实现了从真空的吸力到压强的转变。