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布莱兹·帕斯卡

布莱兹‧帕斯卡(Blaise Pascal,1623年6月19日-1662年8月19日),法国神学家、宗教哲学家、数学家、物理学家、化学家、音乐家、教育家、气象学家。帕斯卡早期进行自然和应用科学的研究,对机械计算器的制造和流体的研究作出重要贡献,扩展托里切利的工作,澄清了压强和真空的概念。帕斯卡还有力地为科学方法辩护。数学上,帕斯卡促成了两个重要的新研究领域。他16岁写出一篇题为射影几何的论文,1654年开始与皮埃尔·德·费马通信,讨论概率论,深刻影响了现代经济学和社会科学的发展。帕斯卡,成长吧啊

1654年末一次信仰上的神秘经历后,他离开数学和物理学,专注于沉思和神学与哲学写作。他是坚定的詹森教派信徒,人文思想大受蒙田影响。宗教论战之作《致外省人书》(Lettres provinciales)被奉为法文写作的典范,身后其笔记本被编为《思想录》。

早期的生活和教育

帕斯卡出生于克莱蒙费朗,三岁丧母[1]。他的父亲艾基纳·帕斯卡(1588–1651),在科学和数学上有着很大的兴趣,是一名的罗勃贵族和当地法官。帕斯卡有2名姊妹,妹妹叫杰奎琳,姊姊叫洁柏特。1631年,在他的妻子死亡五年后,艾基纳和他的孩子们搬到了巴黎[2]。这个新抵达的家庭马上就聘请了一位女佣,露易丝‧迪佛特,而她最后并成为了这家庭重要的一位成员。艾基纳从未再娶,由于他的孩子们都展现出杰出的智慧,所以他决定他将要独自教育他们,尤其是展现出数学和科学上惊人的天份的儿子布莱兹‧帕斯卡。

在他11岁那年,他创作了一篇有关于身体振动发出声音的论文,然后艾基纳便在他儿子15岁前禁止他继续追求数学知识,以免他荒废拉丁语和希腊文的学习。不过有一天,艾基纳发现布莱兹(12岁)正用一块木炭在墙壁上写一项独立证明,即三角形的角度总合会等于两个直角相加。从那时起,这个男孩便被允许学习欧几里得几何学,以及在默桑神父修道院旁听一些欧洲杰出的数学家和科学家,例如罗贝瓦尔、吉拉德·笛沙格、迈多治、伽桑狄,和笛卡尔

吉拉德·笛沙格的一份关于圆锥曲线的作品尤其让帕斯卡感兴趣,根据德扎格的思想,16岁的帕斯卡写了一篇被称作神秘六边形的短篇论文,Essai pour les coniques(圆锥曲线专论),作为证明的方法,然后将这份他第一次认真创作的数学作品寄到巴黎的马兰·梅森神父,这至今仍被广为称作“帕斯卡定理”。它描述了一个圆锥曲线的内接六边形的三对对边延长线的交点共线,又称帕斯卡线。帕斯卡的作品过于早熟,以至于笛卡尔看了他的手稿后,拒绝相信这不是小帕斯卡所写的。当梅森神父保证这份作品为小帕斯卡所写时,笛卡尔嗤之以鼻,说:“我不觉得他给出的关于圆锥的证明比早先的方法更合适这件事有什么奇怪的。”并说:“但关于这份主题的其他东西可以推荐,因为这几乎不会发生在一个16岁的少年身上。”

在当时的法国,办公室和职位是可以买卖的。1631年时,艾基纳用65665英镑卖出了他在间接税法院副总裁的职位。这笔钱被投资在政府基金,如果不浪费的话,必定会成为一笔丰厚的收入而能让帕斯卡家族可以搬到巴黎并好好享受那里的生活。但在1638年,黎塞留急需钱来供应三十年战争的开销,拖欠了政府基金的发放,于是艾基纳·帕斯卡的财产一下子从将近66000英磅降到少于7300英磅。就像许多人一样,因为反对黎塞留的税务政策,艾基纳被迫逃离巴黎,留下他三个孩子给邻居珊卡特女士照顾。她是一位有着坏名声的美女,据说拥有全法国最奢华的启蒙沙龙。艾基纳一直到杰奎琳在一场黎塞留有出席的儿童戏剧表演中表现出众才被赦免。在当时艾基纳也重返枢机主教的青睐,并在1639年时,被指派为国王的税务专员,前往一个因革命而税制陷入极端混乱的城市—鲁昂。帕斯卡设计的计算器,成长吧啊

1642年,为了减轻他父亲无止尽地、重复地计算税务的收支负担,未满19岁的帕斯卡努力地制造出一台可以运行加减的计算器,称为帕斯卡计算器。而在巴黎工艺美术博物馆和德国德累斯顿的茨温格博物馆,展示着他ㄧ开始原创的两台计算器。虽然这些机械后来成为早期电脑工程的先驱,但在当时并没有造成很大的商业成功。因为它实在是太过昂贵以致于变得比较像是件玩具,和非常有钱的法国或欧洲人展示地位的象征。然而帕斯卡在下个十年仍然不断的精进他的设计,并且总共做了20台这样的机器。

对数学的贡献

帕斯卡的一生都在影响数学研究。他在1653年的《论算术三角》中描述了一个二项式系数的表格表示,表中的每个数都等于其肩上的两个数的和,现在被称作帕斯卡三角。

在1654年,在一个热衷于赌博问题的朋友的影响下,他和费马通信讨论,并因此诞生了数学理论概率论[3]。这个朋友的具体问题是:基于赢得赌局的概率,两个提前结束游戏的玩家如何在给定现在赌局的情形下公平的分赌注。期望的概念在这一讨论中提出。费马和帕斯卡完成的分析和概率的工作给莱布尼茨提出无穷小微积分奠定了基础。1654年后受宗教经历影响,帕斯卡几乎放弃了数学工作。

去世

1662年,帕斯卡病情加重,而他的情绪状况也因前几年姐姐的死恶化了许多。帕斯卡注意到他即将逝去,便寻求医院来解决他的不治之症,但却被他的医生拒绝了,原因是他的状况实在是太不稳定以致于难以照顾。1662年8月18日的巴黎,帕斯卡开始抽搐且进入了临终。1662年8月19日清晨,帕斯卡去世,埋在圣艾蒂安教堂的坟墓里。

一份在他死后进行的尸检报告指出,他的胃及其他腹部器官都有着很严重的问题,以及他的脑部也有受损。尽管有这份尸检报告,造成他这副身体状况的原因仍然无法确定,虽然推测可能是肺结核或胃癌,也有可能是两者共同导致。而时常折磨著帕斯卡的头痛则一般被归因于脑的病变。

作品

《圆锥曲线专论》(1639)
《关于真空的新实验》(1647)
《算数三角形》(1653)
《致外省人书》(1656-57)
《几何的精神》(1657或1658)
《写在签名的形式》(1661)
《思想录》(未完成即死亡)

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