公元1635年,法国巴黎卢森堡公园附近一幢幽静的别墅里,一位眉清目秀的男孩正匍匐在大厅的石板上,专心致志地画着一个又一个几何图形。
不知什么时候,男孩的父亲已经站在他的身后;“布莱斯,你在瞎捣鼓些什么?”
“我在寻找‘棍’和‘圈’之间的关系。”
父亲吃惊地睁大双眼问:“找到了吗?”
“三角形的三内角加起来正好等于两个直角,您说对吗?”
父亲张着嘴惊讶得合不拢:从来没有学过数学的孩子,居然自己证明了一个定律!
这个男孩名叫布莱斯•帕斯卡(B•Pascal),那年刚刚12岁。他父亲过去在家乡克勒蒙担任审理税案的法官。帕斯卡三岁那年母亲因病逝世后,举家迁往巴黎,没有去教会学校就读,而由父亲亲自教育他和几个姐妹。父亲学识渊博,只是不主张孩子过早地学习数学,只要看到帕斯卡偷看数学书,父亲就把它拿走并藏起来,但帕斯卡仍然偷偷地自学。
少年帕斯卡具有敏锐的观察力。据说有一天,他用餐刀敲盘子。盘子发出了清脆的响声;然后用手按住,声音顿时消失。从这不起眼的现象中,帕斯卡联想到声音是由振动引起,从而写了一篇《论声音》的论文。
即使以现在的目光看,父亲对他的教育也是相当出色的。父亲经常带着帕斯卡出访,了解社会和大自然,一起办公事和做家务。帕斯卡也多次跟随父亲参加科学界友人的聚会,从梅森、费马等著名学者那里接受科学熏陶。刻苦的学习和钻研终于结出了第一个硕果:1693年,帕斯卡撰写出一篇出色的数学论文《论圆锥曲线》。
父亲兴奋地把孩子的论文寄给好友、著名数学大师笛卡尔审阅,但笛卡尔不相信这篇深奥的论文会出自一个16岁少年之手,反而认为帕斯卡的文章抄袭于另一数学家德扎尔格。幸好德扎尔格慧眼识珍宝,他不仅非常欣赏帕斯卡的才华,把少年发现的曲线命名为“帕斯卡神秘六线形”,而且表示愿意担任帕斯卡的启蒙教育。之后,笛卡尔也很快承认了这一事实。
当年年底,帕斯卡父亲受命出任诺曼底省监察官,负责征收税款的繁重工作。为了计算税率和税款,每天都要熬夜到清晨两点钟才能上床。
帕斯卡失眠了。猛然间,闪出了一个念头:我要发明一台能帮助父亲计算帐目的机器。
做一台这样的机器谈何容易?当时人们仅有的计算工具,是英国数学家纳皮尔(J•Napier)研制的“算筹”,谁也没见过任何一种形式的机械式计算机。16岁的少年不知天高地厚,想做的事情竟会是“开天辟地”。
为了这个梦想,帕斯卡夜以继日地埋头苦干,先后做了三个不同的模型,耗费了整整三年的光阴。他不仅需要自己设计图纸。还必须自己动手制造。从机器的外壳,起码到齿轮和杠杆,每一个零件都由这位少年亲手完成。为了使机器运转得更加灵敏,帕斯卡选择了各种材料做试验,有硬木,有乌木,也有黄铜和钢铁。1642年,第三个模型在帕斯卡19岁时获得成功,他称这架小小的机器为“加法器”。
那一天,父亲的上司、法国财政大臣来到他家,观看帕斯卡表演“新式的计算机器”。客厅的桌上放着一个长方型的黄铜小盒子,上面有8只刻着数字的小转轮。帕斯卡对大臣说:“请您出个题目吧。”大臣随口道:“27+5”。
帕斯卡点点头,用手把第一个转轮转到数字7,然后把第二个转轮对准数字2;略微停顿一下,说:“为了加5,我们必须把第一个转轮再旋转5个刻度。”大臣盯着转轮上方的读数窗口,只见帕斯卡刚刚旋转完成,窗口上的读数已经变成了32,真是太奇妙了。
帕斯卡发明这台机器,实际上是一种系列齿轮组成的装置,用儿童玩具那种钥匙旋紧后才能工作,只能做加法和减法。然而,即使只做加法,也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时,棘爪便逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘爪就“咔嚓”一声跌落下来,推动十位数的齿轮前进一档,从而巧妙地解决了进位问题。计算完毕后,再把所有的转轮逐个恢复到0。
财务大臣深感满意,鼓励帕斯卡投人生产,大力推广这种 “人类有史以来第一台计算机”。帕斯卡“加法器”不久在法国引起了轰动,机器展出时,人们成群结队前往卢森堡宫参观,异口同声称赞他是法国的少年英雄。就连笛卡尔听说后,也乘回国探亲的机会,亲自上门前来观看计算机。帕斯卡后来总共制造了 50台同样的机器,其中有两台,至今还保存在巴黎国立工艺博物馆里。
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帕斯卡是真正的天才,他是数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率论的创始人。他还发明了注射器,改进了气压计,创造二气压机。他甚至还是文学家,其文笔优美的科学文章和散文在三军极负盛名,又使他成为一代文宗。可惜,长期从事艰苦的研究损害了他的健康,在病魔缠身下,1662年英年早逝,去世时年仅39岁。
【导读】
帕斯卡曾经说过:“我们的全部尊严就在于思想。正是由于它而不是由于我们所无法填充的空间和时间,我们才必须提高自己:在他撰写的名著《思想录》里,帕斯卡留给了世人一句至理名言:“人只不过是一根芦苇,是自然界最脆弱的东西,但他是一根有思想的芦苇。”
全世界“有思想的芦苇”都牢记着帕斯卡在科学领域的功绩。