Блез Паскаль, фізик: біографія, опис наукових відкриттів, огляд винаходів

Блез Паскаль – фізик, знаменитий французький вчений, вважається одним із засновників математичного аналізу, проективної геометрії і теорії ймовірностей. Герой нашої статті – автор основного закону гідростатики, якого Наполеон мріяв зробити сенатором, якби той був його сучасником. Його досягнення стали основоположними для майбутнього покоління дослідників точних наук. По суті, він стояв біля витоків інформатики, хоч і жив у XVII столітті. Вчений винайшов підсумовуючу машину, що стала прототипом сучасного калькулятора. До того ж він був філософом, який залишив після себе величезну кількість мудрих цитат і афоризмів.

Ранні роки

Блез Паскаль народився в 1623 році в невеликому містечку Клермон-Ферран, розташованому в комуні на півдні Франції. Герой нашої статті ріс у багатодітній родині чиновників, які належали до полузнати.

Його батько Етьєн керував податковим управлінням, а мати героя нашої статті Антуанетта Бегон займалася домашнім господарством, залишаючись глибоко віруючою жінкою. Вона була дочкою сенешаль, представника вищих придворних посад.

Коли хлопчикові було всього три роки, його мати померла, так що його виховував виключно батько. Етьєн добре розбирався в математиці та інших точних науках, так що дав своїм дітям чудову домашню освіту. Блез виявляв жвавість розуму і допитливість ще з раннього віку. Наприклад, за обіднім столом він постійно цікавився у батька основами віднімання і додавання, але той вважав, що займатися математикою дитині ще рано, інакше це може негативно позначитися на вивченні латини.

Освіта

Оточуючі відзначали, що він ріс обдарованою дитиною, багато читав і науки давалися йому без особливих зусиль. Цікаво, що ранні роки майбутнього фізика Блеза Паскаля нагадують долю іншого вченого – Готфріда Лейбніца. Він також вивчав трактати стародавніх істориків і філософів, проте його батько наполягав на тому, щоб процес навчання відповідав віку дитини.

У 12 років Паскаль вивчав стародавні мови, а потім взявся і за основи математики. Одного разу Блез став допитуватися у батька, що таке геометрія. Той пояснив йому, що це спосіб креслити правильні фігури та встановлювати між ними відповідні пропорції. Паскаль, вражений новими знаннями, відразу намалював на підлозі вугіллям квадрат, трикутники і кола, давши їм свої назви.

Блез прагнув знайти наукове пояснення всього, що його оточувало, навіть самим буденним процесів. Наприклад, коли він під час обіду почув звук від дотику ложки до фаянсовому посуді, то доторкнувся до страви, після чого звук миттєво зник. Він довго намагався з’ясувати природу цього невідомого раніше процесу, завдяки чому з’явився знаменитий “Трактат про звуках”.

У 14-річному віці герой нашої статті починає відвідувати лекції теоретика музики і відомого математика Марена Мерсенна, хоч батько досі вважає, що займатися точними науками йому занадто рано. Відомо, що Мерсен листувався з багатьма видатними вченими сучасності – Торрічеллі, Галілеєм, Гассенді, так що Паскаль багато чого в нього навчився. Той зумів спрямувати розвиток юнака в потрібне русло.

Дивіться також:  Самоконтроль: приклади у літературі, в історії, у житті

Перші відкриття

На одному з семінарів Паскаль познайомиться з геометром Дезаргом, почне вивчати його праці. Вони були написані надзвичайно важким мовою, так що Блез, черпаючи натхнення з його праць, постійно прагнув надавати математичним формулам спрощений вигляд.

У 17 років він опублікував свій перший власний працю. В 1640 році вийшла його робота під назвою “Досвід теорії конічних перетинів”. Він став основним трактатом для його подальших праць і досліджень в галузі геометрії. Третя лемма, що міститься в ньому, в майбутньому перетворилася в теорему Паскаля, з допомогою якої будуються канонічні перерізу по п’яти точках.

Наприкінці того ж року він переїжджає в Руан, столицю Нормандії. Тут працює в той час його батько, діяльність якого полягає в монотонних і важких розрахунках, які здійснюються в стовпчик. Саме в цей момент у Паскаля з’являється ідея допомогти батькові, створивши підсумовуючу машину. Розробкою апарату він починає займатися в 1642 році. У вченого виходить арифмометр за принципом античного таксометра, який виглядає як невеликий ящичок з великою кількістю питань. Він дозволяє проводити розрахунки з 6-значними числами, весь підрахунок проводиться в напівавтоматичному режимі.

Може здатися дивним, але це його винахід не принесло йому ніякої слави. Справа в тому, що в той час податкові обчислення у Франції проводилися одночасно в ливрах, деньє і су, так що поява десяткової машини тільки ускладнило весь процес в цілому. При цьому Блез не залишав надій, пробуючи на протязі багатьох років удосконалити своє творіння.

Відкриття Паскаля зіграло велику роль в майбутньому, коли наприкінці XVI століття Франція перейшла на метричну систему, а в 1820 році був запатентований перший механічний калькулятор Шарля Ксавьє Тома де Кольмара. Це відкриття, яке в деяких ключових принципах повторювало раннє винахід Паскаля, приніс своєму творцеві славу і шану.

Захоплення фізикою

Фізика захопила героя нашої статті в 1646 році, коли він дізнався про трубці, яку винайшов Торрічеллі. Паскаль почав проводити досліди та експерименти, прагнучи довести на практиці, що гіпотеза Арістотеля про “острах порожнечі” обмежена визначеними межами.

У той же час Торрічеллі став відомий своїми дослідами з трубкою, яку він наповнював ртуттю. За допомогою цього пристосування італійський фізик прагнув довести існування атмосферного тиску. В результаті він прийшов до висновку, що в трубці, опущеною в ртуть, утворюється порожнеча.

Блез видозмінив і вдосконалив цей експеримент, прийшовши до висновку, що верхня частина трубки не містить тонку матерію, а пари хімічної речовини або якусь іншу субстанцію. Він прагнув прийти до висновку про те, що стовпчик з отруйним металом утримується в трубці під тиском повітря. Результати своїх дослідів він описав у трактаті під назвою “Нові досліди, що стосуються порожнечі”.

Дивіться також:  Семимильними кроками – значення фразеологізму і приклади

Закон гідростатики

Ще одним проектом вченого-фізика Паскаля став “Трактат про рівновагу рідин”, який він написав у 1653 році. У ньому він виклав ідею гідравлічного преса, встановивши основний закон гідростатики. В результаті французькому досліднику вдалося спростувати гіпотези, які раніше висував давньогрецький вчений і філософ.

В 1651 році відбувається трагедія в родині героя нашої статті – помирає його батько. Після цього сестра Блеза Жаклін, з якої він був особливо близький і яку вважав своїм другом, вирішує відмовитися від мирського життя і відправляється в монастир.

Паскалю необхідно відволіктися від труднощів, з якими регулярно доводиться стикатися, тому він поринає у світське життя, регулярно з’являється в суспільстві. У 1652 році до нього приходять справжня слава і визнання, коли була оцінена по заслугах його підсумовуюча машина шведською королевою Христиною.

Перший значний успіх викликає у фізика Паскаля додатковий інтерес до науки, а також слави і світського життя, в яких він тепер знає толк. З тих пір Блез часто грає в азартні ігри в компанії близьких друзів і знайомих. Як раз за грою в кості він формулює основи теорії ймовірності. Складені ним розрахунки через кілька років зацікавили Гюйгенса, який у 1657 році пише трактат “Про розрахунки в азартних іграх”.

Теорема Паскаля

Однією з ключових робіт в біографії фізика Паскаля стає теорема, яку він сформулював, узагальнивши дані теореми Паппа.

Вона була взята вченим за основу. Сам трактат про конічних перетинах до наших днів не зберігся, про його зміст відомо тільки завдяки листам Лейбніца, який знайомився з оригіналом, коли приїздив у Париж.

Суть цієї теореми полягає в тому, що для шестикутника, вписаного в окружність, точки перетину трьох пар протилежних сторін розташовуються на одній прямій. Це ж твердження дійсно для будь-якого іншого конічного перерізу, в тому числі параболи, еліпси, гіперболи і навіть пари прямих.

Дослідження у фізиці

Найбільших успіхів добився у фізиці Блез Паскаль. Більшість сучасних гідравлічних пристроїв розроблені завдяки цьому французькому вченому. На визначення закону Паскаля фізики заснована робота гідравлічних пресів, гальмівних систем, інших подібних пристроїв. На ньому базується основний закон гідростатики. Це відкриття Блеза Паскаля у фізиці формулюється наступним чином:

Тиск, вироблене на рідину або газ, передається в будь-яку точку без змін у всіх напрямках.

Слід звернути увагу, що вчений-фізик Паскаль зазначав, що мова в даному випадку йде не про тиск, який вироблявся в різних точках. Цей закон справедливий і для рідини, яка виявляється в полі тяжіння. Ось що відкрив Паскаль у фізиці. Даний закон є логічним наслідком закону збереження енергії, залишаючись справедливим навіть для стисливих рідин і газів.

У чому вимірюють тиск?

Ім’ям цього знаменитого французького вченого називається одна з одиниць вимірювання у фізиці. Паскаль – величина, в якій вважають тиск і механічне напруження.

Дивіться також:  Поповнюємо словниковий запас: окг — це...

Вперше це найменування було введено в Міжнародну систему одиниць СІ у Франції в 1961 році. Тепер ви знаєте, що вимірюється в паскалях у фізиці. Як це записують? Російське позначення паскаля у фізиці – Па, міжнародне – Pa.

Філософія

У 1654 році з ученим відбулося таємниче подія. Сам він стверджував, що це було осяяння, яке до нього прийшло перед сном. Опинившись під впливом несвідомого потоку думок, деякі час він був без свідомості, а коли прийшов до тями, записав всі ідеї. Ця праця виявили тільки після його смерті.

Осяяння докорінно змінило його долю, так як Блез надумав відмовитись від світського життя. Він виїхав з Парижа, щоб оселитися в монастирі Пор-Рояль. Він став вести суворий спосіб життя, постійно молився, стверджував, що відчуває піднесення духу.

У цей період життя їм створені “Листи до провінціала”, в яких він засуджує казуїстику. Робота була опублікована під псевдонімом, викликала справжній скандал в суспільстві. Вчений навіть якийсь час ризикував бути заарештованим, тому переховувався під чужим прізвищем.

Науковий тріумф

В останні роки він займався наукою без інтересу, хоч і зробив ще одне значне відкриття. Він вивчав циклоїди, щоб забути про зубний біль. До рішення він прийшов за одну ніч, але слава в той час його вже не цікавила, тому він нікому не став розповідати про цю подію.

Змагання між європейськими вченими влаштував герцог де Роанне, який закликав мислителів визначити площу тіл і центр тяжкості циклоїди. Робота Паскаля журі була визнана кращою.

Особисте життя

Біографи стверджують, що наука була єдиною пристрастю і любов’ю Паскаля. Він вів аскетичний спосіб життя, ніколи не був одружений і не мав дітей.

Відомо, що у вченого було слабке здоров’я. За легендою, ще в 3-річному віці його прокляла жінка, яка просила милостиню. Його батько вірив в чаклунство і магію. Він знайшов цю жінку, змусив позбавити сина від прокляття. Псування перенесли на чорну кішку, але Блез мав проблеми зі здоров’ям протягом всього свого життя.

У вченого були проблеми з серцем, які сам Паскаль вважав наслідком того, що він довго вів дозвільний спосіб життя. Біографи стверджують, що герой нашої статті потерпало цілим букетом захворювань – від проблем з хребтом до раку головного мозку. Лікарі радили йому менше втомлюватися, але він весь свій час присвячував науковим дослідженням і письменництва. Вважається, що він відчував, ніби скоро помре, тому намагався зробити якомога більше.

Смерть

Здоров’я вченого погіршувався з кожним роком. У нього виявили туберкульоз кишечника.

В результаті він помер у 1662 році у віці 39 років.