Блез Паскаль - фізик, математик,філософ - Видатні фізики - Каталог статей

Коли Блезу було 18 років , його батько з обов'язку служби підраховував податки , зібрані з цілої області Нормандія . Днями і ночами Паскаль -старший рахував у стовпчик . Це була нудна робота , яку в стародавньому Римі змушували робити рабів. Щоб допомогти батькові , Блез два роки працював над машиною , яка могла б полегшити його роботу. У 1642 винайшов пристрій, який став першим у світі серійним калькулятором .

Ідея паскаліни , як назвали цей арифмометр , була почерпнута з опису античного таксометра - машини для підрахунку відстані , тільки коліс було вже не 2 , а 6 , щоб можна було оперувати шестизначними числами.
Колеса оберталися лише в один бік . Складати на такій машині було просто. Обертаючи колеса , виставляли на покажчику число , наприклад 74. Потім колеса крутили далі, щоб виставити значення наступного доданка . Скажімо , 63. Покажчик в такому випадку відразу демонструє суму - 137.

Набагато важче було віднімати - через те , що колеса у зворотну сторону не оберталися . Але і з цим справились.
Множити і ділити паскалина не вміла. Але навіть у такому вигляді вона приводила старшого Паскаля у захват. Машина рахувала швидше людини і головне, не помилялася. Батько Блеза вирішив , що це просто мрія бухгалтера і вклав всі свої гроші в майстерню , яка створила сотні таких Паскалін . Але підприємство прогоріла : рахівники бойкотували винахід . Вони боялися , що після впровадження машини більшості доведеться шукати собі іншу роботу. Паскаль -старший до кінця своїх днів залишився єдиним користувачем обчислювальної машини. У XVIII столітті арифмометри удосконалювалися і продавалися морякам , артилеристам і вченим , яким доводилося багато рахувати . Фінансисти продовжували саботаж 200 років - до середини XIX століття. У 1646 Паскаль почав експерименти з барометром - " трубкою Торрічеллі " . Суть доліду , який захопив всіх європейських учених: запаяна з одного кінця скляна трубка заповнювалася ртуттю , закривалася пальцем і опускалася в чашку з ртуттю. Після цього частина ртуті з трубки витікала в чашку , але не повністю : над поверхнею рідини в трубці залишався стовпчик ртуті висотою приблизно 76 см. Автор експерименту , учень Галілея Еванджеліста Торрічеллі , вважав , що в запаяній частині трубки над ртуттю знаходиться порожнеча , а стовпчик ртуті затискає в трубку ртуть,тиск якої дорівнює тиску атмосферного повітря . Разом з тим були вчені (серед них Рене Декарт , які вважали , що " природа боїться порожнечі " і над ртуттю в трубці залишається " найтонша матерія " ) .
Паскаль повторив досліди Еванджеліста Торрічеллі і дійшов висновку , що над рідиною в трубці повинна бути порожнеча. Він замовив безліч дорогих скляних трубок і повторив експеримент , але не зі ртуттю , а з водою і вином. Виявилося , вино піднімається по трубці вище. Якщо ж вірити Декарту , над рідиною повинні знаходитися її пари . Оскільки вино випаровується легше води , то тиск парів вина повинне сильніше заважати вину підніматися по трубці , ніж тиск водяної пари - воді. На ділі ж виявлялося навпаки. У Паскаля з'явилося припущення , що атмосфера тисне на більш важку рідину так само, як і на більш легку. І цей тиск заштовхує в трубку більше вина , ніж води , просто тому , що вино легше.
Проводячи довгі досліди з водою і вином , Паскаль зауважив , що висота підйому рідини в трубці змінюється залежно від погоди. Так в 1647 було зроблено відкриття : тиск повітря і показання барометра залежать від погоди. Але достовірно показати , що висота підйому рідини в трубці Торрічеллі залежить від тиску атмосферного повітря , можна було тільки порівнявши показання приладу біля землі і на великій висоті , де тиск менше. 15 листопада 1647 Паскаль направив лист Флорену Пер'є, чоловікові своєї племінниці Маргарити , що жив у Клермон -Феррані , і попросив його піднятися з трубкою на вершину гори Пюї- де-Дом (висота 1465 м) , розташованої недалеко від міста.

Експеримент через погодні умови відбувся тільки 19 вересня 1648, зате виправдав всі очікування. Різниця рівнів ртуті на вершині гори і в саду склала 3 дюйми 11/2 лінії. Більше того, виявилося, що навіть на верхніх поверхах високих будівель атмосферний тиск менше, ніж на бруківці. У трактаті з описом експерименту Паскаль сформулював закон фізики, що носить його ім'я: на однаковій відстані від центру Землі - в атмосфері або на дні водойми - тиск однаковий. Паскаль першим висловив ідею методу визначення висот за допомогою барометричного вирівнювання. Взагалі, дослід з підйомом на гору Пюї-де-Дом став небувалою подією в історії науки: вперше важливе фізичне явище було спочатку передбачено теоретично, а потім обгрунтовано експериментально. На честь цього відкриття одиницю виміру тиску назвали « паскалем ». А зять Паскалю знадобився для того , що сам учений пересувався на милицях і піднятися на гору просто не зміг би. У ході проведених експериментів Паскалю вдалося винайти шприц і гідравлічний прес і вдосконалити барометр. У 1650 Паскаля вразив частковий параліч. Він насилу міг ковтати. Лікарі ухвалили, що це хвороба нервів і в категоричній формі наказали йому якось змінити спосіб життя. Паскаль став вести досить розгульне життя і відвідувати гральні будинки.

Найголовнішим гральним будинком Парижа був у той час палац Пале-Рояль, що належав братові короля герцогові Орлеанському. Щоб поправити фінансове становище, Орлеанський влаштував там казино. У Пале-Роялі Паскаль познайомився з шевальє де Мере. Цей гульвіса відрізнявся математичними здібностями. Він повідомив Паскалю, що при киданні кістки чотири рази поспіль ймовірність випадання шістки становить більше 50%. Де Мері вигравав за своєю особливою системою, роблячи невеликі ставки в кожній грі. Але система працювала, тільки якщо кидали одну кістку. Варто було шевальє перейти до сусіднього столу, де кидали дві кістки, його система приносила одні збитки.

Паскаль задумався, чи можна розрахувати ймовірність з математичною точністю. Паскаль вирішував цю задачу за допомогою трикутника, який був відомий ще Омару Хайямові, але отримав ім'я Паскаля. Це піраміда чисел, кожне з яких дорівнює сумі двох, розташованих над ним.

За допомогою трикутника Паскаля можна легко передбачати різні ймовірності розвитку гри в орла і решку. Якщо ми кидаємо монетку один раз, можливі два результати: співвідношення їх ймовірності ми бачимо у другому зверху рядку трикутника - 1:1. Якщо ми хочемо дізнатися можливі результати гри, коли монетку підкидають два рази, відповідь треба шукати в третьому рядку трикутника: 1 шанс з чотирьох, що обидва рази буде решка; 1 - що обидва рази орел; і 2 шансу, або 50%, - ймовірність , що по черзі випаде і те й інше.

Це була революція. На цьому відкритті базується вся сучасна економіка розвинених країн: від страхування і маркетингу до біржової гри. З середини XVII століття люди почали приймати рішення, оцінюючи ймовірність різних фіналів. Наприклад, сідаючи в літак, ми говоримо собі, що в середньому з сотні тисяч літаків падає п'ять, і навіть ці п'ять не завжди розбиваються. Автомобільна поїздка з теорії ймовірностей набагато небезпечніше. І це заспокоює нас, коли ми дивимось на хмари з висоти 10 кілометрів.

На самого Паскаля власне відкриття справило найсильніше враження Вже віддалившись від світу в монастир і припинивши математичні дослідження, Паскаль придумав нову азартну гру. Щоб відволіктися від зубного болю, він розрахував ймовірності виграшу в лото з 36 квитками; із цієї задачі народилася рулетка. Тілесні недуги не покидали Паскаля всю його недовге життя. Він страждав хворобами всіх внутрішніх органів. Згодом лікарі навіть не змогли сказати, яка саме хвороба стала причиною його смерті. Блез Паскаль помер у віці 39 років.