計量發展史上的重要人物——帕斯卡 在國際單位制中,壓強的單位是帕斯卡(Pa)。該單位的命名,是為了紀念法國著名科學家布萊斯.帕斯卡(Blaise Pascal,1623.06.19~1662.08.19)對計量學的貢獻。
380年前的6月19日,帕斯卡在法國奧弗涅的克萊蒙斐朗城誕生。他的父親在當地一家稅務局工作,通曉數學。他的母親在他很小的時候就去世了,父親承擔起了撫養和教育他的責任。帕斯卡從小體弱多病,父親鑒于他身體虛弱,認為鉆研數學會傷害小孩的腦筋,于是不讓他接觸數學,只是教他一些語文和歷史知識。12歲那年,帕斯卡偶爾見到父親在讀幾何書,就問父親幾何學是什么?父親告訴他幾何學是研究圖形的,父親的解答雖然簡單,卻使帕斯卡產生了興趣,他根據父親講解的那些簡單的幾何學知識,自己獨立鉆研幾何學,發現了歐幾里得幾何學中一些重要定理。對于他的發現,父親驚喜交集。從此以后,父親轉變了態度,允許他學習數學。
帕斯卡確實很有數學天分,16歲那年,他就寫出了一部論述圓錐曲線的書。著名哲學家、數學家笛卡兒見到這本書時,堅決不相信這是16歲的孩子寫出來的。他一生在數學上貢獻很多:在幾何上有帕斯卡定理;在代數上有帕斯卡三角形;在計算工具方面發明了世界上最早的計算器之一;通過討論擲骰子時某種組合出現的幾率,為近代概率論奠定了基礎;還十分接近于發現微積分。德國數學家萊布尼茨曾經寫道:當他讀到帕斯卡的著作時,就像觸電一樣,突然悟到了一些道理,于是后來建立了微積分理論。 帕斯卡對計量學的貢獻主要表現在兩個方面,一是他用實驗的方法,進一步闡明了大氣壓的本質;另一方面是他揭示了液體內部壓強的性質。他的工作,為氣體和液體壓強的測定奠定了理論基礎。 在帕斯卡的時代,人們對大氣壓的性質還不甚了解,亞里士多德的“大自然厭惡真空”的說法在人們的頭腦中還根深蒂固。比帕斯卡年長15歲的托里拆利最早提出了大氣壓的理論,并用實驗證實大氣壓的大小相當于76厘米高的汞柱產生的壓強。托里拆利的實驗發表以后,人們承認他的實驗本身,但對他提出的玻璃管內水銀柱上方是真空的說法則不以為然,許多人認為水銀柱上方同樣充斥著“氣”,這種“氣”是從液體中升上去的。帕斯卡贊成托里拆利的解釋,為了說明水銀柱上方的確是真空,他公開演示了托里拆利實驗。他用兩根一端封閉的管子,一個裝水,一個裝葡萄酒。實驗前,他問人們,哪一根管子中的液體在實驗時會變得低一些?人們回答說:葡萄酒。因為葡萄酒比水更易揮發,會揮發出更多的氣體,從而把液柱壓下去。因為葡萄酒比水更輕,帕斯卡在實驗中不得不使用了長達14米的管子,以使葡萄酒液柱產生的壓強與外界大氣之間的壓力得以平衡。實驗結果與人們的預期完全相反,裝有葡萄酒的那個管子里的液柱比裝水的那個更高,這表明液柱上方沒有從液體中揮發出來的空氣,即是說,是真空。 如果液柱上方是真空的話,那只有一種解釋:是周圍空氣的壓力即大氣壓支持著液柱不下落。大氣壓的產生當然是由于大氣有重量,而如果大氣有重量,那么它的重量必然會隨著高度的增加而下降,因 |