Здравствуйте, господин Ампер

Паскаль

единица давления. Названа в честь французского математика и физика Блеза Паскаля.

1 паскаль это такое равномерно распределенное давление, при котором на 1 м² поверхности приходится сила 1 Н.

Блез Паскаль родился 19 июня 1623 г. в Клермоне в семье известного математика Этьена Паскаля. С детства он отличался математическим талантом. Уже в двенадцать лет Блез создал собственную геометрическую систему, основанную на евклидовой, а в шестнадцать лет написал работу о сечении конусов.

Он усердно изучал математику, физику и философию. В работе «Трактат об арифметическом треугольнике» он высказал несколько основных мыслей по теории вероятности и комбинаторике; в арифметике приобрел известность так называемый треугольник Паскаля. Затем он определил правила делимости и стал предшественником работ Ньютона и Лейбница по дифференциальному и интегральному исчислениям.

В девятнадцатилетнем возрасте он сконструировал счетную машину, которая совершала четыре основных математических действия. Машина все время совершенствовалась, а всего их было изготовлено более пятидесяти. Работа сегодняшних счетных машин основана на том же самом принципе.

Когда Паскаль узнал об опыте Торричелли и открытии атмосферного давления, он стал настойчиво искать дальнейшие убедительные доказательства открытия Торричелли. Для этого он сконструировал две стеклянные трубки, остроумно соединенные таким образом, что с помощью одной трубки можно было уменьшить количество воздуха над поверхностью ртути в другой. С помощью этой опытной установки в различных ее вариантах он весьма убедительно демонстрировал существование давления воздуха и зависимость от его значения высоты столбика ртути в трубочке.

Для того чтобы экспериментально доказать зависимость высоты ртутного столбика от высоты над уровнем моря того места, где проводится измерение, как это утверждал Торричелли, он попросил в 1648 г. своего шурина Перье, чтобы тот провел измерение давления у подножия и на вершине горы Пуи де Дом. Разница высоты в 1000 м действительно показала, что высота ртутного столбика в трубке на вершине была на 8 см меньше.

Паскалю первому пришла в голову мысль о том, что с помощью барометра можно измерять разницу в высоте двух разных мест, он же обратил внимание на то, что высота столбика зависит также от влажности и температуры воздуха, и поэтому она может служить и для прогноза погоды. Результаты своих исследований он изложил в 1653 г. в «Трактате о давлении воздуха». Эта работа была издана, к сожалению, лишь после его смерти в 1663 г.

Не менее значительны работы Паскаля в области гидростатики. В «Трактате о равновесии жидкостей» он сформулировал основной закон гидростатики, названный позже его именем. Он также вычислил величину гидростатического давления, описал явление гидростатического парадокса, закон сообщающихся сосудов и принцип работы гидравлического пресса.

Паскаль занимался также и философскими размышлениями, утверждая, что прогресс пауки и есть цель существования человечества, но взгляды его колебались между рационализмом и скептицизмом, который привел его к признанию преобладания веры над разумом. В 1653 г Паскаль полностью переключился на теолого-философские проблемы и спустя три года ушел в монастырь.

Умер Паскаль в возрасте 39 лет 19 августа 1662 г. в Париже.

* * *

В этот вечер Паскаль уже, наверное, в десятый раз повторял опыт Торричелли. Запаянную с одного конца стеклянную трубку он заполнил ртутью, перевернул ее и открытым концом погрузил в сосуд с ртутью. Ртуть в трубке поползла вниз и остановилась, как всегда, на одной и той же высоте.

Затем он начал вновь листать работу Симона Стевина.

— И почему я не выучил фламандский язык, — забормотал он сердито, пытаясь разобраться в некоторых параграфах из разделов по гидравлике и гидростатике.

— Одно мне совершенно ясно, — убеждал он сам себя, — в жидкости давление уменьшается в направлении снизу вверх.

Паскаль встал и в одиннадцатый раз заполнил трубку ртутью. Из стола и стульев он смастерил импровизированные ступеньки, по которым поднимался до самого потолка комнаты. Правда, это требовало от него определенной артистической ловкости, потому что в одной руке он держал трубку и сосуд с ртутью, а в другой — свечу, которой подсвечивал столбик ртути.

— Ну, конечно, даже не сдвинулся! — расстроенный, он спустился опять на землю и разобрал мебельную пирамиду.

Все чаще появлявшиеся головные боли заставляли его пораньше ложиться спать.

Утром, когда он проснулся, ему уже было все ясно. Шурин, его шурин Перье, который женился на его старшей сестре! Только он может ему помочь. Не раздумывая долго, он засел за письмо. Еще несколько дней ушло на приготовление всего необходимого…

* * *

Мадам Перье снова перечитала письмо брата. С тех пор, как она вышла замуж и переехала в Клермон, они встречались крайне редко.

— Блез, дорогой Блез… — прошептала она про себя. В голове начали роиться воспоминания, казалось, все было лишь вчера. Совершенно ясно она видела и слышала, как отец запрещает мальчику заниматься математикой, чтобы он не отвлекался от изучения латыни и греческого.

Но попробуйте запретить что-нибудь любопытному мальчишке. Конечно же, он думал о ней в свободное время, да и во время игр тоже. Часто случалось так, что во время игры он пытался угольком начертить на земле идеально правильную окружность или треугольник с одинаковыми сторонами и углами и разные другие подобные фигуры.

А затем он сравнивал фигуры между собой. Но так как отец делал все возможное, чтобы утаить от сына все, что было связано с математикой, то он не знал даже их названий. Названия он придумывал сам. Окружность он называл колесом, прямую — палочкой и т. п., а затем он придумывал теоремы и их доказательства.

Однажды, когда он сидел, глубоко задумавшись, в комнату зашел отец, но Блез не заметил его. Неизвестно, для кого этот приход был большей неожиданностью: для Блеза, увидевшего отца, или для отца, заставшего сына за занятием, которое ему было категорически запрещено. Но удивление отца возросло еще больше, когда на вопрос о том, чем занимается Блез, тот ответил, что ищет что-то что, как потом выяснилось, оказалось одной из евклидовых теорем. Растерянный отец спросил, как он пришел к этой мысли, и мальчик ответил ему, что это явилось следствием другой, доказанной им, теоремы. И вот так, мало-помалу он рассказал обо всех своих аксиомах и теоремах используя при этом придуманные названия, вроде колеса и палочки.

Отец был в шоке. Его до того поразили величие и сила гения, что он встал и молча вышел. Незамедлительно он отыскал Ле Пейлера, весьма ученого человека. Некоторое время посидел молча, обронив пару скупых мужских слез, пока Ле Пейлер не спросил его, в чем причина его страданий.

— Я плачу не от горя, а от радости. Вы знаете, как я следил за тем, чтобы сын не занимался геометрией, чтобы она его не отвлекала от других занятий. Однако послушайте, что он сделал!

И он рассказал обо всем, что видел и слышал и вследствие чего можно было сказать, что Блез, собственно говоря, «открыл» математику.

Приход мужа оторвал мадам Перье от воспоминаний. Она подала ему письмо брата и коробку со странными трубочками, сосудиками и «живым серебром» — ртутью.

Перье был педантичным человеком с твердыми принципами. И хотя он не очень разобрался в том, о чем просил его шурин, все же решил выполнить все, что было написано в приложенной к письму инструкции.

* * *

Стояла солнечная осень 1648 г. Чета Перье решила совместить выполнение просьбы Паскаля с приятной прогулкой.

19 сентября они решили выбраться на загородную прогулку. Мадам Перье приготовила и сложила в корзинку бутерброды, и рано утром они тронулись в путь. У подножия горы Пуи де Дом в присутствии многих зрителей Перье заполнил ртутью две одинаковые трубки и отметил высоту столбиков, после того как обе трубки были перевернуты запаянными концами вверх. Одну из трубок он оставил у подножия горы в Клермоне, а другую взял с собой в путь, вверх на вершину горы высотой 1400 м.

Дорога сначала шла лесом, затем деревья стали редеть, а под конец они уже шли по обветренным известняковым скалам. Вскоре после полудня они достигли вершины.

Здесь Перье провел вторую часть опыта. В соответствии с предположением Паскаля ртуть в трубке на вершине горы опустилась на несколько дюймов ниже, чем в Клермоне. Чета Перье тщательно отметила высоту ртутного столба в трубке, подкрепилась принесенными в корзинке припасами и пустилась в обратный путь. На следующий день утром Перье послал своему шурину подробный отчет…

* * *

Паскаль был очень доволен результатом опыта. Однако он все же решил перепроверить этот опыт, хотя бы забравшись на башню костела. Он обнаружил незначительную, но все же разницу в уровнях ртути в трубках.

— Все ясно, — сказал про себя Паскаль, спускаясь с башни. — В море воздуха вокруг Земли давление уменьшается снизу вверх, так же как и в жидкостях.

Перед костелом он встретил отца Ноэля. Тут же по свежим следам он объяснил ему свою теорию.

Ноэль лишь усмехнулся.

— Но, дорогой Паскаль, как вы можете основываться на таких доказательствах? Что, если пустота, которая возникает в опыте Торричелли над ртутным столбом, заполнена какими-нибудь мелкими, невидимыми частицами воздуха?

Паскаль нахмурился, а затем иронично заметил:

— Невидимыми?! Аргументировать невидимыми вещами или явлениями — это не доказательство, а… — тут он сделал паузу, — скорее, ваша профессия. Уверяю вас что это ничего общего с настоящей наукой не имеет. Вы лишь пытаетесь спасти старую физику, которая опиралась на непроверяемые предположения.

Пока отец Ноэль искал подходящий ответ, Паскаль уже пересекал площадь, и мысли его были заняты новыми проблемами…