附錄帕斯卡爾的生平和科學(xué)貢獻(xiàn)

附錄帕斯卡爾的生平和科學(xué)奉獻(xiàn)附錄帕斯卡爾的生平和科學(xué)奉獻(xiàn)

十七世紀(jì)的法國基本上仍是一種封建農(nóng)一奴一制的國家，但新的資本主義生產(chǎn)關(guān)系已經(jīng)在封建制母體之內(nèi)開始滋長。生產(chǎn)技術(shù)上的需要，在自然斗爭的領(lǐng)域內(nèi)向先進(jìn)的科學(xué)家們提出了一系列的科學(xué)課題；意識(shí)形態(tài)上的需要，則在思想斗爭的領(lǐng)域內(nèi)向先進(jìn)的思想家們提出了一系列的思想課題。在這兩條戰(zhàn)線上，本書作者帕斯卡爾都占有重要的歷史地位。

帕斯卡爾166月19日生于法國奧維涅（Auvergne）州的克勒蒙－菲朗（Clermont－Ferrand）城；父親艾基納（EtiennePa－scal）為克勒蒙城法庭庭長，以博學(xué)出名。帕斯卡爾八歲時(shí)，舉家遷至巴黎。遷居巴黎后，艾基納和當(dāng)時(shí)社會(huì)上的科學(xué)家、作家和藝術(shù)家經(jīng)常一交一往，也常攜帶帕斯卡爾參加多個(gè)學(xué)術(shù)集會(huì)。帕斯卡爾自幼生長在學(xué)術(shù)氛圍濃厚的環(huán)境之中，并且受到他父親的嚴(yán)格教育而沒有受當(dāng)時(shí)流行的經(jīng)院教育；這為他后來的學(xué)術(shù)思想活動(dòng)發(fā)明了有利的條件。

幼年的帕斯卡爾顯示了他對研究自然的愛好和卓越的才干。十一歲時(shí)他寫了一篇有關(guān)聲學(xué)問題的論文，探討振動(dòng)體一經(jīng)摸觸立刻停止發(fā)音的因素。這篇文章給他父親以深刻的印象，以致父親怕他的智慧發(fā)展過早不利于成長而中斷向他專家?guī)缀螌W(xué)。但帕斯卡爾卻獨(dú)自鉆研幾何學(xué)并掌握了大量的幾何學(xué)知識(shí)。1639年帕斯卡爾十六歲時(shí)寫成有名的論文《圓錐曲線論》，其中提出以他的名字命名的定理。這個(gè)帕斯卡爾定理，帕斯卡爾稱之為“神秘的六邊形”，即圓或橢圓的任意內(nèi)接六邊形的三組對應(yīng)邊的一交一點(diǎn)是在一條直線上。《圓錐曲線論》繼承并發(fā)展了數(shù)學(xué)家德札爾格（Desarques，1593—1662）的工作，引出推論四百余條；笛卡爾看到后曾大為贊嘆。帕斯卡爾就這樣和笛卡爾、德札爾格一起開辟了近代的幾何學(xué)。從此帕斯卡爾在科學(xué)界顯露頭角，并與當(dāng)時(shí)有名的科學(xué)家和思想家笛卡爾、霍布斯、伽桑狄、德札爾格、費(fèi)瑪（Eermat，1601—1665）、梅爾森（Mersenne，1588—1648）、羅伯瓦（Roberval，1602—1675）等人建立了聯(lián)系；帕斯卡爾一生的科學(xué)工作和思想發(fā)展與這些人有著親密的關(guān)系。

1641年帕斯卡爾十八歲時(shí)，開始設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)；他曾先后草擬過五十種模型，終于根據(jù)齒輪系的轉(zhuǎn)動(dòng)原理制成了世界歷史上第一架計(jì)算機(jī)，能夠手搖計(jì)算出六位數(shù)字的加減法。計(jì)算機(jī)制造的成功是當(dāng)時(shí)國際科學(xué)上的一件大事。也是在這時(shí)候艾基納病中得到一種冉森派醫(yī)生的治療，于是舉家接受了冉森教義，這就是所謂帕斯卡爾的“第一次皈依”。

此后，帕斯卡爾開始從事大氣壓力的研究；在這個(gè)問題上，他完畢了由伽里略所開始并由伽里略的弟子托利拆里（Torricelli，1608—1647）所進(jìn)行的工作?？諝庥兄亓康氖聦?shí)至遲在1630年已經(jīng)被人懂得了；伽里略也懂得空氣是有重量的并做過測定空氣重量的實(shí)驗(yàn)，但是他沒有把水銀柱的高度和大氣壓力聯(lián)系在一起加以考察。1632年伽里略在他的著作中曾談到一抽一水機(jī)只能把水一抽一到一定高度為止，這個(gè)命題就在理論上蘊(yùn)涵了大氣壓力的問題在內(nèi)，但他在思想上卻仍然局限于“自然畏懼真空”的傳統(tǒng)觀念而未能對這一現(xiàn)象作出對的的解釋。1643年托利拆里用水銀柱做實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到不同氣候條件下氣壓的變化。托利拆里的實(shí)驗(yàn)開辟了人類流體力學(xué)研究的新時(shí)代，它決定一性一地證明了大氣是有壓力的，并且奠定了測量大氣壓力的基本辦法。但托利拆里對氣壓的觀念是含混的、不明確的，還沒有能擬定氣壓變化的規(guī)律。1646年二十三歲的帕斯卡爾重復(fù)做了托利拆里的實(shí)驗(yàn)。帕斯卡爾細(xì)心研究了水銀柱在多個(gè)高度不同的地方的變化，從而使氣壓及其變化的規(guī)律問題獲得了明確的科學(xué)概念。1647年帕斯卡爾請他的姐夫比里埃（Perier）分別在山頂和山腳用水銀柱重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察水銀柱高度的變化。帕斯卡爾已確知山腳的空氣要比山頂?shù)目諝鉂夂?，因此結(jié)論應(yīng)當(dāng)是水銀柱的高度在高處比在低處更低，亦即氣壓隨高度的增加而減小。1648年九月十九日比里埃在奧維涅州的普.德多姆山（PuydeDome，海拔1400公尺）按照帕斯卡爾的設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)證明在山腳和山頂水銀柱的高度相差3．15時(shí)，使得當(dāng)時(shí)在場的實(shí)驗(yàn)者們驚嘆不止。這個(gè)實(shí)驗(yàn)震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，并且得到科學(xué)界的公認(rèn)（它同時(shí)也標(biāo)志著科學(xué)中心在十七世紀(jì)中葉由意大利轉(zhuǎn)移至西北歐）。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，帕斯卡爾寫成他的《液體平衡論》和《大氣重力論》兩部著作，確立了大氣壓力的理論與流體靜力學(xué)的基本規(guī)律。

1648年的實(shí)驗(yàn)是科學(xué)革命史上最動(dòng)人心弦的實(shí)驗(yàn)之一。

它是自從阿基米得以來流體靜力學(xué)歷史上最重要的進(jìn)步，同時(shí)它也是長久以來“在普遍的革命中發(fā)展著，并且它本身便是徹底革命的”新興科學(xué)向舊思想意識(shí)作戰(zhàn)又一次光輝的勝利；它證明了水銀柱的高度是大氣壓力作用的成果，從而徹底粉碎了經(jīng)院哲學(xué)中“自然畏懼真空”的古老教條。帕斯卡爾的真空實(shí)驗(yàn)對近代思想所起的解放作用，能夠和伽里略的落體實(shí)驗(yàn)相媲美；兩人同樣以自多德的教條這一長久以來廣泛流傳的故事，卻并沒有任何文獻(xiàn)上的根據(jù)。（可參看伽里略，《兩大世界體系對話錄》，加州大學(xué)版，1953年。頁xxiHi。）己的實(shí)驗(yàn)打破了中世紀(jì)思想的束縛，開辟了近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)和思想辦法的新紀(jì)元。這一成功標(biāo)志著思想領(lǐng)域內(nèi)兩條路線斗爭的新高一潮：一條路線是由伽里略所開始的近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的路線，另一條則是傳統(tǒng)中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的路線。帕斯卡爾就這樣以其科學(xué)實(shí)驗(yàn)、以普通過觀察與實(shí)驗(yàn)所總結(jié)的自然界的客觀規(guī)律而有力地保衛(wèi)并發(fā)展了近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的路線。

隨著這一實(shí)驗(yàn)的成功，帕斯卡爾并且從思想辦法的高度上總結(jié)出一套卓越的認(rèn)識(shí)論理論。在題名為《真空論》的論文里，帕斯卡爾鋒利地攻擊了當(dāng)時(shí)“哲學(xué)上的權(quán)威”，并提出以下的論點(diǎn)：

（一）墨守古代權(quán)威的教條，絕不是追求真理的態(tài)度。他說：“我們今天對古人的崇拜——原來在各個(gè)學(xué)科上，它都不應(yīng)當(dāng)含有這樣大的份量的——已經(jīng)到了這樣的地步，竟致把他的全部思想和神話當(dāng)成了神諭，竟致勇于提出新的創(chuàng)見來就不能沒有危險(xiǎn)，竟致一種作家的條文就足以摧毀最堅(jiān)強(qiáng)有力的根據(jù)”。這里的“一種作家”即指亞里士多德；亞里士多德的教條在中世紀(jì)是被經(jīng)院學(xué)者奉為權(quán)威的。帕斯卡爾果斷反對經(jīng)院哲學(xué)的這種崇古風(fēng)尚。他認(rèn)為古人的權(quán)威只能在神學(xué)和歷史學(xué)，亦即在憑啟示與記述的知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)，才干成為根據(jù)；“但在屬于感覺與推理的題目上，情形就不同了，在這里權(quán)威是毫無用處的，唯有理智才干認(rèn)識(shí)它”。事實(shí)與否認(rèn)不了的；因此，他的結(jié)論是我們決不可盲從古人與教條，一切科學(xué)真理唯有依靠實(shí)驗(yàn)和推理才干臻于完善，這是“科學(xué)的唯一準(zhǔn)則”。

（二）人和動(dòng)物不同。動(dòng)物的能力和技巧只是出于天然的需要，它們并不知其因此然，因而只能盲目地不自覺地重復(fù)。

人則能夠積累前人的經(jīng)驗(yàn)，因而含有無窮的能力。積累是無止境的。古人若是活在今天，有著今天憑借，也會(huì)像今人同樣高明。這并不是今人有什么特殊的優(yōu)秀，而是人類歷史進(jìn)步過程的自然成果。人類綿延相續(xù)，其情形正如一種永生不死的人在永遠(yuǎn)不停地進(jìn)步同樣。崇拜古人是錯(cuò)誤的，由于古人事實(shí)上只是嬰兒。古人的知識(shí)也不應(yīng)當(dāng)加以蔑視，這是“由于他們留給我們的知識(shí)，能夠作我們自己知識(shí)的墊腳石”。學(xué)一習(xí)一古人乃是為了超越古人，因此不應(yīng)當(dāng)盲從古人。今人由于積累了更多的知識(shí)而超出于古人之上；“我們的見解更廣”，“我們看到的比他們更多”。因此，應(yīng)當(dāng)加以崇拜的并不是古人而是今人；可是人們卻又何其顛倒：“反對古人竟成了罪行，補(bǔ)充古人竟成了叛逆，竟仿佛古人再也沒有留下來任何有待后人加以認(rèn)識(shí)的真理似的”。我們不應(yīng)當(dāng)崇尚古人而應(yīng)當(dāng)崇尚真理。真理盡管是新發(fā)現(xiàn)，但它卻比一切古人和古人的意見都更為古老。

（三）“自然畏懼真空”的教條是荒唐的。1648年的實(shí)驗(yàn)證明水銀柱的高度是被大氣壓力所支持，而不是由于什么“自然畏懼真空”的緣故。帕斯卡爾責(zé)問道：“說沒有生命的物體也有感情和畏懼，說沒有知覺、沒有生命、甚至于不可能有生命的物體也有感情，還有什么能比這種說法更加荒唐的呢？并且，如果這種畏懼的對象果真是真空的話，那末真空又有什么能夠使它們膽怯的呢？還有比這更無聊、更可笑的事情嗎？不僅如此，如果它們體內(nèi)真有逃避真空這樣一條原則的話，難道說它們也有手，有腳，有肌肉，有神經(jīng)嗎”？

毫無疑問，自然本身是沒有生命的，它絕不會(huì)畏懼什么真空。

所謂“自然畏懼真空”，只是古人在他們當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)條件之下對自然所做的解釋。

這篇論文里不僅包含有他非?？少F的辦法論，即認(rèn)識(shí)真理不能僅憑信仰與教條而須依靠理智進(jìn)行觀察與實(shí)驗(yàn)；并且也包含有他的歷史進(jìn)步觀，即人類的認(rèn)識(shí)是不停積累的，歷史是不停邁進(jìn)的。文中充滿了戰(zhàn)斗一精一神，對封建經(jīng)學(xué)籠罩之下的頑固思想進(jìn)行了嚴(yán)肅的批判。但同時(shí)也能夠看到，即使論文以其頌今非古的宣言打破了一向的迷信，解放了人們的思想，提出了有關(guān)科學(xué)辦法的理論，因而成為十七世紀(jì)思想史與科學(xué)史上的一篇里程碑式的重要宣言；然而在主動(dòng)因素之外，其中也透露出了確鑿的認(rèn)識(shí)乃是不可能的這樣一種消極思想的萌芽。這一思想上的矛盾在十年后來的《思想錄》一書中，得到更進(jìn)一步的體現(xiàn)。

和這個(gè)實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，帕斯卡爾還構(gòu)想了一種逆實(shí)驗(yàn)，即以氣壓計(jì)的變化來測量山的高度；這個(gè)逆實(shí)驗(yàn)的工作后來由法國科學(xué)家馬略特（Mariotte，1620—1684）所完畢。帕斯卡爾又以大氣壓力解釋虹吸現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)氣壓的變化與氣候條件有關(guān)，這對后來氣象學(xué)的發(fā)展含有巨大的啟蒙意義。

進(jìn)行了氣壓實(shí)驗(yàn)之后，帕斯卡爾就轉(zhuǎn)而研究液體平衡的普通規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)了流體靜力學(xué)最基本的原理，即封閉器內(nèi)流體任何一點(diǎn)所受的壓力以同等的強(qiáng)度向各個(gè)方向同樣地傳遞；這就是有名的“帕斯卡爾定理”。這一定理的發(fā)見有著極大的理論上與實(shí)踐上的價(jià)值，它奠定了近代流體力學(xué)的基礎(chǔ)。

進(jìn)行過一種時(shí)期的流體力學(xué)的研究，帕斯卡爾又回到數(shù)學(xué)工作上來。與帕斯卡爾同時(shí)而稍早的意大利數(shù)學(xué)家加伐麗麗（Cava－lieri，1598—1647）曾經(jīng)提示過三角形的面積能夠用劃分為無數(shù)平行直線的方法來計(jì)算。帕斯卡爾在這個(gè)基礎(chǔ)上做出了重大的新奉獻(xiàn)。他指出加伐麗麗所謂的直線事實(shí)上乃是細(xì)小的長方形，由此遂造成了極限與無窮小的觀念。這一不朽的研究開辟了近代的數(shù)學(xué)辦法，為后來的微分積分學(xué)掃清了道路。

另外，帕斯卡爾還從事多方面的科學(xué)研究與技術(shù)設(shè)計(jì)。十七世紀(jì)在某些科學(xué)史著作中曾有“天才的世紀(jì)”之稱。還在青年時(shí)代，帕斯卡爾就以他的光輝的科學(xué)奉獻(xiàn)而側(cè)身于十七世紀(jì)的天才的行列。但“天才的世紀(jì)”的天才行列并不是憑空涌現(xiàn)的，它是新的資本主義生產(chǎn)方式刺激的成果。海外航行刺激了天文學(xué)的建立，水利工程刺激了流體力學(xué)的出現(xiàn)，機(jī)器的采用“對當(dāng)時(shí)的大數(shù)學(xué)家來說……就是使近代力學(xué)得以發(fā)明出來的實(shí)際支點(diǎn)和刺激”。沒有這個(gè)社會(huì)物質(zhì)基礎(chǔ)，十七世紀(jì)就不會(huì)舉辦近代科學(xué)的奠基禮。

帕斯卡爾這些豐富的科學(xué)研究工作，是在疾病不停纏繞、身一體極其衰弱的狀況下進(jìn)行的。從十八歲起，他就沒有一天不在病中，二十四歲時(shí)又曾因中風(fēng)而癱瘓。這段時(shí)期內(nèi)，他和父親與妹妹雅克琳（Jacqueline）同住在一起，受到他們兩人的影響，逐步注意思想和信仰的問題。

1651年他的父親逝世，接著妹妹又入波羅雅爾修道院。從這時(shí)候到1654年為止的兩三年間，帕斯卡爾（28歲—31歲）獨(dú)居巴黎，過著世俗生活?，F(xiàn)存的《一愛一情論》一文，大多數(shù)研究者都認(rèn)為是帕斯卡爾的著作，并且是這一世俗生活時(shí)期的作品；這篇文章全文洋溢著伊璧鳩魯主義的一精一神，表明他的冉森主義的思想已經(jīng)遭遇危機(jī)。這時(shí)，他和當(dāng)時(shí)的無神論者、自一由思想者、人一性一學(xué)者戴巴魯（DesBarreaux，1602—1673）、米東（Miton）默雷（Méré，1610—1684）等人一交一游，特別受默雷的影響；同時(shí)他又進(jìn)一步鉆研從艾比克泰德（Epictetus，50—135？）至蒙田（Montaigne，1533—1592）等人的著作。他在科學(xué)中、在哲學(xué)中、在沉思生活中又在世俗生活中，探求世界的真理問題和人生的幸福問題，并且往而不返地求之不倦。這一段時(shí)期的世俗生活使他有機(jī)會(huì)比較進(jìn)一步地觀察形形色一色的社會(huì)生活與人世現(xiàn)象，從而為后來的《思想錄》提供了多方面的素材。世俗生活的另一種側(cè)面，賭一博，則誘導(dǎo)了他著手研究概率論。

帕斯卡爾和費(fèi)瑪兩人是概率論這一學(xué)科的創(chuàng)立人。據(jù)萊布尼茨說，十七世紀(jì)的數(shù)學(xué)家們是從計(jì)算賭一博中的機(jī)遇而開始奠定概率論的。帕斯卡爾的友人而兼賭客的默雷提出了以下的問題：賭一博進(jìn)行到任何一定階段而告中斷時(shí)，其勝負(fù)的機(jī)遇應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算？這個(gè)問題在當(dāng)時(shí)的學(xué)者中間曾轟動(dòng)一時(shí)；

帕斯卡爾就這樣被引入概率論的研究。帕斯卡爾曾把自己的研究告知費(fèi)瑪，兩人分別得出了自己的解答。萊布尼茨于1672—1676年僑居巴黎時(shí)讀到帕斯卡爾的研究成果，深刻地意識(shí)到這一門“新邏輯學(xué)”的重要一性一，并且進(jìn)行了認(rèn)真的研究。繼帕斯卡爾、費(fèi)瑪和萊布尼茨之后，歷代的數(shù)學(xué)家如惠更斯、雅貝努義、德麻福、拉卜拉司等人，都曾繼續(xù)研究過并發(fā)展了概率論。由帕斯卡爾所開創(chuàng)的這一學(xué)科在近代科學(xué)技術(shù)的許多部門日愈獲得廣泛的應(yīng)用，對于近代理論科學(xué)和哲學(xué)思想也有巨大的啟發(fā)，它的重要的意義和價(jià)值已經(jīng)為后來的科學(xué)實(shí)踐所證明。

帕斯卡爾的世俗生活時(shí)期也是他豐富的科學(xué)創(chuàng)作時(shí)期。

他的兩篇著作《大氣重力論》與《液體平衡論》均于1653年問世；第二年他又完畢了一系列數(shù)論和概率論的研究工作，代數(shù)學(xué)上沿用至今的有名的“帕斯卡爾三角形”（即二項(xiàng)式系數(shù)的三角形排列法）就是在這一年提出的。

1654年11月23日帕斯卡爾乘馬車遇險(xiǎn)，兩匹馬均墜死巴黎賽納河中，而帕斯卡爾本人卻奇跡般地幸免于難。這次事故刺激他經(jīng)歷了一番特殊的內(nèi)心經(jīng)驗(yàn)，這就是一向某些帕斯卡爾研究者所謂的“第二次皈依”。此后，帕斯卡爾即入居波－羅雅爾修道院，終其它生全心全意地追求宇宙與人生的真理，并且是在激烈的斗爭與痛苦之中追求著的。冉森派的風(fēng)格是強(qiáng)調(diào)理智的，帕斯卡爾所遵照的基本路線也是理智的而非經(jīng)院的，是哲學(xué)的、思考的，而非神學(xué)的、教條的。他短促一生的晚年所寫的幾部重要著作——1655年的《與沙西先生的談話》，1656—1657年的《致外省人信札》與1658年開始寫作的《思想錄》——都反映著這一思想特點(diǎn)。

自從投石一黨一被鎮(zhèn)壓之后，耶穌會(huì)在法國的活動(dòng)加強(qiáng)了。在十七世紀(jì)法國思想戰(zhàn)線上的那場鋒利斗爭中，即冉森派對抗耶穌會(huì)的理論斗爭中，帕斯卡爾作為冉森派突出的辯護(hù)人，曾以俗人的身份前后寫了十八封抨擊耶穌會(huì)的信。這十八封信成為當(dāng)時(shí)反耶穌會(huì)的教權(quán)思想統(tǒng)治的重要?dú)v史文獻(xiàn)，對新興的人文主義思想起了鼓舞作用。這部《致外省人信札》和后來的《思想錄》，以篇論戰(zhàn)的鋒芒和思想的深邃以及文筆的流暢雋永已經(jīng)成為思想文化史上的古典著作，它們對后世有著深遠(yuǎn)的影響。

就在沉耽于哲學(xué)與宗教沉思的時(shí)期，他也沒有放棄他的科學(xué)研究工作。他的《數(shù)學(xué)三角形論》經(jīng)費(fèi)瑪修訂后于1665年出版，書中第一次奠定了有關(guān)數(shù)學(xué)歸納法的證明辦法。他晚年研究得最多和奉獻(xiàn)最大的科學(xué)問題是旋輪線的問題。旋輪線的研究提供了十七世紀(jì)由于工業(yè)技術(shù)的發(fā)展“運(yùn)動(dòng)和辯證法便進(jìn)入了數(shù)學(xué)”的光輝例證，并為后來牛頓和萊布尼茲的工作奠定了基礎(chǔ)。旋輪線是當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)界最有名的曲線，笛卡爾、托利拆里、費(fèi)瑪?shù)热硕荚眯你@研過；他則解決了當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是最困難的求積問題。隨著這一問題的解決，他又提出了一系列的其它問題向科學(xué)界挑戰(zhàn)，惠更斯等人都參加應(yīng)戰(zhàn)，他也公布了他本人對于這些問題的解法。這些研究直接促