Блез Паскаль
Паскаль Блез (Blaise Pascal)
Человек поразительных интеллектуальных способностей, гениальный физик и математик, выдающийся философ и писатель, основатель современной гидравлики и вычислительной техники, один из самых великих ученых Франции — Блез Паскаль. Невероятно умный, любознательный и одаренный Блез Паскаль проявил свои незаурядные способности в раннем возрасте. Сегодня имя великого ученого носят единица измерения давления (1 Па), язык программирования «Паскаль» и университет в его родном городе и один из кратеров на Луне.
19 июня 1623 году в регионе Овернь (в то время — Клермон-Ферране) в семье дворянина, потомственного юриста родился Блез Паскаль. Здоровье новорожденного было таким слабым, что малыш не раз бывал близок к смерти. Отец, обеспокоенный здоровьем и жизнью любимого сына, запрещал ему заниматься даже геометрией. Однако это не стало преградой для пытливого ума мальчика. Узнав, что в геометрии есть окружности и прямые, Блез Паскаль принимается самостоятельно без учебников и учителей изучать эту сложную науку. Способный мальчик без труда доказал первые теоремы Евклида. Когда маленький Паскаль доказал 32-ю теорему (сумма углов треугольника всегда равна 180 градусам), отец, сраженный гениальностью сына, все же разрешил ему читать книги по математике.
В возрасте 18 лет Паскаль разрабатывает устройство, призванное облегчить рутинный труд отца по подсчету налогов. Долгие годы отец Паскаля считал в столбик. В 1642 году сын преподнес своему отцу первую в мире счетную машину, прототип современного калькулятора.
В основу своего «калькулятора» Паскаль положил принцип работы античного таксометра (машины для подсчета расстояния, пройденного экипажем. см. Трактат Витрувия «Об архитектуре», книга X, глава IX). В устройстве Паскаля было 2, а 6 колес для проведения счетных операций с шестизначными числами.
Однако колеса «паскалины» вращались лишь в одну сторону. Выполнить сложение чисел на такой машине не составляло труда, а вот вычитать было гораздо сложнее. Умножать и делить паскалина не могла. Но даже тех функций было достаточно, чтобы ускорить рутинный процесс подсчетов. К тому же машина никогда не ошибалась. Однако счетоводы того времени отказались воспользоваться удивительной машиной Паскаля. Они опасались, что после внедрения счетной машины большинство из них потеряют работу. Так продолжалось на протяжении двух столетий вплоть до середины ХIX века. В XVIII веке арифмометры Паскаля усовершенствовались. Они стали особенно популярны у моряков, артиллеристов и ученым, которым по долгу службы приходилось много считать.
Счётная машина Паскаля
В 1646 году Блез Паскаль начинает экспериментировать с барометром, так называемой «трубкой Торричелли». Опыт Галлилея Эванджелиста Торричели заключался в том, что запаянная с одного конца стеклянная трубка заполнялась ртутью, отверстие зажималось пальцем и опускалось в посуду с ртутью. После этого часть ртути из трубки вытекала в чашку, а над поверхностью жидкости в трубке оставался столбик ртути высотой примерно 76 см. Автор эксперимента, считал, что в запаянной части трубки над ртутью находится пустота, а столбик ртути зажимает в трубку давление атмосферного воздуха.
После ряда экспериментов с использованием вина и воды Паскаль пришел к иному выводу. По его предположению, атмосфера давит на более тяжелую жидкость так же, как и на более легкую. Поэтому давление заталкивает в трубку больше вина, чем воды, только потому, что вино легче. В ходе многочисленных опытов, Паскаль в 1647 году совершает открытие: давление воздуха и показания барометра зависят от погоды. Для доказательства своего открытия Паскаль сравнивает зависимость высоты подъема жидкости в трубке Торричелли от давления атмосферного воздуха. 19 сентября 1648 эксперименты Паскаля увенчались успехом. Проведенные исследования показали, что разница уровней ртути на вершине горы и в саду составляет 3 дюйма 11/2 линии. Более того, на верхних этажах высоких зданий атмосферное давление меньше, чем на мостовой.
В своем научном трактате с подробным описанием своих экспериментов Паскаль сформулировал закон физики, который в настоящее время носитего имя: на одинаковом расстоянии от центра Земли — в атмосфере или на дне водоема — давление одинаково. Паскаль также первым предложил метода определения высот с помощью барометрического выравнивания.
Активная научная деятельность Паскаля негативно сказалась на его слабом здоровье. В 1650 Паскаля поразил частичный паралич. Он практически не мог есть. Врачи поставили диагноз — болезнь нервов. Ученому было предписан отдых. В качестве развлечения Паскаль начинает посещать игорные дома.
Все это заинтересовало Паскаля и он задумал рассчитать с математической точностью вероятность выигрыша. Паскаль осмеливается рассчитать саму Фортуну. Для решения это дерзкой задачи Паскаль построил треугольник, который был известен еще в древности. Треугольник представлял собой пирамиду чисел, каждое из которых равно сумме двух, расположенных над ним.
Пользуясь пирамидой чисел можно с легкостью вычислить вероятность игры «Орел или решка». Бросая монетку один раз, возможны две вероятности, которые записаны в первой строке — 1:1. Если монету подбрасывают два раза, то ответ следует смотреть в третьей строке пирамиды: 1 шанс из четырех, что оба раза будет решка; 1 — что оба раза орел; и 2 шанса, таким образом, вероятность равна 50%.
На основе этого была разработана теория принятия решений, которая гласит: неблагоприятного исхода можно не опасаться, если вероятность его мала. А эту вероятность можно, оказывается, рассчитать по статистическим данным.
В основе современной экономики, маркетинга, страхования, биржевой игры и прочего лежит открытие Паскаля. Начиная с середины XVII века, при принятии решений люди оценивали в первую очередь вероятность разных исходов.
Кроме того, Паскалю принадлежит идея рулетки. Чтобы избавиться от невыносимой зубной боли Паскаль придумал новую азартную игру. Он просчитал вероятности выигрыша в лото с 36 билетами.
В отношении самого Паскаля открытие вероятности разных исходов стало поворотным моментов в его жизни. Он пришел к пониманию того, что самый большой выигрыш можно получить лишь в споре о том, существует ли Бог. Умозаключения по этому поводу Паскаль изложил в незавершенном сочинении «Мысли». Основная идея «Мыслей» такова: «Возможны два варианта — Бог или есть, или его нет. Проверить это на опыте мы не можем. Если он есть, то он вознаградит нас вечным блаженством за праведную жизнь. Если его нет, то все дозволено. Какую ставку сделать в этой игре? Грешник наслаждается лет 50, а потом горит в вечном огне. Разумнее вести себя по-христиански».
С этого момента Паскаль, поняв тщетность своих действий, перестает заниматься математической наукой. Посвятив свою жизнь изучению и обоснованию законов бездушной материи и математики, Паскаль осознал, что на самом деле его предназначением было спасение людей и приобщение их к вере.
На протяжении многих веков афористическое произведение Паскаля полное глубоких истин производят неизгладимое впечатление на читателей.