Блез Паскаль

Будущий математик и физик родился 19 июня 1623 г. во французском городе Клермон-Ферран. Отец Блеза, Этьен, служил председателем налогового управления, а мать занималась домом и четырьмя детьми.

Когда Блезу исполнилось три года, его мама умерла, и за воспитание детей взялся отец. Этьен хорошо разбирался в математике. Именно он открыл «улитку Паскаля» — особый вид кривой, образованной точкой внутри окружности, вращающейся вокруг другой окружности. Поэтому обучать отпрысков решил на дому. Согласно его программе, Блез должен был познакомиться с древними языками в 12-летнем возрасте, а через три года приступить к изучению математики. Однако мальчик оказался настоящим вундеркиндом. Очень любознательный, он слишком рано, по меркам Паскаля-старшего, заинтересовался литературой (в частности книгами древних философов) и науками, а за обеденным столом постоянно выспрашивал отца о сложении и вычитании чисел.

Однажды Блез спросил родителя, что такое геометрия. Тот описал эту науку как «способ чертить правильные фигуры и находить между ними пропорции». Тогда мальчик взял уголек и принялся рисовать на полу треугольники, квадраты и окружности, называя линии «палочками», а круги — «колечками». Вообще, юный Паскаль всегда пытался найти объяснение вроде бы обыденным явлениям. Например, когда за столом кто-то ударял ложкой о чашку, издавая мелодичный звук, мальчик прикасался к чашке пальцем — и звон стихал. Блез задумался над объяснением странного явления, и впоследствии эти размышления стали основой его «Трактата о звуках».

В 14-летнем возрасте Блез начал посещать еженедельные лекции французского математика и теоретика музыки Марена Мерсенна, который вел дружескую переписку со многими великими современниками, в т. ч. Галилео Галилеем (позже из этих собраний математиков образовалась Французская академия наук). Во время семинаров Паскаль познакомился с геометром Дезаргом и взялся изучать его труды. Рукописи Дезарга были написаны сложным языком, поэтому Блез упростил его формулы и в 17 лет написал свой первый трактат — «Опыт теории конических сечений». Именно там юный ученый изложил теорему, описывающую построение кривой, образованной в результате пересечения конуса плоскостью, по пяти точкам. Позже этот принцип был назван в его честь теоремой Паскаля.

Зимой 1640-го Блез переехал в столицу Нормандии — Руан, где работал его отец. Увидев, как Паскаль-старший делает расчеты в столбик, юноша решил создать «суммирующую машину»: устройство, которое могло бы прибавлять и отнимать. Изобретение Блеза состояло из целого ряда зубчатых колесиков, каждое из которых было помечено числами от нуля до девяти. Полный оборот одного колесика приводил в движение соседнее, что позволяло производить расчеты с шестизначными числами. Хотя работать с такой машиной было трудновато, она стала важным этапом в последующем развитии калькуляторов и компьютеров.

В 24-летнем возрасте Паскаля разбил паралич, и он углубился в изучение религиозной литературы. А год спустя присоединился к янсенистам — группе католиков, веривших в определенные доктрины. Например, что «Бог сотворил внутри сердца каждого человека пустоту, и она не может быть заполнена ничем другим, как Богом Творцом, которого можно узнать через Иисуса Христа».

Однако научную деятельность Паскаль не оставил. Узнав об опытах итальянского ученого Торричелли с трубкой, наполненной ртутью, он попросил своего родственника подняться на вершину вулкана Пюи-де-Дом с такой же трубкой. Разница уровней ртути на вершине горы и у ее подножья составила примерно 8 сантиметров. Этот эксперимент доказал, что по мере увеличения высоты атмосферное давление снижается, а столбик с ядовитым металлом удерживается давлением воздуха, который имеет собственную плотность и массу. Также ученый подтвердил целесообразность использования барометра для определения погодных условий, поскольку показания прибора оказались чувствительны к изменениям влажности и температуры воздуха.

Значительный вклад внес Паскаль и в развитие гидростатики и гидродинамики. В частности, он выявил, что давление, действующее на жидкость в замкнутом пространстве, передается во всех направлениях — независимо от площади, на которую действует эта сила. Данный принцип, известный как закон Паскаля, лежит в основе гидравлического пресса, который тоже был сконструирован Блезом Паскалем. А еще в ходе экспериментов с жидкостями ученый изобрел шприц.

В математической работе «О характере делимости чисел» Паскаль определил алгоритм для вычисления признаков делимости одного целого числа на другое. Также Блез открыл несколько свойств циклоиды — кривой, образованной фиксированной точкой на окружности, которая катится по прямой. Это стало важным этапом развития дифференциального исчисления (применяемого для построения графиков экономической динамики, для измерения мгновенной скорости и пр.) и интегрального исчисления, необходимого для расчетов площади под кривой, пройденного пути при неравномерном движении, массы неоднородного тела и т. п.

В 1651 г. у Блеза умер отец, а его сестра Жаклин, которая была ему близким другом, ушла в монастырь. Чтобы отвлечься от грустных мыслей, Блез стал посещать светские мероприятия и предаваться азартным играм. Впрочем, даже развлекаясь, он не изменял науке. Так, во время игры в кости, вместе с другим математиком — Пьером де Ферма, Паскаль разработал теорию вероятности, создав «формулу игрока», которая выводилась из умножения коэффициента на количество возможно выигранных денег в ставке. А еще он придумал, как вычислять все возможные вероятности результатов с помощью… треугольника. По внешним сторонам обычного равнобедренного треугольника проставлялись единицы, а внутреннее пространство заполнялось числами, каждое из которых равнялось сумме пары вышестоящих чисел. Чтобы ответить, к примеру, на вопрос: «Если я хочу выбрать двух человек из четырех данных, сколько существует возможных пар?» — достаточно было найти 2-е число в 4-й строке фигуры. Впоследствии этот метод лег в основу всех систем страхования, а также нашел применение в разных направлениях науки (например, в квантовой физике, где поведение элементарных частиц можно описать с помощью вероятностей).

Пытаясь сконструировать механизм вечного двигателя, Паскаль использовал груз, который двигался по вращающемуся маховому колесу, — и мимоходом создал игровую рулетку. Кроме того, ученый сконструировал тачку с двумя ручками и одним колесом, а 18 марта 1662 г. по его инициативе в Париже пустили первый в мире общественный транспорт — омнибус, или многоместную повозку на конной тяге.

В 1654 г., чудом выжив в ужасной аварии, Паскаль полностью поменял свои взгляды на жизнь и посвятил себя тому, чтобы обращать людей к Спасителю. Ученый понял, что наука не может дать всех знаний — только «вера показывает нам то, чего не показывают чувства». В 1657 г., полемизируя с иезуитами по поводу религиозной этики и отстаивая превосходство веры над разумом, Паскаль создал шедевр французской сатирической прозы — «Письма к провинциалу».

Скончался Паскаль 19 августа 1662 г., на сороковом году жизни. В память об ученом, который поразил мир своими открытиями и при этом считал человека хрупким существом, балансирующим между двумя безднами — бесконечностью и ничтожеством, названы: кратер на Луне, университет во Франции, язык программирования Pascal и единица измерения давления.