□蘭州鐵路局建設集團總公司工程開發中心　李鋼

　　在（zài）國（guó）際單（dān）位製中，壓強的（de）單（dān）位是帕斯卡（Pa）。該單位（wèi）的命名（míng），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（qián）的6月19日，帕斯（sī）卡在（zài）法國奧弗涅的克萊蒙斐朗城誕生。他的父（fù）親在當地一家稅務局工作，通曉數學。他（tā）的母親在他很（hěn）小（xiǎo）的時候就去世了，父親承擔起了（le）撫養和教育他的責任。帕斯卡從小體弱多（duō）病，父親鑒於他身體虛（xū）弱，認為鑽（zuàn）研數（shù）學會（huì）傷（shāng）害小孩（hái）的（de）腦筋，於是不讓他接（jiē）觸數學，隻是（shì）教他一些語文和曆史知識。12歲那（nà）年，帕斯卡偶爾見到父親在讀幾何書，就問父親幾何學（xué）是什麽？父親告訴他幾何學是研究圖形的（de），父親的解答雖然簡單，卻使帕斯卡產生了興趣，他（tā）根據父親講解的那些簡單的幾何學知識，自己獨立鑽研幾（jǐ）何（hé）學，發現了歐幾裏（lǐ）得幾何學中一些重要定理。對於他的發現，父親驚喜交集。從此以後，父親轉變了態度，允許他學習數學。

　　帕（pà）斯卡確實很有數學天分，16歲那年，他就寫出了一（yī）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（shù）學上貢獻很多：在幾何上有（yǒu）帕斯卡定理；在代數上有帕斯卡三角（jiǎo）形；在計算工具方麵（miàn）發明（míng）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（jìn）代（dài）概率論奠（diàn）定了基礎；還十分接近於發現微積分。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（dào）了一些道理，於是後來建（jiàn）立了微積分理論。

　　帕斯卡對（duì）計量學的（de）貢獻主要（yào）表現在兩個方（fāng）麵，一是他用（yòng）實驗的方法，進一步（bù）闡明了大（dà）氣壓的本質；另一方麵是他揭示了液體（tǐ）內部壓強的性質。他（tā）的工作，為氣體和液體壓強的測定奠定了理（lǐ）論基礎。

　　在帕斯卡的時代（dài），人們對大（dà）氣壓（yā）的性質還不甚了解，亞裏士多德的“大自然厭（yàn）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歲的托裏（lǐ）拆利最（zuì）早提出了大氣壓的理論，並用實驗證實大氣壓的大小相當於76厘米高的汞柱產生（shēng）的壓強。托裏拆利的（de）實驗發表以後，人（rén）們承認他的實驗本身（shēn），但對他提出的玻璃（lí）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（shàng）方同樣充（chōng）斥著“氣（qì）”，這種“氣”是從液體中升上去的。帕（pà）斯卡讚成（chéng）托裏拆（chāi）利的解釋，為（wéi）了說明水銀柱上方的確是真空，他公開演示了托裏拆（chāi）利實（shí）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（tā）問人們，哪一根管子中的液（yè）體在實驗時（shí）會變得低一些？人們回答說：葡萄酒。因為葡（pú）萄酒比水更易揮（huī）發，會揮發出更多的氣體，從而把液柱壓下去。因為葡萄酒（jiǔ）比（bǐ）水更輕，帕斯卡（kǎ）在實驗中不得不使用了長達14米的管子（zǐ），以使葡萄酒液（yè）柱產生的壓強與外界大氣之間的壓力得（dé）以平衡。實（shí）驗結果與人們的（de）預期完全相反，裝有葡（pú）萄酒的那個管子裏的液柱比裝水的那個（gè）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（zhēn）空（kōng）。

　　如果液柱上方是真空的話，那隻有一種解釋：是（shì）周圍空氣的壓力即大氣壓支（zhī）持著液柱不下落。大氣（qì）壓的產生當然是由於大氣有重量，而如果大（dà）氣有（yǒu）重量，那麽它的重量（liàng）必然會隨著高度的增加（jiā）而下降，因為位置越（yuè）高（gāo），上麵的空氣就（jiù）越少。這就是說（shuō），位（wèi）置越高，大氣（qì）壓（yā）就越小（xiǎo）。這樣，如果能測出大氣壓隨高（gāo）度而（ér）變化的情況，就能揭示出大氣壓的本質。而要做這種測量，最好是沿（yán）著一座高山進行。帕（pà）斯卡的家鄉附近就有一座高（gāo）1000多米的多姆山，正好進（jìn）行（háng）這種測量。但帕斯卡因為體弱（ruò）多病，擔（dān）心自己不（bú）能爬山，於是（shì）請自己的姊夫弗洛蘭.佩（pèi）裏埃（Florin Perie）進行實地測（cè）試（shì）。佩裏埃用托裏拆利氣壓計在多姆山不同高度做了測（cè）試，測（cè）試結果（guǒ）表明，在山頂處水銀柱（zhù）長度（dù）比在山腳處短（duǎn）了8.5厘米。帕（pà）斯卡（kǎ）得到這個消息後，也在巴黎一座高約50米的塔上做了同樣的測試，也得到了肯定的（de）結果。

　　帕斯卡的實驗揭示了大氣壓的本質。由這些實驗出發（fā），他解釋了大氣壓強跟高（gāo）度變化的關係，提出了可以用氣（qì）壓變化（huà）來（lái）測定（dìng）山的高度的設想。他還發現了大氣壓（yā）高低（dī）跟天氣變化的關係，用（yòng）大（dà）氣壓解釋了虹吸原理，等等。他的（de）工（gōng）作引起人們的重視，他的解釋也得到人們的認可。從此，大（dà）自然害怕真空的說法，一去不（bú）再複返，對大（dà）氣壓的測量成為物理計（jì）量的重要內容（róng），帕斯卡也因對大氣壓本質的揭示而名垂青史。

　　帕斯卡並未就此止步，他希望能從更一般（bān）的流體平衡的觀點（diǎn）來看待真空問題。他的山（shān）頂實（shí）驗報告就采用了這樣的題目：“關於自然界（jiè）中最輕的流體空氣和最重的流（liú）體水銀之間的平衡問（wèn）題”。他就（jiù）對流體平衡問題的研究（jiū）得到了豐碩成（chéng）果。1653年左右，他完成了《論流（liú）體的平衡及（jí）空氣的重量》的（de）論（lùn）文，在（zài）論文中提出了一係列有關液體的重要規律，其中以帕斯卡原理最為著名。帕斯卡原理意思是說，加在密閉（bì）液體上的壓強，能夠保持其原來的大小通過液體向各個方向傳遞。帕（pà）斯卡是通過推理（lǐ）的方式得出這一結論的，他認為（wéi），由於液體具（jù）有（yǒu）連續性和流動性，加在液體上麵的壓（yā）強，自然（rán）要被傳遞到容器的所有部位。而（ér）且，由於液體（tǐ）的某一部分沒有任何理由向其他部分讓步（bù），因此，在傳遞過程中，外加壓強的（de）大小也必然保持不變。在此基礎上，他進一步描述了水壓機工作原（yuán）理、連通器工作原理等。這些原理，構成了（le）流體力學的（de）最基本（běn）的原理，現在人們進行（háng）液體壓強測試，很（hěn）多情況（kuàng）下依賴的（de）還是這些原理。所以，帕斯卡的發現，成（chéng）了後世人（rén）們進行相（xiàng）關物理計量時所依據的基本原理。今天，我們把他作為計量史上（shàng）的重要人物進（jìn）行紀念，主要原因也在於此。

　　帕斯卡一生身體虛弱，長期受嚴（yán）重頭痛的（de）困擾，去世時隻有39歲。他終生信仰宗教（jiāo），特別（bié）是1654年，他乘坐（zuò）的馬（mǎ）車發生事故，他差（chà）點送命。事後，他覺得（dé）大難不死，一定有神明庇（bì）護（hù），於是宗教信仰更加虔誠，從此以後，他把他短暫的餘生幾乎全部奉獻給了宗教（jiāo），沉溺於對神學（xué）的思考，發表了大量宗教著述。在這段時間，他隻有偶（ǒu）爾牙痛時才（cái）去想些數（shù）學問題，以此來忘掉痛苦。如果沒有病魔的折磨，如果他在生命的後半段用（yòng）更多的時間關注科學，他對科學的貢獻（xiàn）一定會更（gèng）大。