熱身進(jìn)行時(shí)

“蔥皮薄，暖冬到；蔥皮厚而硬，嚴(yán)冬則一定?！边@句古老的園丁押韻諺語(yǔ)中蘊(yùn)含著一些真理。夏季空氣和土壤的平均溫度不同，會(huì)對(duì)洋蔥的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。夏季空氣和土壤的溫度與即將到來(lái)的冬天的氣候情況是有聯(lián)系的?？茖W(xué)研究已證實(shí)其他一些植物也能夠提供預(yù)測(cè)天氣的線索。

全世界有7000多家氣象觀測(cè)站。除此之外，在運(yùn)輸船和飛機(jī)上還有成千上萬(wàn)的人定期收集天氣方面的數(shù)據(jù)。

在許多傳說(shuō)中，動(dòng)物能夠預(yù)測(cè)天氣情況?？茖W(xué)研究證明大部分傳說(shuō)并不準(zhǔn)確。例如：有人說(shuō)如果即將到來(lái)的冬天會(huì)特別冷的話，一些動(dòng)物就會(huì)長(zhǎng)出超厚的毛。這種說(shuō)法并不正確。黑尾鹿就是一種由于不能在需要時(shí)長(zhǎng)出超厚的毛而常常被凍死的動(dòng)物。

如果這一知識(shí)落入了無(wú)能的人的手中，會(huì)怎樣？從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)，控制天氣是有利還是有弊？在樹(shù)上的知了（可以在茂密的、灌木和2米或更高的樹(shù)上找到；它在每天的傍晚鳴叫）在8秒鐘內(nèi)鳴叫的次數(shù)。它鳴叫的次數(shù)加上4，就得到了以攝氏度為單位的氣溫度數(shù)。幾乎每次所得到的結(jié)果與真實(shí)值間的差異在1攝氏度之內(nèi)。隨著空氣溫度的升高，知了鳴叫的頻率也會(huì)加快。

“千帕”（Kilopascal）和“攝氏度”（Degrees Celsius）兩個(gè)單位是以從事氣象研究的兩位歐洲科學(xué)先驅(qū)的姓氏命名的。他們是瑞典天文學(xué)家安德斯·攝爾修斯（Anders Celsius）和法國(guó)科學(xué)家、哲學(xué)家布雷斯·帕斯卡（Blaise Pascal）。

如果科學(xué)家學(xué)會(huì)了控制天氣，世界會(huì)變成什么樣子？這意味著什么？人類控制天氣會(huì)影響自然的平衡嗎？我們?cè)撛鯓記Q定下雨或晴天的時(shí)間和地點(diǎn)呢？控制天氣是否有任何軍事或政治意義？

名人堂

安德斯·攝爾修斯（Anders Celsius）

安德斯·攝爾修斯

安德斯·攝爾修斯，瑞典物理學(xué)家、天文學(xué)家，瑞典科學(xué)院院士。1701年11月27日生于烏普薩拉。他曾在烏普薩拉大學(xué)學(xué)習(xí)，受父親影響，從事天文學(xué)、數(shù)學(xué)、地球物理和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)研究。年僅26歲便擔(dān)任了烏普薩拉科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，并在大學(xué)任教。1730—1744年任烏普薩拉大學(xué)教授，1740年兼任烏普薩拉天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)。

攝爾修斯在1733年于紐倫堡發(fā)表了他自己及其他人于1716年—1732年間一系列為數(shù)316宗的極光觀測(cè)。在巴黎他主張測(cè)量拉普蘭子午線一弧的長(zhǎng)度，并于1736年參與了法國(guó)科學(xué)院以此為目的籌備的考察。

自1732年至1736年期間，他離開(kāi)瑞典到國(guó)外訪問(wèn)，先后到柏林、紐倫堡、意大利和巴黎等地，廣泛地參觀訪問(wèn)了天文臺(tái)和著名科學(xué)家。1733年他把在北極觀察的北極光的情況收集成冊(cè)，在紐倫堡出版了叫《北極光觀測(cè)資料匯編》一書(shū)。他在意大利、巴黎訪問(wèn)期間，正趕上一場(chǎng)關(guān)于地球形狀的大論戰(zhàn)：巴黎一方認(rèn)為地球是一個(gè)縱長(zhǎng)的白蘭瓜型，而倫敦一方則認(rèn)為地球是兩極扁平的橫長(zhǎng)型。為了確定地球的形狀，考證牛頓關(guān)于地球赤道附近半徑大而兩極扁平的理論，法國(guó)巴黎科學(xué)院于1735年和1736年先后派出兩支科技隊(duì)伍，到赤道和北極圈內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模的地球緯度測(cè)量工作。攝爾修斯1735年去倫敦搞到了測(cè)量所需要的儀器，1736年便隨隊(duì)出發(fā)到北極圈進(jìn)行實(shí)測(cè)，1737年順利完成任務(wù)回國(guó)。這次論戰(zhàn)和實(shí)地測(cè)量的結(jié)果，說(shuō)明地球緯度1度的長(zhǎng)度越接近北極越長(zhǎng)，證實(shí)了牛頓力學(xué)理論的正確性，使牛頓力學(xué)在法國(guó)得到了廣泛的傳播。這里邊也有攝爾修斯的一份功勞。

安德斯·攝爾修斯在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于1741年創(chuàng)辦了烏普薩拉天文觀測(cè)站，并于1742年在一篇給瑞典皇家科學(xué)院的論文中提出了攝氏溫標(biāo)。1742年創(chuàng)立了攝氏溫標(biāo)，原本他的溫度計(jì)是以水的沸點(diǎn)為0度，而冰點(diǎn)則為100度。后來(lái)，這個(gè)溫標(biāo)于1745年由卡爾·林耐將其顛倒，并一直沿用至今。這是攝爾修斯對(duì)熱學(xué)不可磨滅的貢獻(xiàn)。同年，攝爾修斯發(fā)表了論文《溫度計(jì)中兩個(gè)不動(dòng)刻度的觀察》他把水銀溫度計(jì)插入正在熔解的雪中，定為冰點(diǎn)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)；然后又把溫度計(jì)插入沸騰的水中，定為沸點(diǎn)作為另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)（這其中實(shí)際上暗含了正常大氣壓這個(gè)條件）。并把冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間等分100度，所以攝氏溫標(biāo)又叫百分溫標(biāo)。為了避免測(cè)量低溫時(shí)出現(xiàn)負(fù)值，他把水的沸點(diǎn)定為零度，而冰點(diǎn)定為100度。到1750年根據(jù)他的同事M。施勒默爾的建議，把這種標(biāo)度倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，以冰點(diǎn)為零度，沸點(diǎn)為100度。開(kāi)始人們稱它為“瑞典溫度計(jì)”，大約在1800年人們才稱它為攝氏溫度計(jì)。1948年在巴黎召開(kāi)的第九屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)根據(jù)“名從主人”的慣例，把百分溫標(biāo)正式命名為“攝氏溫標(biāo)”，以紀(jì)念攝爾修斯。攝氏溫標(biāo)的單位是“攝氏度”，用℃表示。攝氏溫度現(xiàn)在仍然是世界通用的溫度數(shù)值表示方法。攝爾修斯對(duì)溫度計(jì)的制作和改進(jìn)，對(duì)促進(jìn)熱學(xué)的研究和發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

攝爾修斯還研究了沸點(diǎn)和氣壓的關(guān)系，證明了氣壓不變，液體的沸點(diǎn)也不變化。他還研究了不同液體混合后體積減小的現(xiàn)象。例如他把40單位體積的水和10單位體積的硫酸混合，結(jié)果只有48單位體積。

安德斯·攝爾修斯是科學(xué)領(lǐng)域中使用及發(fā)表仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)以求定義出國(guó)際溫標(biāo)的第一人。在他以瑞典語(yǔ)發(fā)表的論文《溫度計(jì)上兩個(gè)持續(xù)度數(shù)的觀測(cè)》中，他報(bào)告了檢查水的冰點(diǎn)是否跟緯度（或大氣壓力）無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)。他確定了水的沸點(diǎn)跟大氣壓力的關(guān)系（跟現(xiàn)代數(shù)據(jù)非常吻合）。他還給出一條若氣壓跟某標(biāo)準(zhǔn)氣壓不同時(shí)量度沸點(diǎn)用的定律。

名人堂

布雷斯·帕斯卡（Blaise Pascal）

布雷斯·帕斯卡

布雷斯·帕斯卡，法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、思想家。帕斯卡生于法國(guó)多姆山省奧弗涅地區(qū)的克萊蒙，從小體質(zhì)虛弱，三歲喪母。父親艾基納（1588年—1651年）是一個(gè)小貴族，擔(dān)任地方法官的職務(wù)，是一位數(shù)學(xué)家和拉丁語(yǔ)學(xué)者。布萊士·帕斯卡是杰奎琳·帕斯卡和另外兩個(gè)姐妹（只有其中之一，潔柏特活過(guò)童年）的兄弟。母親死后，父親就辭去了法官職務(wù)。

1623年6月19日誕生于法國(guó)多姆山省克萊蒙費(fèi)朗城。帕斯卡沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的學(xué)校教育。他4歲時(shí)母親病故，由受過(guò)高等教育、擔(dān)任政府官員的父親和兩個(gè)姐姐負(fù)責(zé)對(duì)他進(jìn)行教育和培養(yǎng)。他父親是一位受人尊敬的數(shù)學(xué)家，在其精心地教育下，帕斯卡很小時(shí)就精通歐幾里得幾何，他自己獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)出歐幾里得的前32條定理，而且順序也完全正確。

11歲的帕斯卡在廚房外邊玩，聽(tīng)到廚師把盤(pán)子弄得丁丁當(dāng)當(dāng)?shù)仨?。這聲音引起了帕斯卡的注意。他想，要是敲打發(fā)出聲音的話，為何刀一離開(kāi)盤(pán)子以后，聲音不馬上消失呢？他就自己做實(shí)驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn)盤(pán)子被敲打以后，聲音不斷，但是只要用手一按盤(pán)子邊，聲音就立刻停止。帕斯卡高興地發(fā)現(xiàn)，原來(lái)聲音最要緊的是震動(dòng)，不是敲打。打擊停止了，只要震動(dòng)不停止，還能發(fā)出聲音來(lái)。這樣，帕斯卡就發(fā)現(xiàn)了聲學(xué)的震動(dòng)原理，開(kāi)始了科學(xué)的探索。

12歲的帕斯卡獨(dú)自發(fā)現(xiàn)了“三角形的內(nèi)角和等于180度”后，開(kāi)始師從父親學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。1631年帕斯卡隨家移居巴黎。父親發(fā)現(xiàn)帕斯卡很有出息，在他16歲那年，滿心喜歡地帶他參加巴黎數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家小組（法國(guó)巴黎科學(xué)院的前身）的學(xué)術(shù)活動(dòng)，讓他開(kāi)開(kāi)眼界，17歲時(shí)帕斯卡寫(xiě)成了數(shù)學(xué)水平很高的《圓錐截線論》一文，這是他研究德扎爾格關(guān)于綜合射影幾何的經(jīng)典工作的結(jié)果。

1631年帕斯卡全家移居巴黎。艾基納自己教育帕斯卡并且常與巴黎一流的幾何學(xué)家如馬蘭·梅森、伽桑狄、德扎爾格和笛卡爾等人交談，小帕斯卡也在此時(shí)表現(xiàn)出在數(shù)學(xué)上很高的天賦。11歲時(shí)小帕斯卡寫(xiě)了一篇關(guān)于振動(dòng)與聲音的關(guān)系的文章，這使得艾基納擔(dān)心兒子會(huì)影響希臘和拉丁文的學(xué)習(xí)，于是禁止他在15歲前學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。一天，艾基納發(fā)現(xiàn)布萊士（當(dāng)時(shí)12歲）用一塊煤在墻上獨(dú)立證明三角形各角和等于兩個(gè)直角。從那時(shí)，帕斯卡被允許學(xué)習(xí)歐幾里德幾何。

小帕斯卡對(duì)德扎爾格的著作特別感興趣。在德扎爾格思想的影響下，帕斯卡16歲寫(xiě)成《論圓錐曲線》。這本書(shū)的大部分已經(jīng)散失，但是一個(gè)重要結(jié)論被保留了下來(lái)，即“帕斯卡定理”。笛卡爾對(duì)此書(shū)大為贊賞，但是不敢相信這是出自一個(gè)16歲少年之手1641年帕斯卡又隨家移居魯昂。1642年—1644年間幫助父親做稅務(wù)計(jì)算工作時(shí)，帕斯卡發(fā)明了加法器，這是世界上最早的計(jì)算器，現(xiàn)陳列于法國(guó)博物館中。1610年他接受了宗教教義，但仍致力于科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，到1653年之間，帕斯卡集中精力進(jìn)行關(guān)于真空和流體靜力學(xué)的研究，取得了一系列重大成果。

1647年重返巴黎居住。他根據(jù)托里拆利的理論，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，1647年的實(shí)驗(yàn)曾轟動(dòng)整個(gè)巴黎，他自己說(shuō)：他的實(shí)驗(yàn)根本指導(dǎo)思想是，反對(duì)“自然厭惡真空”的傳統(tǒng)觀念。1647年到1648年，他發(fā)表了有關(guān)真空問(wèn)題的論文。1648年帕斯卡設(shè)想并進(jìn)行了對(duì)同一地區(qū)不同高度大氣壓強(qiáng)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了隨著高度降低，大氣壓強(qiáng)增大的規(guī)律。在這幾年中，帕斯卡在實(shí)驗(yàn)中不斷取得新發(fā)現(xiàn)，并且有多項(xiàng)重大發(fā)明，如發(fā)明了注射器、水壓機(jī)，改進(jìn)了托里拆利的水銀氣壓計(jì)等。1649年到1651年，帕斯卡同他的合作者皮埃爾（Perier）詳細(xì)測(cè)量同一地點(diǎn)的大氣壓變化情況，成為利用氣壓計(jì)進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)的先驅(qū)。1651年帕斯卡開(kāi)始總結(jié)他的實(shí)驗(yàn)成果，到1654年寫(xiě)成了《液體平衡及空氣重量的論文集》，1663年正式出版。此后帕斯卡轉(zhuǎn)入了神學(xué)研究，1655年他進(jìn)入神學(xué)中心披特壘阿爾。他從懷疑論出發(fā)，認(rèn)為感性和理性知識(shí)都不可靠，從而得出信仰高于一切的結(jié)論。

1646年前帕斯卡一家都信奉天主教。由于他父親的一場(chǎng)病，使他同一種更加深?yuàn)W的宗教信仰方式有所接觸，對(duì)他以后的生活影響很大。帕斯卡和數(shù)學(xué)家費(fèi)馬通信，他們一起解決某一個(gè)上流社會(huì)的賭徒兼業(yè)余哲學(xué)家送來(lái)的一個(gè)問(wèn)題，他弄不清楚他賭擲三個(gè)骰子出現(xiàn)某種組合時(shí)為什么老是輸錢(qián)。在他們解決這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，奠定了近代概率論的基礎(chǔ)。在他短暫的一生中作出了許多貢獻(xiàn)，以在數(shù)學(xué)及物理學(xué)中的貢獻(xiàn)最大。1646年他為了檢驗(yàn)意大利物理學(xué)家伽利略和托里拆利的理論，制作了水銀氣壓計(jì)，在能俯視巴黎的克萊蒙費(fèi)朗的山頂上反復(fù)地進(jìn)行了大氣壓的實(shí)驗(yàn)，為流體動(dòng)力學(xué)和流體靜力學(xué)的研究鋪平了道路。實(shí)驗(yàn)中他為了改進(jìn)托里拆利的氣壓汁，他在帕斯卡定律的基礎(chǔ)上發(fā)明了注射器，并創(chuàng)造了水壓機(jī)。

1647—1648年，他發(fā)表了有關(guān)真空問(wèn)題的論文。他關(guān)于真空問(wèn)題的研究和著作，更加提高了他的聲望。1648年帕斯卡設(shè)想并進(jìn)行了對(duì)同一地區(qū)不同高度大氣壓強(qiáng)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了隨著高度降低，大氣壓強(qiáng)增大的規(guī)律。在這幾年中，帕斯卡在實(shí)驗(yàn)中不斷取得新發(fā)現(xiàn)，并且有多項(xiàng)重大發(fā)明，如發(fā)明了注射器、水壓機(jī)，改進(jìn)了托里拆利的水銀氣壓計(jì)等。帕斯卡完成了由意大利著名科學(xué)家伽里略所開(kāi)始并由伽里略的弟子托利拆里（Torricelli，1608-1647）所進(jìn)行的工作。空氣有重量的事實(shí)早在1630年已經(jīng)為人所知。1643年托利拆里用水銀柱做實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到不同天氣條件下氣壓的變化。托利拆里的實(shí)驗(yàn)證明了大氣是有壓力的，并且確定了測(cè)量大氣壓力的基本方法。但托利拆里對(duì)氣壓的觀念是含混不清的，他沒(méi)能發(fā)現(xiàn)氣壓變化的規(guī)律。1646年帕斯卡重復(fù)做了托利拆里的實(shí)驗(yàn)。帕斯卡仔細(xì)地研究了水銀柱在各種高度和不同地方的變化，對(duì)氣壓及其變化的規(guī)律有了深刻的認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，帕斯卡還對(duì)真空的問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。到1647年，帕斯卡已經(jīng)證明了真空的存在。不過(guò)，當(dāng)時(shí)很多人卻并不相信這一點(diǎn)。如笛卡爾就對(duì)帕斯卡的結(jié)論不以為然并大加譏諷，說(shuō)他“頭腦里真空太多了”。1648年9月19日帕斯卡的姐夫比里埃在多姆山（海拔1400米左右）按照帕斯卡的設(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英寸。這個(gè)實(shí)驗(yàn)取得了空前的成功，并震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。今天我們使用的國(guó)際單位制中的壓強(qiáng)氣壓?jiǎn)挝慌粒ㄅ了箍ǎ┚褪歉鶕?jù)他的名字命名的。

他關(guān)于真空問(wèn)題的研究和著作，更加提高了他的聲望。他從小就體質(zhì)虛弱，又因過(guò)度勞累而使疾病纏身。然而正是他在病休的1651—1654年間，緊張地進(jìn)行科學(xué)工作，寫(xiě)成了關(guān)于液體平衡、空氣的重量和密度及算術(shù)三角形等多篇論文，后一篇論文成為概率論的基礎(chǔ)。在1655~1659年間還寫(xiě)了許多宗教著作。晚年，有人建議他把關(guān)于旋輪線的研究結(jié)果發(fā)表出來(lái)，于是他又沉浸于科學(xué)興趣之中，但從1659年2月起，病情加重，使他不能正常工作，而安于虔誠(chéng)的宗教生活。最后，在巨大的病痛中逝世。

1662年8月19日帕斯卡逝世，終年39歲。后人為紀(jì)念帕斯卡，用他的名字來(lái)命名壓強(qiáng)的單位，簡(jiǎn)稱“帕”。

帕斯卡（符號(hào)Pa）是國(guó)際單位制（SI）的壓力或壓強(qiáng)單位。在不致混淆的情況下，可簡(jiǎn)稱帕。它等于一牛頓每平方米，這是以法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家兼哲學(xué)家布萊士·帕斯卡的名字來(lái)命名的。

1Pa= 1N/m& sup2

　 = 1（m·kg·s-& sup2；）/m& sup2

　 = 1（kg·s-& sup2；）/m

　 = 0.01毫巴（mbar）

　 = 0.00001巴（bar）

同樣的單位也可表示應(yīng)力。

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是101 325Pa=101.325kPa=1013.25hPa=1013.25mbar= 760Torr（ISO 2533）.

全世界的氣象學(xué)家長(zhǎng)期以毫巴測(cè)量氣壓。推出SI單位后，很多氣象學(xué)家仍偏好保存習(xí)慣性應(yīng)力數(shù)據(jù)。因此，氣象學(xué)家今天對(duì)氣壓使用百帕（hPa）以等于毫巴，而其他幾乎不用詞頭百（hecto，h）的領(lǐng)域的類似壓力以千帕（kPa）測(cè)量之。

1百帕（hPa）=100 Pa=1mbar

1千帕（kPa）=1000 Pa=10 hPa

帕斯卡與其他單位的轉(zhuǎn)換

帕斯卡的數(shù)學(xué)造詣很深。除對(duì)概率論等方面有卓越貢獻(xiàn)外，最突出的是著名的帕斯卡定理——他在《關(guān)于圓錐曲線的論文》中提出的。帕斯卡定理是射影幾何的一個(gè)重要定理，即：“圓錐曲線內(nèi)接六邊形其三對(duì)邊的交點(diǎn)共線”。

在代數(shù)研究中，他發(fā)表過(guò)多篇關(guān)于算術(shù)級(jí)數(shù)及二項(xiàng)式系數(shù)的論文，發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式展開(kāi)式的系數(shù)規(guī)律，即著名的“帕斯卡三角形”。（在我國(guó)稱“楊輝三角形”），他與費(fèi)馬共同建立了概率論和組合論的基礎(chǔ)，并得出了關(guān)于概率論問(wèn)題的一系列解法。他研究了擺線問(wèn)題，得出了不同曲線面積和重心的一般求法。他計(jì)算了三角函數(shù)和正切的積分，最早引入了橢圓積分。

1.1639年，他發(fā)表了一篇出色的數(shù)學(xué)論文《論圓錐曲線》。

2.他撰寫(xiě)的哲學(xué)名著《思想錄》。

3.帕斯卡發(fā)現(xiàn)了大氣壓強(qiáng)隨著高度的規(guī)律。他不僅重復(fù)了托里拆利實(shí)驗(yàn)，而且驗(yàn)證了他自己的推論：既然大氣壓力是由空氣重量產(chǎn)生的，那么在海拔越高的地方，玻璃管中的液柱就應(yīng)該越短。

4.《致外省人書(shū)》。

5.1641年，帕斯卡發(fā)明了加法器。

6.《關(guān)于圓錐曲線的論文》。

7.發(fā)現(xiàn)帕斯卡定律（流體（氣體或液體）力學(xué)中，指封閉容器中的靜止流體的某一部分發(fā)生的壓強(qiáng)變化，將毫無(wú)損失地傳遞至流體的各個(gè)部分和容器壁壓強(qiáng)等于作用力除以作用面積。根據(jù)帕斯卡原理，在水力系統(tǒng)中的一個(gè)活塞上施加一定的壓強(qiáng)，必將在另一個(gè)活塞上產(chǎn)生相同的壓強(qiáng)增量。如果第二個(gè)活塞的面積是第一個(gè)活塞的面積的10倍，那么作用于第二個(gè)活塞上的力將增大為第一個(gè)活塞的10倍，而兩個(gè)活塞上的壓強(qiáng)仍然相等。水壓機(jī)就是帕斯卡原理的實(shí)例。它具有多種用途，如液壓制動(dòng)等。

8.帕斯卡還發(fā)現(xiàn)：靜止流體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)各向相等，即該點(diǎn)在通過(guò)它的所有平面上的壓強(qiáng)都相等，這一事實(shí)也稱作帕斯卡原理（定律）。

帕斯卡定律

加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地由液體向各個(gè)方向傳遞。

根據(jù)靜壓力基本方程（p=p0+ pgh），盛放在密閉容器內(nèi)的液體，其外加壓強(qiáng)p0發(fā)生變化時(shí)，只要液體仍保持其原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)不變，液體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)均將發(fā)生同樣大小的變化。這就是說(shuō)，在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓強(qiáng)將以等值同時(shí)傳到各點(diǎn)。這就是帕斯卡原理，或稱靜壓傳遞原理。

帕斯卡定律是流體力學(xué)中，由于液體的流動(dòng)性，封閉容器中的靜止流體的某一部分發(fā)生的壓強(qiáng)變化，將大小不變地向各個(gè)方向傳遞。帕斯卡首先闡述了此定律。

壓強(qiáng)等于作用壓力除以受力面積。根據(jù)帕斯卡定律，在水力系統(tǒng)中的一個(gè)活塞上施加一定的壓強(qiáng)，必將在另一個(gè)活塞上產(chǎn)生相同的壓強(qiáng)增量。如果第二個(gè)活塞的面積是第一個(gè)活塞的面積的10倍，那么作用于第二個(gè)活塞上的力將增大為第一個(gè)活塞的10倍，而兩個(gè)活塞上的壓強(qiáng)仍然相等。

帕斯卡作了一系列實(shí)驗(yàn)，研究液體壓強(qiáng)的規(guī)律。帕斯卡注意到一些生活現(xiàn)象，如沒(méi)有灌水的水龍帶是扁的。水龍帶接到自來(lái)水龍頭上，灌進(jìn)水，就變成圓柱形了。如果水龍帶上有幾個(gè)眼，就會(huì)有水從小眼里噴出來(lái)，噴射的方向是向四面八方的。水是往前流的，為什么能把水龍帶撐圓？通過(guò)觀察，帕斯卡設(shè)計(jì)了“帕斯卡球”實(shí)驗(yàn)，帕斯卡球是一個(gè)壁上有許多小孔的空心球，球上連接一個(gè)圓筒，筒里有可以移動(dòng)的活塞.把水灌進(jìn)球和筒里，向里壓活塞，水便從各個(gè)小孔里噴射出來(lái)了，成了一支“多孔水槍”。帕斯卡球的實(shí)驗(yàn)證明，液體能夠把它所受到的壓強(qiáng)向各個(gè)方向傳遞.通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)每個(gè)孔噴出去水的距離差不多，這說(shuō)明，每個(gè)孔所受到的壓強(qiáng)都相同。還有一個(gè)最著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)木酒桶，頂端開(kāi)一個(gè)小口，小口上接一根很長(zhǎng)的鐵管子，接口密封。實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，酒桶先盛滿水，再慢慢往鐵管子里倒上幾杯水，當(dāng)管子中的水柱高達(dá)到幾米的時(shí)候，只見(jiàn)木酒桶突然破裂，水流滿地。帕斯卡總結(jié)了這些實(shí)驗(yàn)，于1654年寫(xiě)成一篇論文《論液體的平衡》，提出了著名的帕斯卡定律：加在密閉液體任一部分的壓強(qiáng)，必然按其原來(lái)的大小，由液體向各個(gè)方向傳遞。所有的液壓機(jī)械都是根據(jù)帕斯卡定律設(shè)計(jì)的，所以帕斯卡被稱為“液壓機(jī)之父”。

這一定律是法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家布萊士·帕斯卡首先提出的。這個(gè)定律在生產(chǎn)技術(shù)中有很重要的應(yīng)用，液壓機(jī)就是帕斯卡原理的實(shí)例。它具有多種用途，如液壓制動(dòng)等。帕斯卡還發(fā)現(xiàn)靜止流體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)各向相等，即該點(diǎn)在通過(guò)它的所有平面上的壓強(qiáng)都相等。這一事實(shí)也稱為帕斯卡原理。

可用公式表示為：P1=P2，即：F1÷S1=F2÷S2

帕斯卡的故事

夜空，被滾滾的烏云籠罩著，整個(gè)天空黑得伸手不見(jiàn)五指；陣陣狂風(fēng)，呼嘯而過(guò)，像被一個(gè)巨大的狂人搖撼著的樹(shù)枝，東搖西晃；大雨傾盆而下，整個(gè)宇宙充滿了風(fēng)聲、雨聲，使這個(gè)盛夏的深夜，更叫人悶得透不過(guò)氣來(lái)！

這時(shí)，在一條小路上，一輛馬車離開(kāi)法國(guó)巴黎冒雨向郊區(qū)飛馳。馬蹄聲、車輪飛奔濺起的水花聲，都湮沒(méi)在風(fēng)雨聲中。車?yán)镒膬蓚€(gè)人，希望快點(diǎn)到達(dá)目的地，搶救病危的科學(xué)家帕斯卡。空中一道道閃電，映出路牌上的一行字：去神學(xué)中心披壘阿爾。接著，幾聲震耳的雷聲，響徹天空！

坐落在巴黎郊區(qū)的神學(xué)中心，是一所宏偉的教堂式建筑，是一所專門(mén)培養(yǎng)研究神學(xué)人才的地方，兩個(gè)尖尖的鐘樓塔，隱沒(méi)在大雨中。馬車停在神學(xué)中心的門(mén)口，從車上跳下來(lái)的是帕斯卡的老仆人勒威耶以及他請(qǐng)來(lái)的名醫(yī)裴索。兩人匆匆穿過(guò)走廊，走進(jìn)帕斯卡的臥室。當(dāng)勒威耶看見(jiàn)帕斯卡垂危的樣子時(shí)。便一下?lián)湎虼策叄瑩u著帕斯卡的手臂，喊著主人的名字。仰臥著的帕斯卡猛然睜開(kāi)了眼睛，看了看床邊站著的醫(yī)生，用手指指桌上零亂放著的實(shí)驗(yàn)儀器，又指了指墻上掛著的神像后，頭慢而無(wú)力地歪向了一邊，停止了呼吸。這時(shí)鐘樓響起了陣陣的鐘聲，鐘聲悲愴，顫抖著，穿過(guò)雨云，傳向四方。裴索醫(yī)生看了一眼墻上的日歷是：1662年8月19日，時(shí)鐘指在零點(diǎn)。然后嘆息地說(shuō)：“39歲就離開(kāi)人世，太年輕了。”但醫(yī)生對(duì)帕斯卡死前指指這兒，又指指那兒的意思，迷惑不解。當(dāng)醫(yī)生進(jìn)一步檢查帕斯卡的尸體時(shí)，發(fā)現(xiàn)在他腰上圍著一根有一掌寬的皮帶，上面布滿了鐵刺，刺尖都對(duì)著肌肉，有的地方被刺得血肉模糊；有的地方發(fā)炎化膿，氣味刺鼻。裴索醫(yī)生心中升起一團(tuán)疑云，便問(wèn)勒威耶：“這是怎么回事？”

65歲的老仆人勒威耶悲痛地回憶著往事：“公元1623年6月，帕斯卡出生在克萊蒙費(fèi)朗。父親是一位家鄉(xiāng)稅務(wù)所的課稅員，數(shù)學(xué)很好。帕斯卡在父親的教育下，刻苦鉆研，努力學(xué)習(xí)，成績(jī)很好。13歲那年，他每天伏在桌子上寫(xiě)呀，算呀，不停地鉆研，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式展開(kāi)系數(shù)規(guī)律——帕斯卡三角形；不滿16歲時(shí)，他又發(fā)現(xiàn)了影射幾何學(xué)的一個(gè)基本原理，他利用這個(gè)原理又經(jīng)過(guò)一年多的鉆研，推導(dǎo)出400多個(gè)推論。這些，在當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)界算是個(gè)大貢獻(xiàn)，一個(gè)青少年可算是嶄露頭角了。

帕斯卡到了19歲時(shí)，已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)有作為的青年了，他看到父親每天要進(jìn)行十分繁雜的計(jì)算，非常辛苦，就決心動(dòng)手研制一臺(tái)計(jì)算器，代替父親的勞動(dòng)。經(jīng)過(guò)研究，他用一個(gè)齒輪表示數(shù)字，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)卮钆?，使表示較低位數(shù)字的齒輪每轉(zhuǎn)動(dòng)十圈，較高位數(shù)字的齒輪就轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，這就解決了進(jìn)位的問(wèn)題。于是，制成了一臺(tái)能做加、減運(yùn)算的手搖計(jì)算機(jī)。（從某種意義上說(shuō)，這就是世界上第一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)呢！）記得第一天使用機(jī)器時(shí)，帕斯卡住處被附近來(lái)參觀的人們圍得水泄不通，都來(lái)爭(zhēng)看能提高手工效率幾倍的機(jī)器。不久，全法國(guó)都推廣使用了這種機(jī)器?！?/p>

說(shuō)到這里，勒威耶為主人有這么多成就而感到自豪，悲痛的心情已消失：醫(yī)生聽(tīng)著不停地點(diǎn)頭，對(duì)帕斯卡的成就，表示欽佩。

“聽(tīng)說(shuō)帕斯卡還研究了一條什么定律，你了解這件事的過(guò)程嗎？”醫(yī)生問(wèn)。

“了解，我從20歲就在帕斯卡家當(dāng)仆人，眼看著帕斯卡長(zhǎng)大的，很多事都知道。”勒威耶眉飛色舞地繼續(xù)說(shuō)下去。

水桶的啟示

“記得帕斯卡23歲那年的一天，我提了滿滿一桶水進(jìn)屋，由于木桶破舊，桶的側(cè)壁往外噴水，這個(gè)現(xiàn)象吸引了帕斯卡，他不讓我把水桶提走，眼看水流得遍地皆是。水流完后他讓我再提水，再觀察。那幾天忙得他少吃飯，不睡覺(jué)?！崩胀捎谧约阂矃⒓恿诉@項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，談起話來(lái)面有得意之色，看了看醫(yī)生，接著又說(shuō)下去。

“水桶給帕斯卡很大的啟示，后來(lái)他對(duì)我講，水桶側(cè)壁小孔離水面越深，壓強(qiáng)就越大，水流出的速度也就越大。又過(guò)了些日子，帕斯卡又設(shè)計(jì)制作了一個(gè)完好的木桶，蓋子密封在桶上，在蓋子的中心開(kāi)一個(gè)不大的小孔，桶里灌滿水后，木桶沒(méi)有任何異樣。后來(lái)，他把一根長(zhǎng)長(zhǎng)的細(xì)鐵管插到木桶的小孔上，并使接口處不漏水，然后從管子上方倒了幾杯水，使管子里的水面提高了好幾米，當(dāng)管內(nèi)水達(dá)到一定高度時(shí)，木桶破裂了，您說(shuō)怪不怪？后來(lái)帕斯卡總結(jié)了規(guī)律，寫(xiě)成了論文，就叫帕斯卡定律。聽(tīng)說(shuō)有人正在用這個(gè)定律研制水壓機(jī)呢！”勒威耶略一停頓又補(bǔ)充說(shuō)：“噢，還有數(shù)學(xué)歸納法也是他研究出來(lái)的。他還非常喜歡文學(xué)，他寫(xiě)的《思想錄》《致外省人信札》兩部文學(xué)作品，在歐洲都被公認(rèn)是文學(xué)名著！”由于醫(yī)生每天忙于給病人治病，對(duì)帕斯卡這位才華橫溢、科學(xué)上傳奇式人物的事跡，雖耳有所聞，但不詳細(xì)。今天聽(tīng)了勒威耶的介紹后，不僅對(duì)帕斯卡更加尊敬，就是對(duì)勒威耶老仆人也肅然起敬。但有關(guān)腰帶和帕斯卡死前的動(dòng)作，心里仍然迷惑，于是用較為尊敬的口氣問(wèn)：“請(qǐng)您談?wù)勁了箍ㄉ砩蠂哪歉鼛У氖潞脝?？謝謝?！?/p>

勒威耶雖然感到醫(yī)生已經(jīng)用較為客氣的口吻和他談話，但他聽(tīng)醫(yī)生問(wèn)起這事，不由得臉色變了……

“一件事的發(fā)生、發(fā)展、結(jié)果，在一定程度上是有著相互聯(lián)系的，您說(shuō)對(duì)嗎？”使醫(yī)生大為驚異的是這位飽經(jīng)滄桑的老仆人竟能說(shuō)出這樣富有哲理的話，內(nèi)心十分欽佩，急忙頻頻點(diǎn)頭稱是。老仆人繼續(xù)說(shuō)下去。

“生活在我們這個(gè)時(shí)代的人，大部分人都相信宗教，尊奉圣經(jīng)。哥白尼于1543年出版了《天體運(yùn)行論》，主張日心說(shuō)。的確，在那個(gè)時(shí)代，誰(shuí)要說(shuō)太陽(yáng)不是圍繞地球運(yùn)動(dòng)，地球不是靜止的，推翻圣經(jīng)中的觀點(diǎn)，必將與教會(huì)沖突；也必將與大家都承認(rèn)的亞里士多德的運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)發(fā)生沖突，在這一方面說(shuō)，哥白尼是一位非常勇敢的人?！?/p>

醫(yī)生感到這位老仆人和帕斯卡這位偉人朝夕相處，已是一位有一定學(xué)問(wèn)的人了，但他急于要想把談話繼續(xù)下去，所以就追問(wèn)了一句：“那另一方面是什么？為什么教會(huì)沒(méi)查禁哥白尼寫(xiě)的書(shū)？”

“哥白尼在他的書(shū)中，開(kāi)頭就寫(xiě)著：哥白尼獻(xiàn)給教皇保爾三世，并援引了古代畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的意見(jiàn)，這派是相信地球是運(yùn)動(dòng)的，至于與圣經(jīng)有矛盾的問(wèn)題，他都避而不談，如此等等。后來(lái)伽利略為捍衛(wèi)和發(fā)展日心說(shuō)，寫(xiě)了《對(duì)話》一書(shū)，直到1632年被教會(huì)判處死刑為止，教會(huì)才真正發(fā)現(xiàn)哥白尼、伽利略的著作，都是和教會(huì)的觀點(diǎn)針?shù)h相對(duì)的，這對(duì)教會(huì)來(lái)說(shuō)是絕對(duì)禁止的。帕斯卡就是在這種社會(huì)背景下出生、成長(zhǎng)的。當(dāng)帕斯卡對(duì)科學(xué)不斷深入研究不斷做出貢獻(xiàn)時(shí)，他始終感到教會(huì)與神的幽靈在他思想上徘徊。許多科學(xué)理論、事物規(guī)律，都和宗教的教義十分矛盾，越研究，越覺(jué)得寸步難行。

他曾對(duì)我說(shuō)過(guò)，他十分苦惱。有時(shí)他懷疑他是不是要步伽利略的后塵，他還懷疑自己的研究方向是不是錯(cuò)了，如此等等。后來(lái)，他決定把宗教信仰和數(shù)學(xué)的理性主義調(diào)和起來(lái)，成為一體。事實(shí)上他在思想上還是以信奉宗教為主。帕斯卡一生的實(shí)踐證明，這是行不通的。因此，他對(duì)數(shù)學(xué)、物理都厭煩了，決定放棄科學(xué)研究，專門(mén)鉆研神學(xué)。為了專心信奉宗教，他除了從住處搬到神學(xué)中心外，還專門(mén)制作了一條有尖刺的腰帶纏在腰上，一旦發(fā)現(xiàn)了自己產(chǎn)生了什么對(duì)神不虔誠(chéng)或者想專心研究科學(xué)等邪念時(shí)，便用拳打腰帶來(lái)刺痛肉體。

由于長(zhǎng)期思想上的苦惱，體質(zhì)不好，得了各種嚴(yán)重的病癥，他又不愿積極治療，就這樣在歧路上折磨自己，毀滅了自己。一個(gè)人，不論他搞一件什么事，沒(méi)有一個(gè)堅(jiān)定正確的思想是搞不成的，調(diào)和與搖擺也一定不成?！贬t(yī)生睜大了眼睛，一字不漏地聽(tīng)著勒威耶這番精辟的分析，明白了腰帶之謎；也明白了帕斯卡死前的動(dòng)作，那是指兩件相對(duì)立的事物，科學(xué)與宗教始終沒(méi)能調(diào)和在一起，死而有憾！

院里雨停了，風(fēng)住了，天光大亮。樹(shù)木、房屋、草地、天空，像洗了一次澡，給人一種清新的感覺(jué)。宇宙的一切，又在以新的面貌不停地運(yùn)動(dòng)著。

5年后深秋的一天，老勒威耶拄著拐杖，領(lǐng)著六歲的小孫子，步履緩慢地來(lái)到帕斯卡的墓前，懷著無(wú)限留戀的心情，憑吊墓里的主人。小孫子好奇地問(wèn)：“爺爺，那塊大石碑上寫(xiě)的是什么呀！上面是不是刻的一張桌子呀！”“石塊上寫(xiě)著：

文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家帕斯卡之墓　　　　　　

1623.6.19—1662.8.19

“墓碑上是刻著一張桌子，上面還刻了一張紙片，表示大約相當(dāng)于一塊面積為1.2厘米、質(zhì)量為10毫克的物質(zhì)對(duì)桌面的壓力，是國(guó)際通用的壓強(qiáng)單位，叫做1帕斯卡，常說(shuō)是‘每平方米上有1牛頓的壓力’?！?/p>

“墓碑前樹(shù)立的神像為什么不刻在石碑上呢？壓強(qiáng)單位為什么叫帕斯卡？”小孫子對(duì)方才答話的后半部沒(méi)聽(tīng)懂。

“世界上為了紀(jì)念帕斯卡的貢獻(xiàn)，才把他的名字定做壓強(qiáng)單位。石碑上刻著科學(xué)研究成果，和神像不能也無(wú)法刻在一塊石碑上?！崩侠胀还苄O子聽(tīng)懂了沒(méi)有，領(lǐng)著小孫子慢慢地走遠(yuǎn)了。這時(shí)，墓地草叢里響起了陣陣的蛐蛐叫聲。

帕斯卡的笑話

有這樣一則笑話：死后的科學(xué)家都到了天堂。有一天，科學(xué)家們玩捉迷藏，輪到愛(ài)因斯坦抓人。他數(shù)了100個(gè)數(shù)后，發(fā)現(xiàn)牛頓站在身邊，就說(shuō)：“牛頓，我抓住你了。”

“不，你抓的不是牛頓?！?/p>

“那你是誰(shuí)？”愛(ài)因斯坦問(wèn)。

“你看我腳下是什么？”牛頓狡猾地一笑。

愛(ài)因斯坦看到，牛頓腳下是一塊邊長(zhǎng)為一米的正方形木板。

“我站在一平方米的木板上，就是‘牛頓/平方米’所以你抓到的不是牛頓，而是‘帕斯卡’。”

愛(ài)因斯坦聽(tīng)后，叫來(lái)帕斯卡。帕斯卡聽(tīng)后微笑了一下，彎腰撿起了牛頓腳下的木板對(duì)愛(ài)因斯坦說(shuō)：“我現(xiàn)在是帕斯卡，對(duì)嗎？”說(shuō)罷，一下把木板丟了出去?！皼](méi)有了平方米，現(xiàn)在，我是牛頓?！?/p>

教你一招

天氣

指經(jīng)常不斷變化著的大氣狀態(tài)，既是一定時(shí)間和空間內(nèi)的大氣狀態(tài)，也是大氣狀態(tài)在一定時(shí)間間隔內(nèi)的連續(xù)變化，所以可以理解為天氣現(xiàn)象和天氣過(guò)程的統(tǒng)稱。天氣現(xiàn)象是指發(fā)生在大氣中發(fā)生的各種自然現(xiàn)象，即某瞬時(shí)內(nèi)大氣中各種氣象要素（氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云、霧、雨、雪、霜、雷、雹等）空間分布的綜合表現(xiàn)。天氣過(guò)程就是一定地區(qū)的天氣現(xiàn)象隨時(shí)間的變化過(guò)程。