روش کار بلز پاسکال در اندازه گیری فشار هوا

در وجود من دریایی نهفته است. شما این دریا را نمی بینید. من هر چه می خوام از آن به دست می آورم و به این ترتیب مسائل بزرگ را حل می کنم.

اتین پاسکال: پدر بلز پاسکال ریاضیدان مشهور فرانسوی درباره ی فرزند نابغه اش چنین می نویسد:

بلز در دوازده سالگی با شنیدن صدای برخورد کارد و چنگال با بشقاب چینی مشغول نوشتن کتاب در مبحث صوت شد.

روزی سرزده وارد اتاق بلز شدم. دیدم که بر زمین نشسته و با قطعه هی زغال شکلی رسم کرده و به تفکر مشغول است.

با تعجب از او پرسیدم: چه می کنی؟ جواب داد: می خواهم ثابت کنم که مجموع زوایای داخلی هر مثلث مساوی با دو زاویه ی قائمه است. من با شنیدن این کلمات از دهان فرزند خرد سالم به قدرت تفکر او پی بردم؛ زیرا خوب می دانستم که قبل از آن لحظه هرگز به طور جدی هندسه نخوانده ولی احکام سی و دو قضیه ای اولیه ی اقلیدس را آموخته و راه حل هایی برای آن ها کشف کرده بود.

بلز پاسکال در ژوئن سال 1623 دیده بر جهان گشود. شهرتش به خاطر مطالعات ریاضی و نظریه هایی است که در این زمینه ابراز داشته است. او علاوه بر ریاضی، اهل تصوف و عرفان نیز بود و به اتفاق فرما ریاضیدان فرانسوی (1601-1665) تئوری احتمالات را که امروزه در فیزیک اهمیت ویژه ای دارد، مطرح کرد.

پاسکال جسمی بیمار داشت. به این ترتیب که از اوان جوانی از دردهایی در سر خود رنج می کشید. دردهایی آن چنان سخت که اغلب موجب بی خوابی های طولانی او می شد اما بنا به گفته ی خواهرش ژیلبرت، او به همه ی ناتوانی جسمی در حالی که به اصلاح قوانین ریاضی مشغول بود، دست به اختراع های گوناگون نیز می زد.

درباره ی او گفته اند: او کسی است که جهش فوق العاده ای به ریاضیات داده است.

پاسکال مطالعاتی نیز در زمینه ی هواسنج و فشار هوا دارد که بسیار مهم است. فراموش نباید کرد که پاسکال کسی بود که برای اولین بار به اختلاف فشار هوا در ارتفاعات و نقاط هم سطح دریا پی برد. او با این جمله، پیش بینی خود را اعلام کرد: حقیقت ساده ای وجود دارد و آن این است که فشار هوا در ارتفاعات کم تر از فشار هوا در دشت، و یا نقاط هم سطح دریاست.

دو نامه ی کوتاه که در زیر می آید در مورد فشار هوا بر جیوه است. این نامه ها را پاسکال به هنگام انجام دادن تجربیاتش، به شوهر خواهر خود فلورین پریه که او هم دانشمندی صاحب نام و دارای مطالعاتی در همین زمینه بوده، نوشته است.

پاسکال که در مطالعات خود به نتایجی رسیده بود، در اعلام نظریه های قطعی خود تردید داشت و در این نامه از پریه خواسته است که او را یاری دهد و با انجام تجربه ای نظر خود را اعلام کند.لازم به یادآوری است که پاسکال به هنگام نوشتن این نامه 24 سال داشته است و شوهر خواهرش مردی کامل و از شهرت کافی برخوردار بوده است.

به فلورن محترم و بزرگوار

15 نوامبر 1647

از این که به خود اجازه دادم که با نوشتن این نامه وقت گران بهای شما را که صرف کارهای با ارزشتان می شود، بگیرم و با طرح سؤالی در مورد فیزیک ناراحتتان کنم، مرا می بخشید.

من به خوبی آگاهم که شما تمام وقتتان گرفته است، آن قدر مشغولید که حتی فرصتی برای استراحت و احیاناً تفریح ندارید چه برسد به این که وقت ارزنده ی خود را به خاطر من تلف کنید. ولی از محبتی که به من و علاوه بر آن به پیگیری های من در زمینه ی فیزیک دارید مطلعم و به همین جهت به خود اجازه دادم که این درخواست را از شما بکنم.

موضوع کاملاً آشناست، و آن تجربه ای است که من با لوله ی محتوی جیوه انجام داده ام. ابتدا در دامنه ی کوهستان و سپس در قله ی کوه تجربه ی خود را انجام دادم و این کار را در یک روز چندین بار تکرار کردم تا به طور قطع مطمئن شوم که آیا ارتفاع ستون جیوه در لوله در دو حالت فوق یکی است یا تفاوت می کند.

تجربیات من این طور نشان داد که در دامنه ی کوهستان هوا خیلی سنگین تر از قله ی کوه است، و چون در این زمینه نمی توانم کاملاً با اطمینان اظهار نظر کنم، لذا از شما درخواست دارم با لطفی که به من دارید مرا در این زمینه یاری دهید و در همان منطقه ای که هستید تجربه ای در این زمینه بکنید؛ یعنی هم در قله و هم در دامنه ی کوه ارتفاع ستون جیوه را اندازه بگیرید و مرا از نتیجه آگاه سازید. خواهش می کنم که به یک بار آزمایش بسنده نکنید؛ چون می خواهم نظر قطعی شما را بدانم. مجدداً از جسارتی که کردم و وقت با ارزش شما را گرفتم پوزش می طلبم. دوستدار شما؛ بلز

انتظار پاسکال برای دریافت پاسخ نامه ی خود از پریه در حدود یک سال طول کشید. در این مورد جرئت نکرد موضوع را مجدداً مطرح کند و یا نامه ی خود را پیگیری نماید ولی سر انجام نامه ای از شوهر خواهرش دریافت نمود.

22سپتامبر 1648                                              بلز پاسکال

بلز عزیزم

می دانم که بی صبرانه منتظر دریافت پاسخ نامه ی خود بودی، ولی از گرفتاری های من هم باخبر هستی. سعی من بر این بود که اگر بخواهم پاسخی برای سؤالت بنویسم باید همان طور که از من خواسته بودی پاسخی قطعی و مطمئن باشد و همان طور که حدس می زنی بالاخره موفق شدم تا وقتی را برای این کار اختصاص بدهم. یک شنبه ی گذشته تجربه ی مورد نظر تو را انجام دادم.

در قله ی کوه (پوی – دو – دوم puy – du- dom) ارتفاع جیوه در لوله ی آزمایش 23/20 اینچ را نشان می دهد در صورتی که در باغ صومعه ای که در دامنه ی کوه قرار دارد فشار هوا 26/35 اینچ است.

بنابراین با کمال تعجب و تحسین کشف تو را تأیید می کنم و تو می توانی فرضیه ی خود را قطعی دانسته و آن را به صورت یک قانون عملی اعلام کنی. ضمناً ژیلبرت از این موضوع خیلی خوشحال است.

با آرزوی موفقیت های بیش تر برای تو                                         فلورن

مزاج علیل و بیمار پاسکال، سر انجام به او فرصت زندگی کردن طولانی را نداد و در مدتی کوتاه او را از پای درآورد و این دانشمند جوان در سال 1661 در سن 39 سالگی دیده از جهان فرو بست. بعد از مرگ، باکالبد شکافی که از او به عمل آمد معلوم شد که غده ی بزرگی در مغز او بوده که باع سر دردهای شدید او می شده، و سرانجام نیز او را از پای در آورده است.

بلز پاسکال را یکی از خادمان علم به حساب آورده اند و گرچه در مدت عمر کوتاهش رنج های فراوانی از بیماری خود کشید  لحظه ای آرامش نداشت، با این همه در زمینه ی علم و دانش شتابان پیش رفت. تا آن جا که باید گفت که او اولین کسی است که توانست دستگاهی بسازد که قسمتی از اعمال مغز انسان را انجام دهد و هم او بود که اولین ماشین حساب را پایه ریزی کرد و دستگاهی ساخت که می شد به کمک آن عملیات جمع و تفریق را انجام داد؛ یعنی در حقیقت او مخترع ماشین حسابی است که می توان آن را مادر ماشین حساب پیشرفته ی کنونی به شمار آورد.

از بلز پاسکال جمله هایی باقی مانده که در اغلب فرهنگ هایی که شرح حال او را نوشته اند آمده است. او در پاسخ سؤالی درباره ی علت موفقیت هایش گفته بود:

(در وجود من دریایی  نهفته است. شما این دریا را نمی بینید، من هر چه می خواهم از آن به دست می آورم و به این ترتیب مسائل بزرگ را حل می کنم.)

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

مول و مولاریته