Блез Паскаль. Его жизнь, научная и философская деятельность - [9]

Паскаль собирался написать обширный трактат о равновесии жидкостей, но успел составить лишь краткое исследование, да и оно было напечатано только после его смерти.

В научных работах Паскаля есть огромные достоинства, выгодно отличающие его сочинения от трудов большинства его современников. Изложение Паскаля отличается необыкновенною ясностью и общедоступностью. Его трактат о равновесии жидкостей может быть прочитан людьми, знающими лишь арифметику. Вот как, например, поясняет Паскаль теорию гидравлического пресса. Предположим, что у нас есть сосуд, закрытый со всех сторон, исключая два отверстия, из которых одно в сто раз больше другого. Если мы приладим к каждому отверстию по поршню так, чтобы эти поршни входили плотно, то один человек, движущий маленький поршень, если сосуд наполнен водою, уравновесит силу ста человек, движущих большой поршень; если же к последнему приставить только девяносто девять человек, то один человек, налегающий на малый поршень, справится со всеми девяноста девятью. Из этого видно, говорит Паскаль, что сосуд, наполненный· водою или иной жидкостью, представляет новый род машины, могущей умножить силу во столько раз, во сколько нам угодно: стоит только уменьшать размеры одного отверстия и расширять другое, прилаживая в то же время соответственные поршни.

Паскаль поясняет, что эта новая машина, подобно машинам, составленным из твердых тел, не создает силы из ничего. Выигрыш силы здесь, как и всюду, достигается лишь за счет потери в скорости. Так, например, очевидно, по словам Паскаля, что человек, движущий маленький поршень, должен опустить его на один дюйм для того, чтобы большой поршень прошел лишь сотую часть дюйма. В этом легко убедиться, сравнивая количество воды, вытесненное малым поршнем, с объемом, который оставляет за собою во время движения большой поршень. Вода почти несжимаема, а потому как раз тот объем воды, который вытеснен малым поршнем, должен поместиться в пространстве, только что оставленном большим поршнем. Чтобы оба эти объема были равны между собой, необходимо продвинуть в сто раз меньший в разрезе поршень на расстояние в сто раз большее.

Паскаль целым рядом примеров поясняет свой главнейший принцип, состоящий в том, что давление жидкостей равномерно распространяется во все стороны, и доказывает, что этим свойством обусловливается множество других и объясняется много кажущихся парадоксов. В тех случаях, когда твердые или полужидкие тела оказывают равномерное давление, получаются совершенно аналогичные последствия. Когда, например, идет речь о том, почему человек или животное, погруженные в воду, почти не замечают ее давления, Паскаль поясняет это следующим сравнением. “Положите червяка в тесто и сожмите это тесто руками; вы не будете в состоянии раздавить червяка, как бы вы сильно ни сжимали. Это потому, что червяк заключен в тесто, окружающее его со всех сторон совершенно равномерно, и давление распространяется на поверхность его тела равномерно, а потому каждая частица поверхности его тела испытывает сравнительно ничтожное давление. Совершенно то же происходит с телом животного, погруженного в воду. Пусть более не утверждают, что давление воды не ощущается потому, что вода будто бы не давит на самое себя. Она оказывает давление одинаково во все стороны. Настоящая причина, почему животное, погруженное в воду, не может быть раздавлено весом находящейся над ним жидкости, состоит вовсе не в том, что это давление будто бы зависит от ничтожного веса, а в том, что животное окружено со всех сторон жидкостью, распределяющей давление по всему телу. Вообразим себе, что весь столб жидкости, находящийся над животным, внезапно отвердел, например, замерз, но что при этом остался только ничтожный слой жидкости, отделяющий животное от твердой массы. При таких условиях животное по-прежнему не будет испытывать давления, потому что давление твердой массы, сообщаемое ему при посредстве слоя воды, по-прежнему распределится равномерно”.

Совершенно подобным образом объясняет Паскаль явления, зависящие от давления воздуха. В трактате “О весе воздуха” Паскаль уже прямо и решительно выступает против учения о боязни пустоты и говорит, что все явления, приписываемые этой боязни, зависят от веса воздуха и равномерного распределения давления. На каждом шагу Паскаль проводит параллель между давлением воздушной массы и давлением жидкостей; так, например, говоря о том, как трудно разделить две сложенные вместе полированные пластинки, он объясняет это явление давлением воздуха на внешние поверхности пластинок и замечает: “совершенно подобное явление можно воспроизвести при погружении сложенных между собой пластинок в воду”. Явления в насосе Паскаль сопоставляет с различием уровней двух неодинаково плотных жидкостей в сообщающихся сосудах.

По тем открытиям, которые были сделаны Паскалем относительно равновесия жидкостей и газов, следовало ожидать, что из него выйдет один из крупнейших экспериментаторов всех времен. Но еще до производства знаменитых опытов на горе Пюи-де-Дом в жизни Паскаля произошло событие, оказавшее весьма неблагоприятное влияние на его умственную деятельность.