مكتشف قانون الضغط على السوائل

مكتشف قانون الضغط على السوائل هو العالم بليز باسكال، وهو عالم رياضيات وفيزيائي وفيلسوف فرنسي، وهو من وضع الأساس لنظرية الاحتمالات الحديثة، كما أن له العديد من الاختراعات المهمة، حيث اكتشف نظرية باسكال في الهندسة الإسقاطية، واخترع أول آلة حاسبة ميكانيكية تعمل بكل طاقتها قبل أن يبلغ العشرين من العمر، وقد أطلق عليها باسكالين .

من هو بليز باسكال

ولد المخترع وعالم الرياضيات والفيزيائي والكاتب اللاهوتي بليز باسكال في 19 يونيو 1623 في كليرمون فيران في فرنسا، كان الطفل الثالث بين أربعة أطفال، والداه هما إيتيان وأنطوانيت باسكال، توفيت والدته عندما كان طفل صغير، لذا كون علاقة قوية بشقيقتيه جيلبرت وجاكلين، كان والده يعمل كجامع ضرائب وعالم رياضيات أيضا وكان موهوب جدا.

انتقل والده بهم إلى باريس في عام 1631، وقرر أن يعلم بليز في المنزل لكي يتمكن من تصميم منهج غير تقليدي له، وكان يطلق على بليز ” الطفل المعجزة “، ويقال أيضا أن السبب الذي دفع الأب لتعليم باسكال في المنزل هو حالته الصحية المتدهورة، حيث أن باسكال كان مريض منذ الصغر حتى أنهم ظنوا قديما أنه كان مسحورا .

مثلث باسكال

من الطرائف في تعليم باسكال أن والده قام بحذف الرياضيات من منهجه المبكر، لأنه خاف من أن يصبح بليز مفتون بالهندسة، وهذا سيمنعه من التركيز على الموضوعات الكلاسيكية التي كان يريده التركيز عليها، كانت بداية تعليم بليز موجهة نحو اللغات، لاسيما اللغتين اللاتينية واليونانية، وعلى الرغم من ذلك جاءت خطة الوالد بنتائج عكسية، لأن الوالد عندما جعل الرياضيات موضوع محظور على باسكال.

جعل هذا الموضوع أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة له، وقد بدأ هذا الفضول لدى باسكال في سن الثانية عشرة حيث قام باستكشاف الهندسة بمفرده، وصاغ المصطلحات الخاصة به، لأنه لم يتعلم المصطلحات الرياضية الرسمية، وسرعان ما تمكن من معرفة أن مجموع زوايا المثلث تساوي زاويتين صحيحتين [1] .

اختراع باسكال الآلة الحاسبة

أصبح والد باسكال في عام 1642 جامع ضرائب لمدينة روان الفرنسية، ورغبة من باسكال أن يساعد والده اخترع له آلة حاسبة تسمى باسكالين، هذه الآلة الحاسبة الميكانيكية كانت قادرة على الإضافة والطرح باستخدام عجلة رقمية لكنها كانت لا تعمل بشكل صحيح مع العملة الفرنسية.

واستمر باسكال في تحسين الآلة الحاسبة الخاصة به لمدة عشر سنوات، على الرغم من هذا لم تكن هذه الآلة ناجحة من الناحية التجارية، وخلال عام 1640 ساهم باسكال في الهيدروستاتيكا، وهي فرع من ميكانيكا السوائل، وفي أثناء تجاربه، اخترع المحقنة والمكبس الهيدروليكي، ونفذ باسكال تجارب ضغط الهواء، وأكد نظرية العالم إيفانجيلستا تورشيللي Evangelista Torricelli فيما يتعلق بسبب الاختلافات البارومترية، وبحلول عام 1647 كتب تجاربه الجديدة بشأن الفراغات .

أدى عمله النظري حول توازن السوائل إلى عمله أطروحة حول توازن السوائل في عام 1653، حيث شرح فيها ” قانون ضغط باسكال “، الذي ينص على أنه عندما تكون هناك زيادة في الضغط في أي وقت في السائل المحصور، فإن هناك زيادة متساوية في كل نقطة أخرى في الحاوية “، وقد درس باسكال أيضا الأقسام المخروطية وأنتج نظريات مهمة في الهندسة الإسقاطية، وبدأ عمله على المخاريط في عام 1648 واستمر فيه حتى 1653 لكنه لم يكتمل، وقد ابتكر باسكال أثناء رغبته في اختراع شيء دائم الحركة جهاز المقامرة عن غير قصد، وهو الجهاز الذي يعرف الآن باسم عجلة الروليت [2] .

مؤلفات بليز باسكال

كان باسكال يتمتع بخبرة دينية عميقة، لذا دخل في عام 1864 مؤسسة دينية في بورت رويال، وكتب رسالة دينية تحت اسم مستعار وهو ” لويس دي مونتالت ” ونشر الرسالة لاحقا باسم (The Provincial Letters)، وكتب أيضا حينها أعماله الفلسفية الشهيرة ”  Pensées”، وبداية تدين باسكال جاءت في 1646 عندما انزلق وسقط وكسر وركه، وجعلته هذه التجربة قريبا من الموت لذا أصبح بعدها متدينا للغاية .

وقد كان باسكال من أتباع الجانسينية وهي فرع من الكاثوليكية، حيث يعتقد أنصارها أن الخلاص لا يمكن أن يتحقق إلا بنعمة الله، وليس من خلال الأعمال الأخلاقية، وعادة ما يشير العلماء إلى هذا على أنه ” التحويل الأول لباسكال “، وقد بدأ باسكال بعدها بكتابة النصوص اللاهوتية، أما ” التحول الثاني لباسكال “، فكان في عام 1654، وكان لباسكال حينها رؤية دينية، وبعد هذا التحول توقف باسكال عن العمل في مجال الرياضيات تماما [3] .

وبخلاف هذه المؤلفات هناك عدد من المؤلفات الأخرى لبسكال وهي :

• Human Happiness
• The mind on fire
• Discourses on the Condition of the Great
• Christianity for Modern Pagans: Pascal’s Pensées Edited, Outlined, and Explained
• Thoughts, Letters & Minor Works
• Pensées and Other Writings
• Pascal’s Pensees: Introduction By T. S. Eliot
• Pascal’s Apology for Religion: Extracted from the Pensees
• The Life of Mr. Paschal: With His Letters Relating to the Jesuits
• Of the Geometrical Spirit

قانون باسكال

قانون ضغط السوائل هو : P=ρgh حيث أن P هي الضغط، و ρ هي كثافة السائل، و G هي ثابت الجاذبية الأرضية و H هي العمق، ويجب أن تساوي القيمة ρ قيمة كثافة السائل المشكل للضغط، لا أن تساوي كثافة الجسم الذي يقع في السائل، ويجب أن يساوي العمق عمق الجسم في السائل، ويجب أن يتم استخدام الإشارة الموجبة لوصف العمق، وبالنسبة لثابت لجاذبية الأرضية فهي تساوي : 9.8 م/ث^2 .

وإذا كنت تريد قياس قيمة الضغط الكلي الذي يتشكل على جسم ما في سائل معين، فيجب أن تقوم حينها بتطبيق هذه المعادلة : P​total​​ =ρgh+​Patm، حيث تشكل Ptotal قيمة الضغط الكلية، و ρ هي كثافة السائل، و G هي ثابت الجاذبية الأرضية، و H هو العمق، و Patm هي قيمة الضغط الجوي [4] .

blaise pascal

كان آخر إنجازات باسكال هو الشكل الأول لوسائل النقل العام في باريس، كان يطلق عليه carrosses à cinq sols ويمكن مقارنة هذا الاختراع بنظام الحافلات الحديث، ففي أواخر القرن السابع عشر كانت باريس تضم 500000 نسمة و 500 من الطرق الرئيسية وتسعة جسور، ومع كل هؤلاء السكان والشوارع أصبح من الضروري وجود نوع من وسائل النقل العام، وهذا هو ما دفع باسكال لعمل هذا الاختراع.

لقد ابتكر نظاما للعربات الكبيرة التي تجرها الخيول، وشمل ذلك عربة كبيرة تجرها 4 خيول وخادم وسائق، وتمكنت العربات من استيعاب 8 ركاب واتبعت طرق محددة في باريس، وكانت تتوقف العربات عندما يطلب الركاب النزول، أو عندما يكون هناك ركاب ينتظرون في محطات معينة للركوب، وهذا يبدو تماما مثل الحافلة في العصر الحديث .

رهان باسكال

رهان باسكال عبارة عن حجة مبنية على نظرية تدعى نظرية الاحتمالات النسبية، وهي نظرية تم استخدامها للاحتجاج لضرورة الإيمان بوجود الله، وقد صاغ باسكال هذه الحجة، وقد كتب صيغة الرهان في كتاب Pensées، ومن خلال هذا الرهان استنتج باسكال أن أفضل خيار هو الإيمان بالله لأن هذا هو الربح الأكبر بالنسبة للإنسان، والنص الأصلي الذي كتبه باسكال عن هذا فلسفي وطويل للغاية، ويمكننا أن نصيغه فيما يلي :

• إذا آمنت بالله، وكان الله بالفعل موجود، فسيكون جزاؤك هو الخلود في الجنة، وهذا ربح كبير لا نهائي .
• إذا لم تؤمن بالله وكان الله موجود، فسيكون جزاؤك الخلود في جهنم، وهذه خسارة كبيرة لا نهائية .
• إذا آمنت بالله وكان غير موجود فلن تتلقى جزاء على ذلك وهذه خسارة محدودة .
• إذا لم تؤمن بالله وكان الله غير موجود فلن تعاقب على ذلك، وستكون عشت حياتك، وهذا ربح محدود .

تعد الأرباح والخسائر في النقطة 3 و 4 تعد خسائر محدودة وربح محدود، ويمكن إهمالها مقارنة بالأرباح والخسائر الكبيرة غير المحدودة، والتي ستستمر نتائجها بالحياة الأبدية بعد الموت، لذا استنتج باسكال أن الإيمان بالله هو الخيار الأفضل في الأربع خيارات .