四兩撥千斤

有這樣一個(gè)大力士，它的體重只有2200噸，卻能產(chǎn)生12000噸的壓力。這個(gè)大力士真神奇，它叫萬噸水壓機(jī)，你看到過嗎？

說起它的祖先——水壓機(jī)的發(fā)明，那可是法國科學(xué)家布萊斯·帕斯卡的功勞。

1646年，23歲的帕斯卡得知意大利物理學(xué)家托里拆利進(jìn)行了水銀實(shí)驗(yàn)，并證實(shí)了大氣壓的存在。這引起了帕斯卡的極大興趣，他覺得有關(guān)大氣壓的許多奧秘還沒有揭開，于是他開始了頑強(qiáng)探索。

帕斯卡設(shè)計(jì)了一個(gè)叫做“連通器”的裝置，這個(gè)裝置由一根粗的玻璃管和一根細(xì)的玻璃管連接而成，同時(shí)兩根玻璃管內(nèi)的水是相通的。

他在連通器內(nèi)裝上水，結(jié)果兩邊的水柱高度一樣。然后，他向粗的玻璃管內(nèi)倒了一些水，結(jié)果兩邊的水柱高度還是一樣高。他向細(xì)的玻璃管內(nèi)倒入一些水，結(jié)果水柱高度也很快恢復(fù)到了一樣高。

這組實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全在帕斯卡的意料之中。理由很簡單，因?yàn)閮筛ＡЧ艿拈_口都不是封閉的，都受到同樣的大氣壓的影響。

帕斯卡并不滿足于這個(gè)結(jié)果，他又設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他將活塞塞入細(xì)玻璃管內(nèi)，結(jié)果粗玻璃管內(nèi)的水柱稍稍上升了一點(diǎn)。接著，他將活塞塞入粗玻璃管內(nèi)，結(jié)果細(xì)玻璃管內(nèi)的水噴了出來。

“這是什么原因呢？”帕斯卡對這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可并沒有找到滿意的答案。

帕斯卡順著這條思路又設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他在兩根玻璃管的開口處都塞入活塞，然后分別在兩個(gè)活塞上施加壓力。結(jié)果他發(fā)現(xiàn)在細(xì)玻璃管活塞上施加壓力，就會在粗玻璃管活塞上產(chǎn)生較大的壓力。

“這又是什么原因呢？”帕斯卡陷入了沉思。

就在這關(guān)鍵時(shí)候，由于長時(shí)間的超負(fù)荷工作，帕斯卡的身體支撐不住了，他生病了。躺在病床上，他仍然思考著實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。忽然，他想到：這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能與壓強(qiáng)傳遞有關(guān)。

帕斯卡終于找到了突破口！他直奔實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過一系列精確的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了自己的推測是正確的。

1648年10月，帕斯卡發(fā)表了《論液體平衡》。他在文中闡述了密閉流體傳遞壓強(qiáng)的規(guī)律：“加在封閉容器中的液體任何一部分的壓強(qiáng)（即垂直作用于液體單位面積上的力），必然按原來的大小向各處傳遞。”

這一定律后來被人們稱為“帕斯卡定律”，它告訴我們：在粗細(xì)連通器上，在小活塞施加一個(gè)小壓力，就可以在大活塞上得到一個(gè)大壓力。如果大活塞的面積是小活塞面積的1000倍，那么在小活塞上加1公斤壓力，大活塞便可頂起1000公斤的龐然大物。

帕斯卡在實(shí)驗(yàn)中用的這個(gè)粗細(xì)連通器其實(shí)就是世界上第一臺水壓機(jī)。