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将数学运用于战争的“炮兵专员” 精选

已有 3336 次阅读 2021-1-16 07:21 |个人分类:科林散叶|系统分类:人物纪事

将数学运用于战争的“炮兵专员”

◎武夷山

(发表于2021年1月15日《科技日报》)


  贝尔纳·福雷斯特·德·贝利多尔(Bernard Forest de Bélidor,1698—1761年)是法国军事工程师和土木工程师,也是一部水力学经典著作的作者。人们公认贝利多尔在技术史上的地位较为重要,但其生平资料却十分稀缺。意大利福贾大学人文系副教授路易吉·特拉埃塔(Luigi Traetta)花费大量心血爬梳资料,在《历史研究进展》季刊2020年第2期发表文章,《贝尔纳·福雷斯特·德·贝利多尔:工程师、手册编制者和机械史学家》,给我们提供了关于贝利多尔的较多信息。

  贝利多尔1698年生于西班牙的加泰罗尼亚,不到半岁的时候父母就去世了,他也因此成了孤儿。其教父、炮兵军官德·佛西埃布尔和妻子成了他的养父母,将他抚养长大。养母有个兄弟是工程师,他引导小贝利多尔喜欢上了数学。长大后,贝利多尔参了军,参与了攻打两个城市的军事行动,亲身感受到了数学与实践的关联——数学在炮兵运作、军事工程、堡垒构建、土地的图形表现等各方面有着广泛运用。

  贝利多尔与法国天文学家暨制图师卡西尼三世等名流合作,参与了划定巴黎子午线的工作。由于这段经历,他与一些王公贵族逐渐熟悉了起来,于是贝利多尔被任命为法国拉斐尔炮兵学校的数学教授。在这里,他对弹道学进行了深入研究。

  贝利多尔一生中撰写了好几部重要著作,涉及工程学、炮兵运作、弹道学、防御工事构建等。不过,他在科技界的名声主要来自1737—1753年他完成的四卷著作《水力建筑》(Architecture hydraulique),该书涉及工程力学、磨坊与水轮、水泵、港口、海事工程等主题。

  1720年,贝利多尔发表了首部著作《军事、民用及水力建筑课程提要》。1725年,他发表了第一部影响较大的著作《数学新课程》。该书具有科普性质,旨在“使数学有趣”,尤其是使应用于“工程和炮兵领域”的数学有趣,但也包含了一些超出人们一般认识范围的数学内容,比如该书讨论了一些用于军事(比如堡垒构建、炮兵运作、武器弹药的船运等)的复杂机器,还对水泵的发展史及工作原理进行了非常详细的描述。他认为,由于水力资源是当时除了人力畜力之外唯一可供利用的能源,那么将水泵的工作原理研究透彻,努力提高其工效就至关重要。该书在国内外给贝利多尔带来了巨大的名声,使他获得了“炮兵专员”的头衔。早在1726年11月,即28岁的时候,他就当选为英国皇家学会会员。

  1729年,他发表了著作《工程师的科学》。该书继续了对军事建筑的探讨,也开拓了一些新主题,例如构筑堡垒工事时该如何选用合适的材料、用于确定付给参与各种工程建设任务的劳工之合适薪酬的数学模型。此外,贝利多尔还是第一个将积分学付诸实际应用的人。

  1731年,贝利多尔发表了《弗朗索瓦炮手》一书,该书后来成为法国所有炮兵学校的正式操作手册。

  1733年,法国战争部长任命贝利多尔为起草法国外交政策指南的秘密委员会成员。1737年,贝利多尔发表了《水力建筑》第一卷(1750和1753年分别发表了第二卷和第三卷)。在此期间,他与炮兵大团长就弹药最优装填量的计算方法产生了争执。传统理论认为,火药装填量越大,射程越远。贝利多尔发现,射程并非与火药装填量成正比,传统理论是错的。炮兵大团长对这个结论勃然大怒,结果贝利多尔被解除了所有相关职务。很多国家闻讯后,都争相聘用这位在法国失势的人才,但他忠于法国,拒绝了所有邀请。1742年,他才被重新启用。

  1756年3月31日,他成为巴黎科学院院士。1758年,他成为皇家巴黎兵工厂督察(这个职务他一直担任到去世)。1759年,他成为法国皇家工兵军团总督察。也是在1759年,在他61岁的时候,或许是为了表达对养父母一家的感激,他迎娶了养父母的女儿为妻,这样他的可观资产将使妻子在未来受益。由于遭受了一次中风的打击,加之工兵军团总督察的工作很劳累,贝利多尔于1761年9月8日病逝于巴黎。




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