埃萬杰利斯塔·托里拆利（意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家）
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埃萬杰利斯塔·托里拆利是意大利的一位著名物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，他在17世紀(jì)末期以其杰出的科學(xué)貢獻(xiàn)和才華而聞名于世。 他最著名的發(fā)明是托里拆利真空，即使用水銀柱來形成真空。這一發(fā)明為后來的科學(xué)研究提供了重要的基礎(chǔ)，并被廣泛應(yīng)用于實(shí)踐領(lǐng)域，如氣壓計(jì)和血壓計(jì)等。 除此之外，托里拆利還對數(shù)學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域做出了許多重要的貢獻(xiàn)。他提出了托里拆利定理，該定理在幾何學(xué)和物理學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。他還研究了大氣的重力分布和自由落體運(yùn)動(dòng)等課題，并對伽利略的力學(xué)理論進(jìn)行了深入的研究和推廣。 托里拆利是伽利略的學(xué)生和助手，他深受伽利略的影響，并致力于推廣伽利略的物理學(xué)理論。他在1642年繼承了伽利略在佛羅倫薩學(xué)院的數(shù)學(xué)教授職位，并繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究。 總的來說，埃萬杰利斯塔·托里拆利是一位杰出的科學(xué)家和數(shù)學(xué)家，他的發(fā)明和貢獻(xiàn)對后來的科學(xué)進(jìn)步和發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。埃萬杰利斯塔·托里拆利
意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家
埃萬杰利斯塔·托里拆利
埃萬杰利斯塔·托里拆利（Evangelista Torricelli），生于1608年，逝世于1647年，意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。1608年10月15日生于法恩扎，1647年10月25日卒于佛羅倫薩。托里拆利是伽利略的學(xué)生和晚年的助手（1641～1642），1642年繼承伽利略任佛羅倫薩學(xué)院數(shù)學(xué)教授。
基本信息
中文名
埃萬杰利斯塔·托里拆利
外文名
Evangelista Torricelli
所處時(shí)代
17世紀(jì)
出生日期
1608年10月15日
出生地
去世日期
1647年10月25日
國籍
意大利
性別
男
身份信息
職業(yè)
物理學(xué)家
數(shù)學(xué)家
畢業(yè)院校
佛羅倫薩學(xué)院
主要成就
托里拆利定理
發(fā)明氣壓計(jì)
代表作品
托里拆利定理
人物簡介
埃萬杰利斯塔·托里拆利（EvangelistaTorricelli，又譯托里切利，1608年10月15日－1647年10月25日），意大利物理學(xué)兼數(shù)學(xué)家，以發(fā)明氣壓計(jì)而聞名。他在正當(dāng)39歲生日之際，突然病倒，與世長辭?？伤诙潭痰囊簧校〉昧硕喾矫娼艹龅某删?，贏得了很高的聲譽(yù)。
伽利略學(xué)說的捍衛(wèi)者托里拆利出生在意大利華耶查城的富裕的貴族家庭。他從小就受到了良好的數(shù)學(xué)教育。在十七八歲時(shí)，卓越的數(shù)學(xué)才能已初露鋒芒。于是在他二十歲時(shí)，伯父將他帶到羅馬，受教于伽利略的學(xué)生卡斯德利。卡斯德利是當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)近聞名的數(shù)學(xué)家和水利工程師，他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)很多方面都有卓著的成就，還為水力學(xué)創(chuàng)立了科學(xué)的基礎(chǔ)?？ㄋ沟吕娡欣锊鹄贻p聰慧，十分喜愛，便指派他為自己的私人秘書，在學(xué)術(shù)上給予他指導(dǎo)。
1642年伽利略逝世后，托里拆利接替伽利略任佛羅倫薩科學(xué)院的物理學(xué)和數(shù)學(xué)教授，并被任命為宮廷首席數(shù)學(xué)家。從此他有錢可以做一些實(shí)驗(yàn)研究，不再像以往那樣只能從事理論探索。后來，托里拆利大大充實(shí)了伽利略的《兩門新科學(xué)的對話》“第五、六兩天”的內(nèi)容。
托里拆利在佛羅倫薩生活了五年，直至去世。在這五年多的時(shí)間里，他進(jìn)行了大量的科學(xué)研究，還結(jié)識(shí)了畫家羅莎，古希臘文明學(xué)者達(dá)狄和水利工程師阿里蓋提，并受到了上層人物們的普遍敬重。他還應(yīng)邀在秕糠學(xué)會(huì)作了12次學(xué)術(shù)演講，演講題材廣泛，其中有6次是關(guān)于物理學(xué)方面的。這些講稿在語詞方面均無瑕疵可挑，為常人所不及，是典型的意大利文學(xué)作品。他的演講中還充滿著文藝復(fù)學(xué)時(shí)代的那股斗爭精神，抨擊了那種盡全力維護(hù)頑固守舊勢力的天主教思想，多次歡呼伽利略的成就，捍衛(wèi)伽利略的學(xué)說。
生平經(jīng)歷
托里拆利出生在意大利法恩扎，教皇國的一部分。他像個(gè)孤兒被爸爸拋棄丟給叔叔照顧，由他的叔叔從小照顧和教育，他的叔叔，一個(gè)名叫卡瑪爾迪斯的和尚，在1624年將年輕的托里拆利送入到耶穌會(huì)學(xué)院去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和哲學(xué)，一直學(xué)到1626年。在1627年，托里拆利到羅馬學(xué)習(xí)科學(xué)，師從比薩的羅馬大學(xué)數(shù)學(xué)教授本篤·貝內(nèi)代托·卡斯特利。
托里拆利深入研究了伽利略的《兩種新科學(xué)的對話》這本書。并從書中獲得了有關(guān)力學(xué)原理的發(fā)展的很多啟發(fā)。1641年，托里拆利出版了《論重物的運(yùn)動(dòng)》一書，企圖對伽利略的動(dòng)力學(xué)定律作出新的自己的結(jié)論?？ㄋ固乩谝淮伟菰L伽利略時(shí)，將托里拆利的論著給伽利略看了，還熱情推薦了托里拆利。伽利略看完托里拆利論著之后，表示非常欣賞他的卓越見解，便邀請他前來充當(dāng)助手。托里拆利來到佛羅倫薩，會(huì)見了伽利略，此時(shí)伽利略已雙目失明，終日臥在病床上。在他生命的最后三個(gè)月中，托里拆利和他的學(xué)生擔(dān)任了伽利略口述的筆記者，成了伽利略的最后的學(xué)生。
除了一些信件以外，很少有資料涉及托里拆利在1632年和1641年幾年間的活動(dòng)，也即卡斯特利將托里拆利關(guān)于拋體運(yùn)動(dòng)路徑的論文寄給伽利略的那段時(shí)間（此后伽利略被軟禁在他在阿切特里的別墅里）。雖然伽利略立馬邀請托里拆利訪問，但他直到伽利略去世三個(gè)月前才應(yīng)邀前往。訪問期間，他還記錄下了伽利略的《第五日論述》。在伽利略于1642年1月8日逝世后，大公斐迪南二世·德·美第奇請他接任伽利略的數(shù)學(xué)公爵和比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授之職。在任期間他解決了當(dāng)時(shí)很多重要的數(shù)學(xué)問題，如尋找擺線的面積和重心。他還設(shè)計(jì)和制作許多的望遠(yuǎn)鏡和簡單的顯微鏡。
主要貢獻(xiàn)
發(fā)明氣壓計(jì)
托里拆利的首要發(fā)明是水銀氣壓計(jì)。當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界對空氣是否有重量和真空是否可能存在的問題還認(rèn)識(shí)不清，主要是受亞里士多德思想的遺留影響，認(rèn)為“世間萬物之中除了火和空氣以外均有各自的重量?！辈?jiān)持自然界“害怕真空”的說法。伽利略對此說法表示懷疑，他說：“我們不能相信亞里士多德所說的那樣，僅僅認(rèn)為某物是輕的，某物是重的，而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到所有的物體都有其各自的重量，只不過各有重量大小不同和質(zhì)地疏密之分而已?！薄叭绻藗儜{感覺和理解都還不能認(rèn)識(shí)到真空的存在，那么憑感覺和理解又如何能否認(rèn)真空的存在呢？”伽利略曾發(fā)現(xiàn)，抽水機(jī)在工作時(shí)，不能把水抽到10米以上的高度，他把這一現(xiàn)象歸結(jié)為水柱受不了它本身重量之故，再找不到合理滿意的解釋。
托里拆利堅(jiān)決贊同伽利略的關(guān)于空氣有重量和真空存在的說法。在總結(jié)前人理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，托里拆利進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了真空，驗(yàn)證了空氣有重量的事實(shí)，否定了伽利略的關(guān)于真空力的說法。
大約在1641年，一位著名的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家貝爾提曾用一根10米多長的鉛管做成了一個(gè)真空實(shí)驗(yàn)。托里拆利受到了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，想到用較大密度的海水、蜂蜜、水銀等做實(shí)驗(yàn)。他選用的水銀實(shí)驗(yàn)，取得了最成功的結(jié)果。他將一根長度為1米的玻璃管灌滿水銀，然后用手指頂住管口，將其倒插進(jìn)裝有水銀的水銀槽里，放開手指后，可見管內(nèi)部頂上的水銀已下落，留出空間來了，而下面的部分則仍充滿水銀。為了進(jìn)一步證明管中水銀面上部確實(shí)是真空，托里拆利又改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)。他在水銀槽中將其水銀面以上直到缸口注滿清水，然后把玻璃管緩緩地向上提起，當(dāng)玻璃管管口提高到水銀和水的界面以上時(shí)，管中的水銀便很快地瀉出來了，同時(shí)水猛然向上竄管中，直至管頂。由此可見，原先管內(nèi)水銀柱以上部分確實(shí)是空無所有的空間。之前水銀柱和現(xiàn)在的水柱都不是被什么真空力所吸引住的，而是被管外水銀面上的空氣重量所產(chǎn)生的壓力托住的。托里拆利的實(shí)驗(yàn)是對亞里士多德的力學(xué)的最后致命打擊，于是有些人便妄圖否定托里拆利的研究成果，提出玻璃管上端內(nèi)充有“純凈的空氣”，并非真空。大家各抒已見，眾說紛壇，引起了一場激烈的爭論。爭論一直持續(xù)到帕斯卡的實(shí)驗(yàn)成功證實(shí)托里拆利的理論后才逐漸統(tǒng)一起來。
托里拆利在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)不管玻璃管長度如何，也不管玻璃管傾斜程度如何，管內(nèi)水銀柱的垂直高度總是76厘米，于是他提出了可以利用水銀柱高度來測量大氣壓，并于1644年同維維安尼合作，制成了世界上第一具水銀氣壓計(jì)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)使他的名望永存，而真空測量的單位托就是用他的名字來命名的。
托里拆利定律
托里拆利還發(fā)現(xiàn)了托里拆利定律，這是一個(gè)有關(guān)流體從開口流出的流速的定律，即水箱底部小孔液體射出的速度等于重力加速度與液體高度乘積的兩倍的平方根。這后來被證明是伯努利定律的一種特殊情況。
當(dāng)時(shí)，水力學(xué)權(quán)威卡斯德利認(rèn)為水流的速度跟孔到水面的距離成正比，且這一見解又得到伽利略的贊同，無人敢懷疑。托里拆利為弄清楚這一道理，認(rèn)真地做了實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了仔細(xì)的測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從器壁小孔流出的水流的速度不是跟孔到水面的距離成正比，而是跟此距離的平方根成正比。水流初速度v與桶中水面相對于孔口高度差h的關(guān)系式為v=A√h（A為常數(shù)）。后人稱此式為托氏的射流定律。約在他之后的一個(gè)世紀(jì)，丹尼爾·伯努利才得出v=√2gh的結(jié)果。托里拆利后來又通過實(shí)驗(yàn)證明了從側(cè)壁細(xì)孔噴出來的水流的軌跡是拋物線形狀。托里拆利的這些發(fā)現(xiàn)，為使流體力學(xué)成為力學(xué)的一個(gè)獨(dú)立的分支奠定了基礎(chǔ)。
描述風(fēng)的形成
數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)
托里拆利也具有很高的數(shù)學(xué)造詣。他在數(shù)學(xué)方面最大的貢獻(xiàn)是進(jìn)一步發(fā)展了卡瓦列里的“不可分原理”，幫它走向后來牛頓和萊布尼茲所創(chuàng)立的微積分學(xué)。他在《幾何學(xué)文集》中提出了許多新定理，如：由直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圓柱坐標(biāo)的方法，計(jì)算有規(guī)則幾何圖形板狀物體重心的定理。還成功地結(jié)合力學(xué)問題來研究幾何學(xué)。例如，他研究了在水平內(nèi)的一定速度拋出物體所描繪的拋物線上作切線的問題，還研究了物體所描繪的拋物線的包絡(luò)線。他曾測定過拋物線弓形內(nèi)的面積，拋物面內(nèi)的體積以及解決了其他十分復(fù)雜的幾何難題。
托里拆利還將卡瓦列里的不可分原理以通俗易懂的方式寫得頗受廣大讀者歡迎，對不可分原理的普及起了推動(dòng)作用。
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