埃萬(wàn)杰利斯塔·托里拆利（Evangelista Torricelli，1608年10月15日-1647年10月25日），意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，伽利略的學(xué)生。
托里拆利出生于意大利意大利法恩莎小鎮(zhèn)的貴族家庭，16歲時(shí)，叔叔將他送入耶穌會(huì)學(xué)習(xí)。托里拆利因此接觸到數(shù)學(xué)和哲學(xué)。1627年，他來(lái)到羅馬跟隨羅馬大學(xué)教授卡斯特利（Benedetto Castelli）學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。1641年出版了自己的第一部著作《論重物的運(yùn)動(dòng)》（De motu gravium），解釋了液體從薄壁容器的孔眼中露出的現(xiàn)象。1642年伽利略逝世，34歲的托里拆利繼任伽利略佛羅倫薩大學(xué)的物理學(xué)兼數(shù)學(xué)教授職位。1643年，研究出水銀柱氣壓計(jì)和“托里拆利真空”現(xiàn)象，并將成果總結(jié)在1644年出版的《幾何學(xué)論》（Opera Geometrica）一書(shū)中。1647年10月25日逝世于佛羅倫薩，享年39歲。
托里拆利在數(shù)學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域都頗有成就，發(fā)明了水銀柱氣壓計(jì)，發(fā)現(xiàn)托里拆利定律、空氣壓力及真空的存在，還出版《論重物的運(yùn)動(dòng)》《幾何學(xué)論》等著作。為了紀(jì)念他，后世將氣壓?jiǎn)挝幻麨?a href="/hebeideji/2631615854544408452.html">Torr（torr）。
人物生平
早年經(jīng)歷
1608年10月15日，伊萬(wàn)杰利斯塔托里拆利出生在意大利的法恩扎。他還在幼年時(shí)期就成了孤兒。叔叔是個(gè)學(xué)識(shí)豐富的修道士，擔(dān)負(fù)起對(duì)他的教育責(zé)任。逐漸，他對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了興趣，對(duì)實(shí)驗(yàn)充滿了熱情。當(dāng)他年滿十八歲時(shí)，伽利略·伽利萊（Galileo）的朋友穆尼迪托·卡斯特里（Munedito Castelli）教授把他收為學(xué)生。
年輕的托里拆利愛(ài)好廣泛。他研究數(shù)學(xué)和力學(xué)，磨制望遠(yuǎn)鏡的透鏡，證明如何用小玻璃球來(lái)提高放大倍數(shù)。這些放大效果顯著的放大鏡，在經(jīng)歷了一百年之后，仍然深受科學(xué)家的贊揚(yáng)，并在微生物界促成許多重要的發(fā)現(xiàn)。
潛心學(xué)習(xí)
1627年，托里拆利被送到羅馬，在羅馬大學(xué)教授卡斯特利處學(xué)習(xí)。托里拆利在卡斯特利門(mén)下學(xué)習(xí)期間，他深入研究伽利略·伽利萊的《關(guān)于兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話》（Discourses Concerning Two New Sciences）這本書(shū)。并從書(shū)中獲得了有關(guān)力學(xué)原理發(fā)展的很多啟發(fā)。1641年，托里拆利在佛羅倫薩用拉丁文出版自己撰寫(xiě)的論文《論重物的運(yùn)動(dòng)》，企圖對(duì)伽利略的動(dòng)力學(xué)定律作出新的自己的結(jié)論。
托里拆利在自己的第一部著作中，利用伽利略的自由落體定律解釋了液體從薄壁容器的孔眼中流出的現(xiàn)象。他證明液體從孔中流出的速度與容器中液體水平面處于同一高度的自由落體的速度相等。后來(lái)這一關(guān)系式發(fā)展成著名的托里拆利公式。他還發(fā)現(xiàn)從容器側(cè)壁的孔中流出的液體具有拋物線的形式。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，他奠定了水動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。
卡斯特利在一次拜訪伽利略·伽利萊時(shí)，將托里拆利的論著給伽利略看，還向他推薦托里拆利。伽利略看完托里拆利論文后，欣賞他的見(jiàn)解，便邀請(qǐng)他前來(lái)?yè)?dān)任助手。托里拆利來(lái)到佛羅倫薩，見(jiàn)到伽利略時(shí)，他已雙目失明，終日臥病在床。在伽利略生命的最后三個(gè)月中，托里拆利和他的學(xué)生文森佐·維維安尼（Vincenzo Viviani）擔(dān)任了伽利略口述的筆記者，成為伽利略晚年的助理。
繼任教授
1642年伽利略逝世后，34歲的托里拆利接替伽利略，擔(dān)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。后來(lái)，托里拆利充實(shí)了伽利略·伽利萊的《兩種新科學(xué)的對(duì)話》的內(nèi)容。
1643年，他與伽利略的另一位學(xué)生維維安尼（Viviani）研究出了水銀柱氣壓計(jì)和“托里拆利真空”現(xiàn)象，并將成果總結(jié)在1644年出版的《幾何學(xué)論》（Opera Geometrica）一書(shū)中。
托里拆利在佛羅倫薩生活了五年多，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(huà)家羅莎（Rosa），古希臘文明學(xué)者達(dá)狄（Karl Bernardovich Dadi）和水利工程師阿里蓋提（Arigeti），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(yǔ)詞方面十分嚴(yán)謹(jǐn)，是典型的意大利文學(xué)作品。他的演講充滿著文藝復(fù)興時(shí)代的斗爭(zhēng)精神，著重抨擊頑固守舊勢(shì)力的天主教思想，堅(jiān)持捍衛(wèi)伽利略學(xué)說(shuō)。
英年早逝
1647年，正值托里拆利39歲生日之際，卻突然病倒，10月25日在佛羅倫薩去世，安葬于圣洛倫索大教堂（San Lorenzo）。
主要成果
物理方面
真空泵和氣壓計(jì)的發(fā)明
兩千多年來(lái)，學(xué)術(shù)界普遍流傳亞里士多德（Aristoteles）“自然厭惡真空”，即自然界沒(méi)有真空的說(shuō)法。伽利略對(duì)此說(shuō)法表示懷疑，但也只是認(rèn)為“自然厭惡真空”有一定的限度。說(shuō)明伽利略可能已經(jīng)意識(shí)到大氣壓力與真空的存在。
托里拆利和維維安尼受到伽利略·伽利萊影響，合作進(jìn)行大氣壓力的實(shí)驗(yàn)研究。1643年，他們成功進(jìn)行了大氣壓力試實(shí)驗(yàn)，不僅導(dǎo)致了大氣壓力的發(fā)現(xiàn)，而且導(dǎo)致了汞管中真空的發(fā)現(xiàn)和水銀氣壓計(jì)的發(fā)明。
在1m長(zhǎng)的玻璃試管中注滿水銀，用手指封住試管開(kāi)口處，使水銀不會(huì)流出。然后再將試管180°翻轉(zhuǎn)，使試管開(kāi)口朝下，放入注滿水銀的水銀槽中。慢慢松開(kāi)堵住試管開(kāi)口處的手指。試管內(nèi)的水銀柱會(huì)下降，但到一定高度后就停止了。如果在地平線處做托里拆利實(shí)驗(yàn)，水銀柱會(huì)下降到76cm處。托里拆利認(rèn)為水銀所產(chǎn)生的壓強(qiáng)剛好等于大氣壓強(qiáng)。根據(jù)液體中壓強(qiáng)的計(jì)算公式，可以計(jì)算得到76cm高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1.01325×105Pa，所以有時(shí)人們也稱一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為76cmHg。
之所以使用汞是因?yàn)槿绻麚Q成常見(jiàn)的水做托里拆利實(shí)驗(yàn)，至少需要一根長(zhǎng)度為10.5m的試管，還需要將試管翻轉(zhuǎn)180°，這個(gè)過(guò)程中試管可能會(huì)破碎，且一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，水銀的密是水的13.6倍，更適合用來(lái)做托里拆利實(shí)驗(yàn)。
托里拆利原理
如圖存在一個(gè)體積和橫截面都是很大的容器，容器的側(cè)面有一小孔，液體從小孔流出。假定小孔在液面下h處，液體從小孔流出的速度為v，由于容器的體積和橫截面都很大，而小孔又很小，所以液體從小孔流出時(shí)，容器中波體表面下降速度可以認(rèn)為是零。液體表面的壓強(qiáng)和小孔處的壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)。我們以小孔的位置作為基準(zhǔn)面，則小孔的高度為零。因此，按照伯努利方程，得，所以。上式表明，液體從小孔流出的速度和液體從高度為h處自由落下時(shí)所獲得的速度相等，這一原理叫做托里拆利原理。
托里拆利定律
托里拆利創(chuàng)立了流體動(dòng)力學(xué)，由此補(bǔ)充了由伽利略·伽利萊所建立的固體動(dòng)力學(xué)。他在流體動(dòng)力學(xué)方面的基本工作見(jiàn)于他1644年編寫(xiě)的《幾何學(xué)論》（Opera Geometrica）關(guān)于固體動(dòng)力的部分，他在這里證明了托里拆利定律。
從水箱側(cè)壁的一個(gè)孔噴出的水的路徑呈拋物線狀，且射流的速度（因而還有單位時(shí)間里流出的水量）和一個(gè)物體從水面高度自由落到孔的高度時(shí)所達(dá)到的速度成正比，因而也和水柱在孔上面的高度的平方根成正比。在相繼的相等時(shí)間間隔里流出的水量和相繼奇數(shù)成正比減少
定義：流量和敞口容器水位深度關(guān)系的數(shù)學(xué)公式。
表達(dá)式：（v表示流量，代表其他三個(gè)常數(shù)，即液體密度、漏孔尺寸和形狀，g表示重力，h表示測(cè)量點(diǎn)上方液體的深度/高度）
其他方面
在光學(xué)方面，托里拆利設(shè)計(jì)了研磨透鏡的方法和制造顯微鏡的構(gòu)造。
在氣象學(xué)方面，除了認(rèn)識(shí)大氣壓力的存在，還提出風(fēng)起源于不同區(qū)域之間空氣存在的溫度差和密度差的理論。在真空實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了水銀氣壓計(jì)，還把伽利略·伽利萊的氣體溫度計(jì)改進(jìn)成一直沿用到現(xiàn)在的水銀溫度計(jì)。
數(shù)學(xué)方面
托里拆利也具有很高的數(shù)學(xué)造詣。他曾測(cè)定過(guò)拋物線弓形內(nèi)的面積，拋物面內(nèi)的體積以及其他十分復(fù)雜的幾何難題。這些問(wèn)題一般來(lái)說(shuō)只能用后來(lái)艾薩克·牛頓（Sir Isaac Newton）和戈特弗里德·威廉·萊布尼茨（Gottfried?Wilhelm?Leibniz?）創(chuàng)立的牛頓－萊布尼茨公式才得以解決。但托里拆利只是利用伽利略引入的連續(xù)變化的概念來(lái)解決。他成功地結(jié)合力學(xué)問(wèn)題來(lái)研究幾何學(xué)。例如：他研究了在水平面內(nèi)以一定速度拋出物體所描繪的拋物線上作切線的問(wèn)題，還研究了物體所描繪的拋物線的包絡(luò)線。
托里拆利點(diǎn)
托里拆利發(fā)現(xiàn)了托里拆利點(diǎn)。在三角形的三邊各向其外側(cè)作等邊三角形，這三個(gè)等邊三角形的外接圓交于一點(diǎn)T，該T點(diǎn)即稱為托里拆利點(diǎn)，而三個(gè)等邊三角形的外接圓稱為托里拆利圓。在一定條件下，托里拆利點(diǎn)和正等角中心、費(fèi)爾馬點(diǎn)等是一回事。
托里拆利小號(hào)
托里拆利追隨拉瓦列里（Lavalieri），使用圓柱不可分量證明了“等邊雙曲線的一部分圍繞其漸近線旋轉(zhuǎn)所得的無(wú)限長(zhǎng)的立體圖形，具有有限的體積”，這就是“托里拆利小號(hào)”（又名“加百利號(hào)角”），它具有有限的體積和無(wú)限的表面積。
這一明顯有悖的論述可以解釋為：把托里拆利小號(hào)的內(nèi)表面刷一遍需要無(wú)限多的油漆，但灌滿整個(gè)托里拆利小號(hào)只需要有限的油漆，這是因?yàn)轶w積是三維的，而表面是二維的，如果將這些油漆平鋪地面，無(wú)視厚度，則可以鋪成厚度無(wú)限接近于0的無(wú)限面積。事實(shí)上，更本質(zhì)的解釋是面積與體積是不同的測(cè)度。
不可分原理
托里拆利在其專著《幾何學(xué)論》中將希臘古典幾何學(xué)和意大利數(shù)學(xué)家卡瓦列里（Franeesco Bonaventura Cavalieri）提出的不可分原理融會(huì)貫通。不可分原理設(shè)計(jì)無(wú)窮窄的矩形，這些矩形被卡瓦列里用來(lái)計(jì)算曲線下區(qū)域的面積。而托里拆利把卡瓦列里的不可拆分原理發(fā)展到不可分曲線。
主要作品
相關(guān)事件
馬德堡半球?qū)嶒?yàn)
1654年，德國(guó)的馬格德堡足球俱樂(lè)部市長(zhǎng)奧托·馮·格里克（Otto von Guericke）進(jìn)行了一場(chǎng)馬德堡半球?qū)嶒?yàn)：將兩個(gè)直徑將近14英寸（35.5cm）的銅半球中間墊上皮圈，緊貼在一起就成了不漏氣的空心銅球。內(nèi)用真空泵抽空，再在其兩邊各用8匹馬向反方向拉兩個(gè)半球，未能將其拉開(kāi)，實(shí)驗(yàn)充分證明了大氣壓的存在。格利克的這次實(shí)驗(yàn)不僅使托里拆利大氣壓強(qiáng)的理論得到了科學(xué)界的承認(rèn)，還使人們看到了空氣壓力的巨大威力。
人物評(píng)價(jià)
葉企孫等學(xué)者編撰的《科學(xué)史集刊》中評(píng)價(jià)托里拆利：“雖然從科學(xué)已十分發(fā)達(dá)的今天看來(lái)，托里拆利的工作有些是比較‘簡(jiǎn)單’的，但是在當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展的階段來(lái)說(shuō)，這些工作正是勞動(dòng)人民認(rèn)識(shí)自然，并進(jìn)而讓自然界的一些現(xiàn)象為自己服務(wù)中的重要問(wèn)題。正因?yàn)槿绱耍嗣褚恢痹诩o(jì)念他的功績(jī)。”
德國(guó)數(shù)學(xué)家戈特弗里德·威廉·萊布尼茨曾評(píng)價(jià)托里拆利：“幾何學(xué)中的卓越人物、完成了這一領(lǐng)域中義勇軍任務(wù)的開(kāi)拓者和倡導(dǎo)者是拉瓦列里和托里拆利，后來(lái)別人的進(jìn)一步發(fā)展都得益于他們的工作。”
后世紀(jì)念
后世為了紀(jì)念托里拆利在科學(xué)上的貢獻(xiàn)，把大氣壓強(qiáng)的單位命名為“托（torr）”，國(guó)際編號(hào)為7437的小行星4179命名為“托里拆利”。
托里拆利家鄉(xiāng)法恩扎為托里拆利樹(shù)立了一座紀(jì)念碑。
參考資料 >