托里拆利的实验发现大气压

在17世纪之前，没有人知道大气还有压力。直到1643年，意大利物理学家托里拆利的实验公布于世，才引起了极大的轰动。大气压的发现促进了流体静力学的研究，推动了物理学理论向前发展。

1608年，托里拆利出生于意大利法安札的一个贵族家庭，从小就失去父母，他由叔父抚养。幼年时，托里拆利就表现出非凡的数学才能。20岁时，他到罗马在伽利略早年的学生卡斯提利指导下学习数学，他经常给托里拆利讲述伽利略的故事，并让托里拆利阅读和学习伽利略的科学著作。

1641年，托里拆利写了第一篇论文《论自由坠落物体的运动》，发展了伽利略关于运动的想法。伽利略在软禁期间，读到了这篇论文，非常赞赏托里拆利的才能。后来，在卡斯提利的引荐下，伽利略收托里拆利做自己的学生，帮助他搞科学研究。

托里拆利

当时，欧洲的一些矿井里已经使用活塞式抽水机抽出矿井里的积水。按照古希腊亚里士多德“自然界害怕真空”的原理，当抽水机活塞提上来时，水就跟上来赶走活塞下面的真空，抽水时水被提上来的高度应是无限的。但在实践中人们却发现，在超过10米深的井里，抽水机无论如何也不能将水抽上来。

人们向意大利著名科学家伽利略请教，伽利略认真思考后说真空是有阻力的，抽水机中水柱的高度正好是这个阻力的量度，但这个结论仅仅停留在猜想的层次。当时，伽利略已经双目失明，无法亲自验证，只好把这个工作交给他的学生托里拆利。

伽利略去世后，托里拆利接替伽利略当了宫廷数学家。他开始研究抽水机为什么不能从超过10米深的井里把水抽上来的问题。他相信老师的猜想是正确的。

1643年，托里拆利和伽利略的另一个学生维维安尼做了一个实验。他们给长122厘米、一端封闭的玻璃管里充满水银，用手堵住管口将其倒转过来放入水银槽中，松开手后管中水银下降了一段，当水银柱静止时测量它的高度是76厘米。他们把玻璃管向不同方向倾斜，但无论怎样水银柱的高度始终保持76厘米。这时候托里拆利给水银槽上部注满水，然后把玻璃管徐徐提起。当管口一离开水银的时候，管内水银就全部流了出来，水进入管内充满了整个管子。托里拆利由此断定，玻璃管中水银柱上端的那段空隙是真正的真空，否则水就不会充满整个管子。

托里拆利在做实验。

经过进一步分析，托里拆利得出结论：空气压迫水银槽液面是产生这一现象的根源。由于玻璃管上端形成了真空，所以空气的压力就把水银压入玻璃管中，水银柱产生的压力正好等于空气的压力，这个压力就是大气压。通过这些实验，托里拆利不但获得了真空，而且发现了大气压，从而证实了“自然界害怕真空”的说法是不科学的，他还设想，高山与平地上的大气压强应该有所不同。

托里拆利发现大气压的消息传到了欧洲各国，引起了科学家们的广泛兴趣。法国物理学家帕斯卡和他的朋友通过实验比较了海拔高度相差1000米的两地大气压强的水银柱高度，证明了托里拆利的设想；德国马德堡市市长格里克为了证明大气压的存在，公开表演了一次实验。

学海拾贝

托里拆利发明了第一个水银气压计。为了纪念他，后人把托里拆利实验中，水银柱以上的真空空间叫“托里拆利真空”。另外，小行星7437也被命名为“托里拆利”。