在亚里士多德的自然哲学中,真空即没有任何物质存在的空间,而这种空间在自然界是存在的。《物理学》一书中,亚里士多德论证了真空是不存在的。

伽利略的关于落体的规律如果做标准的实验的话,应该是在真空中,其实这个真空并不是什么都没有,而是没有空气的空间。

直到17世纪,人们仍然认为亚里士多德是正确的,即“自然界厌恶真空”,就连伽利略本人也怀疑真空是否能存在。

1608年10月15日,意大利物理学家托里拆利生于法思扎。1639年,在伽利略逝世前三年,托里拆利成为伽利略的学生。他一直呆在伽利略身边,守候到伽利略生命的最后一刻。

在那时,水泵应用十分广泛,人们抽水进行工农业方面的应用。亚里士多德的物理学认为,水之所以能向上抽就是因为活塞向上抽动所留下的空隙是真空,而大自然不允许真空的存在,因此水就向上填满空隙,从而弥补真空环境。但表面上的理论是经不住深究的,是否水可以无限抽上?按照亚里士多德的观念,水应该能无限向上抽。事实上是,人们发现水只能比原来抽高十多米,也就是说,水面距地面二十多米的井或沟,把抽水泵放进去,根本抽不上水来。

伽利略没有对这个问题进行清楚地研究和解释,把这个课题留给了托里拆利。

1643年,托里拆利与伽利略的另外一名学生合作,研究抽水问题。他们一开始想到做水的试验。

他们想到做一根长长的玻璃管,将管子的一端封住,在管子里充满水。如果大自然真的不形成真空的话,那么把管子开口向下翻过来,没入水中,这样,管子里的水不应该下降,而应一直充斥着整个管子。

可是要超过10多米的玻璃管是很不好找的,即便找到,要对它进行操作更是费劲儿。怎么办呢?

托里拆利想出了办法:用水银。

就这样,举世闻名的托里拆利实验诞生了。在佛罗伦萨,托里拆利在一根四英尺长、一端封闭的玻璃管内注满水银,用手堵住开口翻了一个个儿,使开口冲下,没入水银盆中,然后他松开手,观察玻璃管内水银柱的变化。如果亚里士多德正确的话,那么水银就不应该下降。结果水银向下流了,管内出现了一段真空!

更有趣的是,水银柱降到高约760毫米时,就不再下降了。他们换了大的、小的、精的、细的各种管子,都充满水银,然后倒放在水银盆里,结果发现结果一致:水银柱高约760毫米时,水银就不再向下降了。

“如此看来,真空恐怕并不存在!”他们终于认识到这一点。那么是什么原因使得液体不继续下降而稳定不动了呢?托里拆利准确地认识到,所谓排斥真空的力不是别的,正是空气的力量,由于空气的重量是一定的,所以空气能支撑的水银柱高度也是一定的,如果是水柱,道理也是如此。实际都是有限的高度,不过液体各不相同。原因在于每种液体的密度不同。水的密度就比水银小,所以水柱就高一些,这样产生的压力刚好和空气所产生的压力相平衡。

在这个实验中,托里拆利实际上做成了世界上第一个气压计。

托里拆利打破了自然界不存在真空的错误观点,发现了玻璃管内的真空,被称为“真空的鼻祖”。他发现了大气压力。

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