Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Евангелиста Торричелли
Евангелиста Торричелли - Лоренцо Липпи (около 1647, Galleria Silvano Lodi & Due) .jpg
Евангелиста Торричелли - Лоренцо Липпи ( ок.  1647 )
Родившийся( 1608-10-15 )15 октября 1608 г.
Рим , Папская область
Умер25 октября 1647 г. (1647-10-25)(39 лет)
Флоренция , Великое Герцогство Тоскана
НациональностьИтальянский
Альма-матерРимский университет Ла Сапиенца
ИзвестенБарометр
Закон
Торричелли Торричеллианский вакуум
Научная карьера
ПоляФизика
математика
УчрежденияПизанский университет
Академические консультантыБенедетто Кастелли
Известные студентыВинченцо Вивиани
ВлиянияГалилео Галилей
Под влияниемРоберт Бойл [1]
Блез Паскаль

Торричелли ( / ˌ т ɔːr я tʃ ɛ л я / TORR -ee- ЧЕЛ -ее , [2] также США : / ˌ т ɔːr - / ТОР - , [3] итальянский:  [evandʒelista torritʃɛlli] ( слушать )Об этом звуке ; 15 октября 1608 - 25 октября 1647) был итальянским физиком и математиком, учеником Галилея . Он наиболее известен своим изобретением барометра., но также известен своими достижениями в оптике и работой над методом неделимых .

Биография [ править ]

Ранняя жизнь [ править ]

Евангелиста Торричелли родилась 15 октября 1608 года в Риме , первенец Гаспаре Торричелли и Катерины Анджетти. [4] Его семья была из Фаэнцы в провинции Равенна , в то время входившей в состав Папской области . Его отец был текстильщиком, и семья была очень бедной. Видя его таланты, родители отправили его учиться в Фаэнцу под присмотром его дяди, Джакомо (Джеймса), камальдолского монаха , который первым позаботился о том, чтобы его племянник получил хорошее базовое образование. Затем он ввел молодого Торричелли в иезуитское сословие.Колледж в 1624 году, возможно, в самой Фаэнце, где изучал математику и философию до 1626 года, когда умер его отец Гаспаре. Затем дядя отправил Торричелли в Рим изучать естественные науки у бенедиктинского монаха Бенедетто Кастелли , профессора математики в Колледжо делла Сапиенца (ныне известный как Римский университет Ла Сапиенца ). [5] [6] Кастелли был учеником Галилео Галилея . [7] «Бенедетто Кастелли провел эксперименты с проточной водой (1628 г.), и папа Урбан VIII доверил ему гидравлические работы». [8]Нет никаких фактических доказательств того, что Торричелли был зачислен в университет. Почти наверняка Торричелли учил Кастелли. Взамен он работал у него секретарем с 1626 по 1632 год по частному соглашению. [9] Из-за этого Торричелли подвергся экспериментам, финансируемым Папой Урбаном VIII . Живя в Риме, Торричелли стал также учеником математика Бонавентуры Кавальери , с которым он подружился. [7] Именно в Риме Торричелли подружился с двумя другими учениками Кастелли, Рафаэлло Маджотти и Антонио Нарди . Галилей нежно называл Торричелли, Маджотти и Нарди своим «триумвиратом» в Риме.[10]

Карьера [ править ]

Статуя Торричелли в Museo di Storia Naturale di Firenze

В 1632 году, вскоре после публикации Галилео «s Диалога о двух системах мира Chief , Торричелли писал Галилей читать его«с восторгом ... того, кто, уже практиковал все геометрии наиболее усердно ... и с изучал Птолемея и видел почти все , что касалось Тихо Браге , Кеплера и Лонгомонтана , наконец, вынужденный множеством совпадений, присоединился к Копернику и был галилеем по профессии и секте ». (Ватикан осудил Галилея в июне 1633 года, и это был единственный известный случай, когда Торричелли открыто заявил, что придерживается взглядов Коперника.)

За исключением нескольких писем, мало что известно о деятельности Торричелли в период с 1632 по 1641 год, когда Кастелли отправил монографию Торричелли о пути снарядов Галилею, который в то время находился в плену на своей вилле в Арчетри . Хотя Галилей сразу же пригласил Торричелли к себе в гости, Торричелли согласился только за три месяца до смерти Галилея. Причиной тому стала смерть матери Торричелли, Катерины Анджетти. [7] «(T) его короткое общение с великим математиком позволило Торричелли закончить пятый диалог под личным руководством его автора; он был опубликован Вивиани, другим учеником Галилея, в 1674 году». [8] После смерти Галилея 8 января 1642 г. великий князь Фердинандо II де 'Медичипопросил Торричелли сменить Галилея на посту великого князя математика и кафедры математики в Пизанском университете . Прямо перед назначением Торричелли подумывал о возвращении в Рим, потому что во Флоренции для него ничего не осталось [7], где он изобрел барометр . В этой новой роли он решил некоторые из великих математических задач того времени, например, определение площади и центра тяжести циклоиды . В результате этого исследования он написал книгу Opera Geometrica, в которой описал свои наблюдения. Книга была опубликована в 1644 году. [7]

Когда он занял почетное положение, о Торричелли было мало что известно о его работах по геометрии, но после того, как он опубликовал Opera Geometrica два года спустя, он стал очень уважаемым в этой дисциплине. [11] «Он интересовался оптикой и изобрел метод, с помощью которого микроскопические линзы могут быть сделаны из стекла, которое можно легко расплавить в лампе». [8] В результате он спроектировал и построил ряд телескопов и простых микроскопов; несколько больших линз, на которых выгравировано его имя, до сих пор сохранились во Флоренции . 11 июня 1644 года он написал знаменитое письмо Микеланджело Риччи :

Noi viviamo sommersi nel fondo d'un pelago d'aria. (Мы живем на дне воздушного океана.) [12]

Однако его работа над циклоидой вовлекла его в полемику с Жилем де Робервалем , который обвинил его в плагиате его более раннего решения проблемы ее квадратуры . Хотя кажется, что Торричелли пришел к своему решению независимо, этот вопрос все еще обсуждался до его смерти. [13]

Смерть [ править ]

Евангелиста Торричелли изображена на
первой полосе Lezioni d'Evangelista Torricelli
Эксперимент Торричелли
Карта лунного кратера Торричелли

Торричелли умер от лихорадки, скорее всего от брюшного тифа , [4] [14] во Флоренции 25 октября 1647 года, [15] через 10 дней после своего 39-летия, и был похоронен в базилике Сан-Лоренцо . Все свое имущество он оставил приемному сыну Алессандро. «К этому первому периоду относятся его памфлеты о Solidi spherali, Contatti и большей части предложений и различных проблем, которые были собраны Вивиани после смерти Торричелли. Эта ранняя работа во многом обязана изучению классиков». [7] Спустя шестьдесят восемь лет после смерти Торричелли его гений все еще восхищал современников, о чем свидетельствует анаграмма под фронтисписом Lezioni academiche d'Evangelista Torricelli, опубликованного в 1715 году: En virescit Galileus alter, что означает «Здесь цветет другой Галилей».

В Фаэнце статуя Торричелли была создана в 1868 году в знак благодарности за все, что Торричелли сделал для развития науки за свою короткую жизнь. [8] астероид 7437 Торричелли и кратер на Луне были названы в его честь.

Работа Торричелли по физике [ править ]

Прочтение « Двух новых наук» Галилея (1638 г.) вдохновило Торричелли на многие разработки изложенных в них механических принципов, которые он воплотил в трактате De motu (напечатанном среди его Opera geometrya , 1644 г.). Его сообщение Кастелли Галилею в 1641 году с предложением о том, чтобы Торричелли проживал с ним, привело к тому, что Торричелли отправился во Флоренцию , где он встретился с Галилеем, и действовал как его помощник в течение трех оставшихся месяцев его жизни. [13]

Всасывающие насосы и изобретение барометра [ править ]

Основная статья: Барометр

Работа Торричелли привела к первым предположениям об атмосферном давлении и последующему изобретению ртутного барометра (от греческого слова baros, означающего вес [16] ) - принцип работы которого был описан еще в 1631 году Рене Декартом , хотя там нет никаких доказательств того, что Декарт когда-либо создавал такой инструмент. [17]

Барометр возник из-за необходимости решить теоретическую и практическую задачу: всасывающий насос мог поднимать воду только на высоту 10 метров (34 фута) (как описано в книге Галилея « Две новые науки» ). В начале 1600-х годов учитель Торричелли, Галилей, утверждал, что всасывающие насосы могут забирать воду из колодца благодаря «силе вакуума». [16] Этот аргумент, однако, не объясняет того факта, что всасывающие насосы могут поднимать воду только на высоту 10 метров.

После смерти Галилея Торричелли предположил, что мы, скорее, живем в «воздушном море», которое оказывает давление, во многом аналогичное давлению воды на подводные объекты. [18] Согласно этой гипотезе, на уровне моря воздух в атмосфере имеет вес, примерно равный весу 34-футового столба воды. [16] Когда всасывающий насос создает вакуум внутри трубы, атмосфера больше не давит на столб воды под поршнем, но по-прежнему давит на поверхность воды снаружи, заставляя воду подниматься до тех пор, пока ее вес не уравновесит вес атмосферы. . Эта гипотеза могла привести его к поразительному предсказанию: всасывающий насос может поднимать ртуть, которая в 13 раз тяжелее воды, только до 1/13 высоты водяного столба (76 сантиметров) в аналогичном насосе. (Возможно, однако, что Торричелли сначала провел эксперимент с ртутью, а затем сформулировал свою гипотезу о море воздуха [18] ).

В 1643 году Торричелли наполнил метровую трубку (с одним запаянным концом) ртутью - в тринадцать раз плотнее воды - и поместил ее вертикально в емкость с жидким металлом. Столб ртути упал примерно до 76 сантиметров (30 дюймов), создавая над ним торричеллический вакуум . [19] Это был также первый зарегистрированный случай создания постоянного вакуума.

Второе недвусмысленное предсказание гипотезы Торричелли о море воздуха было сделано Блезом Паскалем , который доказывал и доказывал, что ртутный столбик барометра должен опускаться на больших высотах. Действительно, он слегка опустился на 50-метровую колокольню, а тем более на вершину 1460-метровой горы .

Как мы теперь знаем, высота колонны колеблется в зависимости от атмосферного давления в одном и том же месте, и этот факт играет ключевую роль в прогнозировании погоды. Базовые изменения высоты колонны на разных отметках, в свою очередь, лежат в основе принципа работы высотомера. Таким образом, эта работа заложила основы современной концепции атмосферного давления , первого барометра , прибора, который позже будет играть ключевую роль в прогнозировании погоды, и первого барометрического альтиметра , который измеряет высоту и часто используется в походах, скалолазании и т. Д. горные лыжи и авиация.

Решение загадки всасывающего насоса и открытие принципа работы барометра и альтиметра увековечили известность Торричелли с такими терминами, как «торричеллианская трубка» и «торричеллианский вакуум». Торр , единица давления используется в вакуумных измерений, названа в честь него.

Закон Торричелли [ править ]

Торричелли также открыл закон, касающийся скорости жидкости, вытекающей из отверстия, который, как позже было показано, является частным случаем принципа Бернулли . Он обнаружил, что вода просачивается через небольшое отверстие в дне контейнера со скоростью, пропорциональной квадратному корню из глубины воды. Итак, если контейнер представляет собой вертикальный цилиндр с небольшой протечкой на дне, а y - глубина воды в момент времени t , тогда

для некоторой постоянной k > 0. [20]

Изучение снарядов [ править ]

Торричелли изучал снаряды и то, как они летят по воздуху. "Возможно, его наиболее заметным достижением в области снарядов было то, что он впервые установил идею конверта : снаряды, летящие с одинаковой скоростью [...] во всех направлениях, очерчивают параболы, которые касаются общего параболоида. Эта оболочка стала известна как parabola di sicurezza (парабола безопасности) ». [7] [6]

Причина ветра [ править ]

Торричелли дал первое научное описание причины ветра :

... ветры возникают из-за разницы в температуре и, следовательно, плотности воздуха между двумя регионами Земли. [5]

Работа Торричелли по математике [ править ]

Торричелли также известен открытием трубы Торричелли (также - возможно, более часто - известной как Рог Габриэля ), площадь поверхности которой бесконечна , но объем конечен. Многие в то время считали это «невероятным» парадоксом, включая самого Торричелли, и вызвали ожесточенные споры о природе бесконечности, в которых также участвовал философ Гоббс . Некоторые полагают, что это привело к идее «завершенной бесконечности». Торричелли попробовал несколько альтернативных доказательств, пытаясь доказать, что площадь его поверхности также конечна, но все они потерпели неудачу. [ необходима цитата ]

Торричелли также был пионером в области бесконечных серий. В своих параболах De Dimensione 1644 года Торричелли рассмотрел убывающую последовательность положительных членов и показал, что соответствующий телескопический ряд обязательно сходится к , где L - предел последовательности, и таким образом дает доказательство формулы для суммы геометрический ряд.

Торричелли разработал далее метод неделимых из Кавальери . Многие математики 17 века узнали об этом методе через Торричелли, чей труд был более доступным, чем у Кавальери. [21]

Итальянские подводные лодки [ править ]

Торричелли (S-512); 0837310
1959 Торричелли памятная марка в СССР

Несколько подводных лодок ВМС Италии были названы в честь Евангелисты Торричелли:

  • Micca подводной лодки класса , построенный в 1918 году, пострадавших в 1930 году
  • Архимед подводной лодка класса (1934), передан в Испанию в 1937 году и переименован в генерал Мол , пострадавшая в 1959 году
  • Бенедетто Брин подводная лодка класса (1937), затонула в Красном море из - за британский военно - морской флот в 1940 году
  • Evangelista Torricelli , бывший военный корабль США Lizardfish , переброшен в Италию в 1960 году и списан в 1976 году.

Избранные работы [ править ]

Его оригинальные рукописи хранятся во Флоренции, Италия. В печати появилось следующее:

  • Trattato del moto (до 1641 г.)
  • Геометрическая опера (1644)
  • Lezioni accademiche (Флоренция, 1715 г.)
  • Esperienza dell'argento vivo (Берлин, 1897 г.)

См. Также [ править ]

  • Рог Габриэля
  • Гаспаро Берти
  • Парабола безопасности
  • Уравнение Торричелли
  • Точка Торричелли – Ферма
  • Стефано дельи Анджели
  • Блез Паскаль
  • Всасывающий насос

Заметки [ править ]

  1. ↑ Мари Боас, Роберт Бойль и химия семнадцатого века , Архив Кубка, 1958, стр. 43.
  2. ^ "Торричелли, Евангелиста" . Lexico UK Dictionary . Издательство Оксфордского университета . Проверено 6 августа 2019 .
  3. ^ "Торричелли" . Словарь Мерриама-Вебстера . Проверено 6 августа 2019 .
  4. ^ a b Фрэнк Н. Мэджилл (13 сентября 2013 г.). XVII и XVIII века: словарь мировой биографии . Тейлор и Фрэнсис. С. 3060–. ISBN 978-1-135-92421-8.
  5. ^ а б О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Евангелиста Торричелли" , архив истории математики MacTutor , Сент-Эндрюсский университет.
  6. ^ а б Чизхолм 1911 .
  7. ^ a b c d e f g Робинсон, Филипп (март 1994). «Евангелиста Торричелли». Математический вестник . 78 (481): 37–47. DOI : 10.2307 / 3619429 . JSTOR 3619429 . 
  8. ^ a b c d Джервис-Смит, Фредерик Джон (1908). Евангелиста Торричелли . Издательство Оксфордского университета. п. 9. ISBN 9781286262184.
  9. ^ "Евангелиста Торричелли" . Сервер всемирной сети Turnbull . Дж. Дж. О'Конно и Э. Ф. Робертсон . Проверено 5 августа 2016 .
  10. ^ Фаваро, Антонио, изд. (1890–1909). Опере ди Галилео Галилей. Edizione Nazionale. Vol. XVIII (на итальянском языке). Флоренция: Барбера. п. 359.
  11. ^ Манкосу, Паоло; Эцио, Вайлати (март 1991 г.). "Бесконечно длинное твердое тело Торричелли и его философский прием в семнадцатом веке". Исида . 82 (1): 50–70. DOI : 10.1086 / 355637 . JSTOR 233514 . S2CID 144679838 .  
  12. ^ Уокер, Габриель (2010). Океан воздуха: естественная история атмосферы . Лондон: Блумсбери. ISBN 9781408807132.
  13. ^ a b  Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии :  Chisholm, Hugh, ed. (1911). « Торричелли, Евангелиста ». Британская энциклопедия . 27 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 61–62.
  14. ^ Аннелис Уайлдер-Смит ; Марк Шоу; Эли Шварц (7 июня 2007 г.). Медицина путешествий: истории науки . Рутледж. п. 71. ISBN 978-1-136-35216-4.
  15. ^ Тимбс, Джон (1868). Замечательные изобретения: от компаса моряка до электрического телеграфного кабеля . Лондон: Джордж Рутледж и сыновья. п. 41 . ISBN 978-1172827800. Торричелли умер в 1647 году ...
  16. ^ a b c "Евангелиста Торричелли" .
  17. ^ Тимбс, Джон (1868). Замечательные изобретения: от компаса моряка до электрического телеграфного кабеля . Лондон: Джордж Рутледж и сыновья. С.  41 . ISBN 978-1172827800. Проверено 2 июня 2014 .
  18. ^ а б "Гарвардские истории успеха в экспериментальной науке, том I" .
  19. ^ Гиллиспи, Чарльз Coulston (1960). Грань объективности: очерк истории научных идей . Издательство Принстонского университета. п. 100 . ISBN 0-691-02350-6.
  20. ^ Драйвер, Р. (май 1998 г.). «Закон Торричелли: идеальный пример элементарного ODE». Американский математический ежемесячник . 105 (5): 454. DOI : 10,2307 / 3109809 . JSTOR 3109809 . 
  21. ^ Амир Александр (2014). Бесконечно малое: как опасная математическая теория сформировала современный мир . Scientific American / Фаррар, Штраус и Жиру. ISBN 978-0374176815.

Ссылки [ править ]

  • Обер, Андре (1989). «Предыстория дзета-функции». В Бомбьери; Гольдфельд (ред.). Теория чисел, формулы следов и дискретные группы . Академическая пресса.
  • де Гандт (1987). L'oeuvre de Torricelli . Les Belles Lettres.
  • Шампо, Массачусетс; Кайл, РА (март 1986 г.). «Итальянский физик-математик изобретает барометр». Mayo Clin. Proc. 61 (3): 204. DOI : 10.1016 / s0025-6196 (12) 61850-3 . PMID  3511332 .
  • Джервис-Смит, Фредерик Джон (1908). Евангелиста Торричелли. Издательство Оксфордского университета. п. 9. ISBN 9781286262184 . 
  • Драйвер Р. (май 1998 г.). «Закон Торричелли: идеальный пример элементарного ODE». Американский математический ежемесячник . 105 (5): 454. DOI : 10,2307 / 3109809 . JSTOR  3109809 .
  • Манкосу, Паоло; Эцио, Вайлати (1991). "Бесконечно длинное твердое тело Торричелли и его философский прием в семнадцатом веке". Исида . 82 (1): 50–70. DOI : 10.1086 / 355637 . S2CID  144679838 .
  • Робинсон, Филипп (март 1994). «Евангелиста Торричелли». Математический вестник 78 (481): 37.
  • Сегре, Майкл (1991) По следам Галилея. Нью-Брансуик: Издательство Университета Рутгерса.
  • Тимбс, Джон (1868). Замечательные изобретения: от компаса моряка до электрического телеграфного кабеля. Лондон: Джордж Рутледж и сыновья. п. 41. ISBN 978-1172827800 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Евангелиста Торричелли, Британская энциклопедия Евангелиста Торричелли | Итальянский физик и математик
  • Евангелиста Торричелли, Treccani Enciclopedia Torricèlli, Evangelista nell'Enciclopedia Treccani
  • Евангелиста Торричелли на проекте « Математическая генеалогия»
  • Статья из Флорентийского университета
  • Заочный проект Галилео в Стэнфордском университете
  • Ученый дня - Евангелиста Торричелли в библиотеке Линда Холл
  • Евангелиста Торричелли
  • [1]
  • Бесконечно длинное твердое тело Торричелли и его философский прием в семнадцатом веке
  • Классические изобретения: вакуум Торричелли
  • Закон Торричелли: идеальный пример элементарного ODE