เอวานเจลิสตา โตร์ริเชลลี

เอวานเจลิสตา โตร์ริเชลลี (อิตาลี: Evangelista Torricelli, บางตำราออกเสียงภาษาอังกฤษว่า ตอร์ริเชลลี หรือ ทอร์ริเชลลี, 15 ตุลาคม พ.ศ. 2151 - 25 ตุลาคม พ.ศ. 2190) เป็นนักฟิสิกส์ และนักคณิตศาสตร์ ชาวอิตาลี ผู้ประดิษฐ์คิดค้น บารอมิเตอร์ และภายหลังได้ถูกนำชื่อของเขาได้นำไปตั้งเป็น หน่วยของความดันในระบบ หน่วยเอสไอ บางตำรายกย่องให้เขาเป็น บิดาแห่งอุทกพลศาสตร์

เอวานเจลลิสตา โตร์ริเชลลี
โตร์ริเชลลี ในภาพวาดที่ด้านหน้าของ Lezioni d'Evangelista Torricelli
เกิด	15 ตุลาคม พ.ศ. 2151 (1608) ฟาเอนซา อิตาลี
เสียชีวิต	25 ตุลาคม พ.ศ. 2190 (1647) ฟลอเรนซ์ อิตาลี
สัญชาติ	ประเทศอิตาลี
ชาติพันธุ์	ชาวอิตาลี
การศึกษาสูงสุด	วิทยาลัยคอลเลจิโอ เดลลา ซาปิเอนซา, ศิษย์ของกาลิเลโอ
อาชีพ	นักฟิสิกส์, นักคณิตศาสตร์
องค์การ	มหาวิทยาลัยปิซ่า (สืบทอดจาก กาลิเลโอ)
มีชื่อเสียงจาก	นำชื่อไปตั้งชื่อ หน่วยของความดัน ทอร์ และดาวเคราะห์น้อย
ศาสนา	คริสต์

ประวัติ

โตร์ริเชลลี เกิดเมื่อ 15 ตุลาคม พ.ศ. 2151 ใน ฟาเอนซา รัฐสันตะปาปา (Faenza Papal States) กำพร้าพ่อตั้งแต่เด็ก และได้รับการศึกษาในการอุปถัมภ์ของลุง ซึ่งเป็นพระใน นิกายคามัลโดเลเซ (Camaldolese) และลุงได้ชักนำเขาเข้าศึกษาวิชาคณิตศาสตร์และปรัชญาที่ วิทยาลัยเจซุอิท (Jesuit College) ตั้งแต่หนุ่ม เมื่อ พ.ศ. 2167 (1624)

จนเมื่อ พ.ศ. 2170 (1627) วิทยาลัยส่งโตร์ริเชลลีไปศึกษาวิทยาศาสตร์ที่ โรม ในการดูแลของ เบเนเดตโต คัสเตลลี (Benedetto Castelli) ศาสตราจารย์วิชาคณิตศาสตร์ และพระใน นิกายเบเนดิกต์ ที่ วิทยาลัยคอลเลจิโอ เดลลา ซาปิเอนซา (it:collegio della sapienza) ใน ปิซ่า

เมื่อ พ.ศ. 2175 (1632) ไม่นานหลังจากการ กาลิเลโอ ตีพิมพ์บทความลักษณะบทละครพูดชื่อ การโต้วาทีเรื่องสองระบบโลกที่สำคัญ (Dialogue concerning the Two Chief World Systems) โตร์ริเชลลีได้อ่านแล้วเขียนยกย่องว่า : " ความสำราญ ... ของผู้ซึ่ง ได้ฝึกฝนเรขาคณิตทั้งหมดอย่างขมีขมันที่สุด ... และได้ศึกษา ปโตรเลมี และได้เห็นเกือบทุกสิ่งของ ทือโก ปราเออ โยฮันเนส เคปเลอร์ และ คริสเตียน ลองโกมองเตนัส ในท้ายสุด ถูกตรึงด้วยความสอดคล้องมากมาย จนเกิดยึดมั่นตาม โคเปอร์นิคัส แล้วจนต้องปวารณาตนเป็นศิษย์กาลิเลียน "

แต่จากบทความนี้ สำนักวาติกันตัดสินโทษกักบริเวณกาลิเลโอ ข้อหามีความคิดขัดแย้งกับความเชื่อใน ไบเบิล เมื่อ มิถุนายน (1633) และครั้งนี้เป็นโอกาสที่โตร์ริเชลลีประกาศตนถือข้างแนวคิดของโคเปอร์นิคัสตามกาลิเลโอ

จากจดหมายเหตุจำนวนมาก มีเพียงเล็กน้อยที่เราได้รับรู้ถึงกิจกรรมของโตร์ริเชลลี ระหว่าง พ.ศ. 2175 (1632) ถึง พ.ศ. 2184 (1641)

เมื่อคัสเตลลีส่งบทความของโตร์ริเชลลี เกี่ยวกับ วิถีโค้งของ โปรเจกไทล์ ชื่อว่า แมคานิกส์ แก่กาลิเลโอ ซึ่งขณะนั้นเป็นนักโทษในคฤหาสน์ของตัวเองที่ arcetri แม้ว่ากาลิเลโอสนใจและเชิญเขา แต่โตร์ริเชลลีไม่ได้ตัดสินใจทันที และเขาได้ไปหากาลิเลโอก่อนที่เขาจะตายเพียง 3 เดือน (บางตำรากล่าวถึงว่า เขาไปพบกาลิเลโอก่อนหน้านั้นและได้ติดตามศึกษาอยู่กับกาลิเลโอนานกว่านั้น) แต่ระหว่างอยู่ที่นั้น เขาได้จดบันทึกปาฐกถาสุดท้ายจากการพูดเล่าของกาลิเลโอเป็นเวลา 5 วัน และเป็นศิษย์คนสุดท้าย (หรือคนหนึ่งในกลุ่มสุดท้าย) ที่ได้ดูแลรับใช้ก่อนตาย

 

จุดสมมูลของจุดศูนย์ถ่วง

หลังจากกาลิเลโอตาย เมื่อ 8 มกราคม 2184 (1642) แกรนด์ดยุก เฟอรินันโดที่สองแห่งเมดิซี (it:Ferdinando II de' Medici) ขอให้เขารับช่วงต่อกาลิเลโอในตำแหน่ง ราชบัณฑิตย์ทางคณิตศาสตร์และ ศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์ภายใต้อุปถัมภ์ของดยุก (grand-ducal mathematician and professor of mathematics) ใน มหาวิทยาลัยปิซ่า (University of Pisa)

ในบทบาทนี้ เขาได้พิสูจน์ตัวเองโดย แก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่แห่งยุคหลายข้อ เช่น การค้นพบ พื้นที่ของไซคลอยด์ (cycloid) และ จุดศูนย์ถ่วง

เขายังได้ออกแบบและสร้างกล้องโทรทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายจำนวนหนึ่งอีกด้วย โดยกล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายทำจากเลนส์ขนาดใหญ่หลายอัน มีชื่อของเขาสลักอยู่ ปัจจุบันยังได้รับการเก็บรักษาที่ฟลอเรนซ์

เมื่อ พ.ศ. 2187 (1644) เขาได้เขียนบทความที่ปรากฏข้อความซึ่งมีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักกันว่า : " พวกเราจมอยู่ที่ก้นมหาสมุทรแห่งอากาศ "

เมื่อ 25 ตุลาคม พ.ศ. 2190 ขณะอยู่ที่ฟลอเรนซ์ โตร์ริเชลลีติดเชื้อ ไทฟอยด์ และตายหลังจากนั้นไม่นาน พิธีศพจัดขึ้นที่ ซาน โลเรนโซ (it:San lorenzo)

ผลงาน

 

รูปปั้นอนุสรณ์ของโตร์ริเชลลีในพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งปิซ่า

บารอมิเตอร์

การประดิษฐ์คิดค้นของโตร์ริเชลลีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือ เครื่องวัดความดันอากาศ หรือ บารอมิเตอร์ (barometer) ซึ่งเกิดขึ้นจากการแก้ปัญหาการทดลองที่สำคัญ การสร้างน้ำพุกลางบ่อที่ขุดลึกประมาณ 16-18 เมตร ของแกรนด์ดยุกแห่งทัสโคนี พยายามสูบน้ำในท่อให้สูง 12 เมตรหรือมากกว่า โดยขณะลูกสูบยกน้ำขึ้น จะเกิดสุญญากาศทำให้เกิดแรงยกของเหลวขึ้นที่ปลายท่อขาออก แต่ค้นพบว่า ไม่ว่าทำอย่างไรก็ขึ้นไปได้เพียงขีดจำกัดที่ 9-10 เมตร ไม่สามารถสูบให้สูงกว่านี้

เมื่อ พ.ศ. 2186 (1643) โตร์ริเชลลี ทดลองเพิ่มเติมโดยใช้ ปรอท ซึ่งหนักเป็น 13-14 เท่า ของน้ำ และพบว่า ได้ผลทำนองเดียวกัน โดยขีดจำกัดต่ำกว่า

เขาสร้างท่อที่มีความยาวประมาณ 1 เมตร บรรจุด้วยปรอท ปลายข้างหนึ่งตัน แล้วติดตั้งในแนวตั้ง ให้ปลายอีกข้างจมอยู่ในอ่าง ปรอทในท่อถูกยกขึ้นไปกับท่อได้สูงเพียงประมาณ 76 เซนติเมตร หรือ 760 มิลลิเมตร แม้ว่าท่อจะถูกยกให้สูงกว่านี้ ภายในเหนือปรอทเป็นสุญญากาศ (Torricellian vacuum) วิธีนี้เป็นที่มาของหน่วยเทียบความดันของอากาศ โดยความดันอากาศที่ระดับน้ำทะเลเท่ากับ 760 มิลลิเมตรของปรอท และที่ระดับความสูงกว่าระดับน้ำทะเล ความดันอากาศจะน้อยกว่า 760 มิลลิเมตรของปรอท

เมื่อ พ.ศ. 2184 เขาประกาศการค้นพบนี้ว่า : " บรรยากาศ เป็นตัวการทำให้เกิดแรงกดของอากาศเปลี่ยนไปในเวลาต่างกัน "

และสิ่งนี้คือ เครื่องวัดความดันอากาศ เครื่องแรก เป็นการค้นพบที่สร้างชื่อเสียงตลอดกาลแก่เขา หลายศตวรรษต่อมา ชื่อหน่วยในการวัดความดัน จึงถูกตั้งตามชื่อนามสกุลของเขาว่า ทอร์ (torr) ซึ่งก็คือ หน่วย มิลลิเมตรปรอท นั่นเอง โดยเทียบ 1 มิลลิเมตรปรอท หรือ 1 ทอร์ เท่ากับประมาณ 133.322 ปาสคาล ในหน่วยอนุพันธ์ของหน่วยเอสไอ

เขายังทดลองต่อมา พบอีกว่า แรงดันหรือความดันอากาศ ในแต่ะวัน จะแตกต่างเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย นอกจากนี้ปัจจุบัน เข้าใจกันดีว่า ความสูงของของเหลวในท่อ แปรผกผันกับ ความดันอากาศ (ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละระดับความสูง) อีกด้วย

การเคลื่อนที่ของของไหล

กฎของทอร์ริเชลลี (Torricelli's Law) ว่าด้วย ความเร็ว ของ ของไหล ที่ไหลออกจากท่อเปิด และภายหลังได้รับการขยายความเข้าใจ กลายเป็น หลักการของแบร์นูลลี (Bernoulli's principle)

การเคลื่อนที่ของวัตถุแข็งเกร็ง

สมการของทอร์ริเชลลี (Torricelli's equation) ว่าด้วย ความเร็วสุดท้าย ของ การเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ และเวลาต่อเนื่อง

ผลงานอื่น

เอกสารต้นฉบับของเขายังคงถูกรักษาไว้ที่ฟลอเรนซ์ อิตาลี ซึ่งตามหลักฐานที่ค้นพบได้แก่

• Trattato del moto (ฟลอเรนซ์, ก่อน พ.ศ. 2184 (1641))
• Opera geometrica (ฟลอเรนซ์, พ.ศ. 2187 (1644))
• Lezioni accademiche (ฟลอเรนซ์, ฉบับพิมพ์ พ.ศ. 2258 (1715))
• Esperienza dell'argento vivo (ฟลอเรนซ์, ฉบับพิมพ์ใหม่ พ.ศ. 2440 (1897))ีีตึ้คั้คึเตึเจึเจึเตึเเตึเต

เกียรติประวัติ

• ศตวรรษต่อมา เพื่อเป็นเกียรติแก่เขา ชื่อของเขาได้ถูกนำไปตั้งเป็นชื่อของ
  • หน่วยของความดัน ทอร์ (torr) ซึ่งมักเรียกว่า มิลลิเมตรปรอท (หน่วยที่ไม่ใช่หน่วยเอสไอ)
  • ดาวเคราะห์น้อย 7347 ทอร์ริเชลลี
• มีรูปปั้นเหมือน ตั้งแสดงที่ พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งปิซ่า (it:Museo di Storia Naturale di Firenze)

อ้างอิง และเชิงอรรถ

• Weil, André, Prehistory of the Zeta-Function, in Number Theory, Trace Formulas and Discrete Groups, Aubert, Bombieri and Goldfeld, eds., Academic Press, 1989
• de Gandt, l'oeuvre de Torricelli, Les Belles Lettres, 1987

1. พิศาล สร้อยธุหร่ำ. เหตุการณ์ในอดีต บันทึก 366 วัน. กรุงเทพฯ: นานมีบุ๊คส์พับลิเคชั่นส์, 2545
2. "with the delight ... of one who, having already practised all of geometry most diligently [...] and having studied Ptolemy and seen almost everything of Tycho [Brahe], Kepler and Longomontanus, finally, forced by the many congruences, came to adhere to Copernicus, and was a Galileian in profession and sect"
3. ประทีป ชูหมื่นไวย์. การค้นพบโดยบังเอิญในวงการวิทยาศาสตร์. กรุงเทพฯ: อักษรวัฒนา, ตุลาคม 2549
4. "We live submerged at the bottom of an ocean of air."

ดูเพิ่ม

 

พื้นที่ของไซคลอยด์

• กาลิเลโอ
• แบร์นูลลี

• พลศาสตร์
• บารอมิเตอร์
• สมการของทอร์ริเชลลี (Torricelli's equation)
• กฎของทอร์ริเชลลี (Torricelli's Law)

• ไซคลอยด์
• จุดสมมูลของศูนย์ถ่วงของโตร์ริเชลลี (Fermat point )
• กราฟรูปแตรของกาเบรียล (Gabriel's horn)

แหล่งข้อมูลอื่น

• บทความจาก สถาบัน MacTutor
• บทความจาก มหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์