エヴァンジェリスタ・トリチェリ

トリチェッリは1608年10月15日、ローマでガスパーレ・ルベルティとジャコマ・トリチェッリの長男として生まれた。一家はファエンツァ（現在のラヴェンナ県）出身で、当時は教皇領の一部だった。父親は織物職人で、一家は非常に貧しかった。トリチェッリの才能を見抜いた両親は、彼をファエンツァに送り、カマルドリ会の修道士である叔父のジャコモ（ジェームズ）に教育を受けさせた。ジャコモはまず甥にしっかりとした基礎教育を受けさせた。その後、1624年に若いトリチェッリをイエズス会系の学校（おそらくファエンツァの学校）に入学させ、1626年に父親のガスパーレが亡くなるまで数学と哲学を学ばせた。叔父はその後、トリチェリをローマに送り、コレジオ・デッラ・サピエンツァ（現在のローマ・サピエンツァ大学）の数学教授であるベネディクト会修道士ベネデット・カステッリの下で科学を学ばせた。 ^{[ 3 ] [ 4 ]}カステッリはガリレオ・ガリレイの弟子であった。^{[ 5 ]}「ベネデット・カステッリは流水に関する実験（1628年）を行い、ウルバヌス8世教皇から水利事業を任された。」^{[ 6 ]}トリチェリが大学に在籍していたという実際の証拠はない。トリチェリがカステッリから教えを受けたことはほぼ確実である。その見返りとして、トリチェリは1626年から1632年まで個人的な取り決めでカステッリの秘書として働いた。^{[ 7 ]}このため、トリチェリはウルバヌス8世教皇が資金提供した実験に触れる機会を得た。ローマ滞在中、トリチェリは数学者のボナヴェントゥーラ・カヴァリエーリの弟子にもなり、彼と親しい友人となった。^{[ 5 ]}ローマでは、カステッリの他の弟子であるラファエロ・マジョッティとアントニオ・ナルディとも親しくなった。ガリレオは、トリチェリ、マジョッティ、ナルディをローマでの「三頭政治」と愛情を込めて呼んだ。^{[ 8 ]}

1632年、ガリレオの『二つの主要な世界体系に関する対話』が出版された直後、トリチェリはガリレオに宛てた手紙の中で、同書を「すでに幾何学のすべてを非常に熱心に研究し、プトレマイオスを研究し、ティコ・ブラーエ、ケプラー、ロンゴモンタヌスの著作のほとんどすべてを見てきた者として、多くの一致点に圧倒され、ついにコペルニクスに傾倒し、公然とガリレオ派となった者のような喜びをもって」読んだと記している。（バチカンは1633年6月にガリレオを異端として断罪したが、これはトリチェリが公然とコペルニクス説を支持すると表明した唯一の事例として知られている。）

数通の手紙を除けば、1632年から1641年までのトリチェリの活動についてはほとんど知られていない。この年、カステッリはトリチェリの投射物の軌道に関するモノグラフを、当時アルチェトリの別荘で軟禁されていたガリレオに送った。ガリレオはすぐにトリチェリを招待したが、トリチェリが承諾したのはガリレオの死のわずか3ヶ月前だった。その理由は、トリチェリの母カテリーナ・アンジェッティが亡くなったからである。^{[ 5 ]} 「この偉大な数学者との短い交流により、トリチェリは著者の直接指導の下、第5対話を完成させることができた。これはガリレオの弟子であるヴィンチェンツォ・ヴィヴィアーニによって1674年に出版された。」 ^{[ 6 ]} 1642年1月8日にガリレオが亡くなった後、フェルディナンド2世・デ・メディチ大公は、トリチェリにガリレオの後任として大公数学者およびピサ大学の数学教授に就任するよう依頼した。任命直前、トリチェリは気圧計を発明したフィレンツェにはもう自分の居場所がないと考え、ローマに戻ることを考えていた。 ^{[ 5 ]}この新しい役職で、彼はサイクロイドの面積や重心を求めるなど、当時の重要な数学的問題のいくつかを解決した。この研究の結果、彼は自身の観察を記述した『幾何学的著作』という本を執筆した。この本は1644年に出版された。^{[ 5 ]}

トリチェリが名誉ある地位に就いた当時、幾何学における彼の業績についてはほとんど知られていなかったが、2年後に『Opera Geometrica』を出版すると、その分野で高く評価されるようになった。 ^{[ 9 ]} 「彼は光学 に興味を持ち、ランプで簡単に溶かすことができるガラスで顕微鏡レンズを作る方法を発明した。」^{[ 6 ]} その結果、彼は数多くの望遠鏡や簡易顕微鏡を設計・製作した。彼の名前が刻まれたいくつかの大型レンズは、今もフィレンツェに保存されている。1644年6月11日、彼はミケランジェロ・リッチへの手紙の中で、有名な言葉を記している。

楽しい生活を送りましょう。 (私たちは空気の海の底に沈んで生きています。) ^{[ 10 ]}

しかし、サイクロイドに関する彼の研究は、ジル・ド・ロベルヴァルとの論争を引き起こした。ロベルヴァルは、サイクロイドの求積問題の以前の解を盗用したとして彼を非難した。トリチェリは独自に解に到達したようだが、この問題は彼の死まで論争が続いた。^{[ 11 ]}

トリチェッリは、39歳の誕生日から10日後の1647年10月25日、フィレンツェで熱病（おそらく腸チフス）により亡くなり^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} 、サン・ロレンツォ大聖堂に埋葬された。彼は全財産を養子のアレッサンドロに遺した。「その初期の時期に属するのは、ソリディ・スフェラーリ、コンタッティに関するパンフレット、そしてトリチェッリの死後ヴィヴィアーニによってまとめられた命題や雑多な問題の大部分である。この初期の作品は古典の研究に大きく負っている。」^{[ 5 ]}トリチェリが亡くなってから68年経っても、彼の才能は同時代の人々を感嘆させ続けており、1715年に出版された『Lezioni accademiche d'Evangelista Torricelli』の扉絵の下にあるアナグラム「En virescit Galileus alter」（ここにもう一人のガリレオが花開く）がそれを証明している。

ファエンツァでは、トリチェリが短い生涯の中で科学の発展に尽力したことへの感謝の意を表して、1868年にトリチェリの像が建てられた。^{[ 6 ]}

小惑星7437トリチェリと月面のクレーターの一つは、彼の功績を称えて命名された。

ニューギニア島にあるトリチェリ山脈は、彼の名にちなんで名付けられている。

1830年、植物学者オーギュスタン・ピラミュス・ド・カンドルは、アジア原産の顕花植物の属であるトリチェリア属（Torricellia）を発表した。トリチェリア属はトリチェリア科に属し、エヴァンジェリスタ・トリチェリにちなんで名付けられた。^{[ 15 ]}

トリチェリの研究は、大気圧に関する最初の考察と、それに付随する水銀気圧計（ギリシャ語で重さを意味するbarosに由来^{[ 16 ]} ）の発明につながった。その原理は早くも1631年にルネ・デカルトによって記述されたが、デカルトがそのような装置を製作したという証拠はない^{[ 17 ] 。}

気圧計は、理論的かつ実際的な問題を解決する必要性から生まれた。吸引ポンプは 水を10メートル（34フィート）の高さまでしか汲み上げることができない （ガリレオの『二つの新科学』に記されている通り）。1600年代初頭、トリチェリの師であるガリレオは、吸引ポンプが井戸から水を汲み上げることができるのは「真空の力」によるものだと主張した。^{[ 16 ]}しかし、この主張では、吸引ポンプが水を10メートルの高さまでしか汲み上げることができないという事実を説明できなかった。

ガリレオの死後、トリチェリはむしろ、私たちが「空気の海」の中に住んでおり、その圧力は多くの点で水中に沈んだ物体にかかる水の圧力に似ていると提唱した。^{[ 18 ]}この仮説によれば、海面では、大気中の空気の重さは、およそ10メートルの水柱の重さに等しい。^{[ 16 ]} 吸引ポンプが管内に真空を作り出すと、大気圧はピストンの下の水柱に圧力をかけなくなるが、外側の水面には依然として圧力をかけ続けるため、水は上昇し、その重さが大気圧の重さと釣り合うようになる。この仮説は、彼に驚くべき予測をもたらしたかもしれない。吸引ポンプは、水より13倍重い水銀を、同様のポンプ内の水柱の高さの1/13（76センチメートル）までしか持ち上げられないかもしれない、という予測である。 （ただし、トリチェリが最初に水銀実験を行い、その後、空気の海仮説を提唱した可能性もある^{[ 18 ]}）。

1643年、トリチェリは長さ1メートルの管（片端は封印されている）に水銀（水の13倍の密度）を満たし、管の開いた端を液体金属の入った容器に入れ、封印された端を持ち上げて管を垂直に立てた。管内の水銀面は水銀容器の表面から約76センチメートル（30インチ）上まで下がり、その上にトリチェリ真空が生じた。^{[ 19 ]}これはまた、永久真空を作り出した最初の記録された事例でもある。 

トリチェリの「空気の海」仮説に関する2つ目の明確な予測は、ブレーズ・パスカルによってなされた。彼は、気圧計の水銀柱は標高が高くなるにつれて下がるはずだと主張し、それを証明した。実際、高さ50メートルの鐘楼の頂上ではわずかに下がり、1460メートルの山の頂上ではさらに大きく下がった。

現在では周知のとおり、同じ場所でも気圧によって気柱の高さが変動します。この事実は天気予報において重要な役割を果たしています。そして、異なる高度における気柱の高さの基準線の変化が、高度計の原理の基礎となっています。このように、この研究は現代の気圧の概念、後に天気予報で重要な役割を果たすことになる最初の気圧計、そして高度を測定し、ハイキング、登山、スキー、航空などで広く用いられる最初の気圧高度計の基礎を築きました。

吸引ポンプの謎を解き明かし、気圧計と高度計の原理を発見したことで、トリチェリの名声は「トリチェリ管」や「トリチェリ真空」といった言葉とともに今も語り継がれている。真空測定に用いられる圧力の単位であるトル（torr）も、彼の名にちなんで名付けられた。

トリチェリはまた、開口部から流れ出る流体の速度に関する法則を発見したが、これは後にベルヌーイの原理の特殊なケースであることが示された。彼は、容器の底にある小さな穴から水が漏れる速度は、水の深さの平方根に比例することを発見した。したがって、容器が底に小さな穴のある直立した円筒で、時刻tにおける水の深さをyとすると、

$\displaystyle {\frac {dy}{dt}}=-k{\sqrt {y}}}$

ある定数k > 0に対して。 ^{[ 20 ]}

重心の概念はアルキメデスによって発見されました。トリチェリはアルキメデスの足跡をたどり、重要な新しい原理であるトリチェリの原理を発見しました。それは、任意の数の物体が、その運動によって重心が上昇も下降もできないように接続されている場合、それらの物体は平衡状態にあるというものです。^{[ 11 ]}これは基本的に仮想仕事の原理の一種です。この原理は後にクリスティアーン・ホイヘンスによって振り子の運動の研究に使用されました。

トリチェリは、投射物とその空中での飛行について研究した。「おそらく、投射物の分野における彼の最も注目すべき業績は、初めてエンベロープの概念を確立したことだろう。すなわち、あらゆる方向に同じ速度で発射された投射物は、共通の放物面に接する放物線を描く。このエンベロープは、安全の放物線（parabola di sicurezza ）として知られるようになった。」^{[ 5 ] [ 4 ]}

トリチェリは風の原因について初めて科学的な説明を行った。

風は、地球上の2つの地域間の気温、ひいては密度の差によって発生する。^{[ 3 ]}