测量大气压的原理是什么（大气压是如何被科学家们发现和测量的）

当亚里士多德发现，真空即没有物质的空间是不存在的时候，他说过一句话“自然惧怕虚无”。他认为真空之所以不存在，是因为其附近的物质会立即填补这个空间。幸运的是，亚里士多德被证明是错误的。

真空是气压计的重要组成部分，这是一种测量空气压力的仪器。由于气压是受温度影响的，气压的突然改变可能会引起飓风、龙卷风和其它极端天气现象。因此气压计是天气预报者和从事类似工作的科学家不可或缺的工具之一。气压计是如何工作的，它又是怎么被发明的呢？这个过程说来话长了，因为亚里士多德和其他古代哲学家的学说认为，真空在现实生活中是不可能存在的。所以随后2000多年几乎没人想过要去质疑这个理论，直到对气压计的迫切需求把这个问题再次摆在人们眼前。

在17世纪，意大利采矿者面临着严重的问题，因为他们发现他们的水泵无法将水提升超过10.3米。当时的科学家们，包括伽利略，都认为水被提上来是因为管中空气被抽掉了，需要水去填补空间。但是这个力是有限的，只能将水提高最多10.3米。无论如何，真空是否存在的问题依然被认为是有争议的。伽利略的非正统理论的支持者盖斯帕罗·伯提（Gasparo Berti）进行了一个简单而又天才的实验，证明了真空是可能的。他把一根长管子装满水，两边封住立起来置于浅水池上，然后打开管子底部，水则会流出来到盆子里去。直到在管中的水只剩下10.3米，这样在管子顶端就留下了一段没有空气进入的空间。

伯堤成功地直接制造了一个稳定的真空状态，但即便真空的存在已经得到了展示，也并不是所有人都赞同伽利略的观点。因为这种真空是神秘的，并且只以有限的力作用于水。托里拆利是伽利略年轻的学生和朋友，他决定通过不同的角度来看待这个问题。他没有专注于管子顶端的空间，而是问自己：“还有什么可以影响水下降的高度呢？”因为唯一和池子里的水有所关联的就是池子附近的空气，所以他认为空气的压力是唯一阻止管子里的水继续下降的东西。他意识到这个实验不仅仅是创造真空的工具，还可以用作一个天平，用来平衡管子外部的大气压力与管子内部水柱的压力。管子中的水位会持续下降直到两边压力相等，这个平衡的高度刚好是10.3米。

这个想法并不容易被接受，因为伽利略和其他人一直以来都认为，大气是没有重量没有压力的。托里拆利决定重复伯堤的实验，他用的是水银而不是水。因为水银的密度比水大，它比水下降得更厉害。水银柱最终只停在了76厘米高，这不仅让托里拆利把实验仪器变小了，还证明了重力是决定性的因素。在此基础上的另一个实验使用了两根管子，其中一根顶端有个大泡泡，如果伽利略的想法是对的，第二根管子中应当存在更大的真空空间，从而提供更多吸力把水银抬得更高一点，但是两边水银的高度是一样的。托里拆利实验最根本的支持来自于帕斯卡所做的实验。

帕斯卡在山上做出了汞柱实验，并且发现汞柱的高度会降低，随着海拔升高，气压也逐渐降低。建立在托里拆利原理模型上的水银气压计，一直到2007年还是测量大气压强最普遍的方法。07年以后由于水银的毒性，它的使用受到了限制，也不能在欧洲继续生产。无论如何，托里拆利的发明产生于，他对长期以来被人接受的，有关真空和空气重量的老教条的强烈质疑。这个非常有意义的事例告诉人们：要跳出老的条条框框去思考问题。