에반젤리스타 토리첼리

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1. 개요
2. 생애
3. 과학적 업적
4. 유산 및 평가
참조

1. 개요

에반젤리스타 토리첼리는 1608년에 태어나 1647년에 사망한 이탈리아의 물리학자이자 수학자이다. 그는 갈릴레오 갈릴레이의 제자이자 후계자로서, 진공의 존재를 증명하는 실험을 통해 기압계의 원리를 발견하고, 토리첼리의 정리와 토리첼리의 나팔을 제시하는 등 다양한 과학적 업적을 남겼다. 또한, 토리첼리는 수학 분야에서도 괄목할 만한 성과를 거두었으며, 페르마의 문제로 알려진 "삼각형의 각 꼭짓점으로부터의 거리의 합이 최소가 되는 점"을 연구하기도 했다. 그의 업적을 기려 소행성과 달의 분화구, 산맥 등에 그의 이름이 붙여졌고, 이탈리아 해군 잠수함에도 그의 이름이 사용되었다.

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에반젤리스타 토리첼리 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
로렌초 리피가 그린 에반젤리스타 토리첼리의 모습
이름	에반젤리스타 토리첼리
로마자 표기	Evangelista Torricelli
출생일	1608년 10월 15일
출생지	교황령 로마, 파엔차
사망일	1647년 10월 25일
사망지	토스카나 대공국 피렌체
국적	이탈리아인
시민권	교황령
민족	이탈리아인
분야	물리학 수학 철학
학력 및 경력
출신 학교	로마 라 사피엔차 대학교
근무 기관	피사 대학교
지도 교수	베네데토 카스텔리
지도 학생	빈첸초 비바이니
업적
주요 업적	기압계 토리첼리의 실험 토리첼리 방정식 토리첼리의 정리 토리첼리 점 토리첼리의 뿔 토리첼리 진공
영향	갈릴레오 갈릴레이
영향을 준 사람	로버트 보일 블레즈 파스칼
서명
에반젤리스타 토리첼리의 서명
기타
공식 웹사이트	브리태니커

2. 생애

2. 1. 초기 생애

에반젤리스타 토리첼리는 1608년 10월 15일 로마에서 가스파레 토리첼리와 카테리나 안제티 사이의 첫째 아이로 태어났다.^[3] 그의 가족은 당시 교황령의 일부였던 라벤나주의 파엔차 출신이었다. 그의 아버지는 섬유직공이었고 가족은 매우 가난했다. 그의 재능을 알아본 부모는 그를 파엔차에서 교육받도록 보냈고, 그의 삼촌이자 카말돌리회 수도사인 자코모(제임스)의 보살핌을 받았다. 삼촌은 먼저 조카가 탄탄한 기초 교육을 받도록 했다. 그 후 1624년에 젊은 토리첼리는 아마도 파엔차에 있는 예수회 대학에 입학하여 1626년까지 수학과 철학을 공부했는데, 그 무렵 그의 아버지 가스파레가 사망했다. 그러자 삼촌은 토리첼리를 로마로 보내 베네딕토회 수도사이자 사피엔차대학교(현재의 로마 사피엔차 대학교)의 수학 교수인 베네데토 카스텔리 밑에서 과학을 공부하도록 했다.^[4] 카스텔리는 갈릴레오 갈릴레이의 제자였다.^[5] 카스텔리는 흐르는 물에 대한 실험을 했고(1628년), 우르바노 8세 교황으로부터 수력 사업을 맡았다.^[6] 토리첼리가 대학교에 등록되었다는 실제 증거는 없다. 토리첼리가 카스텔리에게 배웠다는 것은 거의 확실하다. 그 대가로 그는 1626년부터 1632년까지 사적인 계약으로 카스텔리의 비서로 일했다.^[7] 이 때문에 토리첼리는 우르바노 8세 교황이 지원하는 실험에 노출되었다. 로마에 사는 동안 토리첼리는 수학자 보나벤투라 카발리에리의 제자가 되었고, 그와 막역한 친구가 되었다.^[5] 로마에서 토리첼리는 카스텔리의 다른 두 제자였던 라파엘로 마조티와 안토니오 나르디와도 친구가 되었다. 갈릴레이는 로마에 있는 그의 "삼두정치"라고 애정을 담아 토리첼리, 마조티, 나르디를 언급했다.^[8]

2. 2. 수학 연구와 갈릴레이와의 만남

1632년, 갈릴레오 갈릴레이의 ''두 대우주 체계에 관한 대화'' 출판 직후, 토리첼리는 갈릴레오에게 편지를 써서 자신이 니콜라우스 코페르니쿠스를 따르는 갈릴레이주의자임을 밝혔다. 바티칸이 1633년 6월 갈릴레오를 단죄한 이후, 토리첼리가 코페르니쿠스적 견해를 공개적으로 지지한 유일한 사례였다.

토리첼리가 포사체의 궤적에 대한 단행본을 갈릴레오에게 보낸 1641년까지, 그의 활동에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 갈릴레오는 토리첼리를 즉시 방문하도록 초대했으나, 토리첼리 어머니의 죽음으로 인해 갈릴레오가 사망하기 석 달 전에야 방문했다.^[5] 토리첼리는 갈릴레오의 지도를 받아 다섯 번째 대화를 완성했고, 이는 1674년 비비아니에 의해 출판되었다.^[6]

1642년 1월 8일 갈릴레오가 사망한 후, 대공 페르디난도 2세 데 메디치는 토리첼리에게 갈릴레오의 후임으로 대공 수학자이자 피사 대학교의 수학 교수직을 제안했다. 토리첼리는 이 새로운 역할에서 사이클로이드의 면적과 무게 중심을 찾는 등 중요한 수학적 문제들을 해결했고, 1644년 ''Opera Geometrica''를 출판하여 높은 평가를 받았다.^[5]^[9] 토리첼리는 광학에도 관심을 가져 현미경 렌즈 제작 방법을 발명했고, 여러 대의 망원경과 현미경을 설계 및 제작했다. 그의 이름이 새겨진 렌즈들은 피렌체에 보존되어 있다.^[6] 1644년 6월 11일, 그는 미켈란젤로 리치에게 보낸 편지에서 "우리는 공기의 바다 밑바닥에 잠겨 살고 있습니다."라고 썼다.^[10] 그러나 사이클로이드 연구는 질 드 로베르발과의 표절 논쟁을 야기했고, 이 문제는 그의 죽음까지 논쟁의 여지가 있었다.^[14]

2. 3. 피사 대학교 교수 임용과 사망

1642년 1월 8일 갈릴레오가 사망한 후, 페르디난도 2세 데 메디치 대공은 토리첼리에게 갈릴레오의 후임으로 대공 수학자이자 피사 대학교의 수학 교수직을 맡아 달라고 요청했다.^[5] 임명 직전, 토리첼리는 피렌체에 더 이상 남아 있을 것이 없다는 이유로 로마로 돌아갈 것을 고려하고 있었다.^[5] 이 새로운 역할에서 그는 사이클로이드의 면적과 무게 중심을 찾는 것과 같이 당시의 중요한 수학적 문제들을 해결했다.^[5] 이 연구의 결과로 그는 자신의 관찰을 기술한 ''Opera Geometrica''라는 책을 썼고, 이 책은 1644년에 출판되었다.^[5]

그가 명예로운 직책을 수락했을 때 기하학에 관한 그의 작품에 대해서는 거의 알려진 바가 없었지만, 2년 후 ''Opera Geometrica''를 출판한 후 그는 그 분야에서 높이 평가받게 되었다.^[9] 그는 광학에 관심이 있었고, 램프에서 쉽게 녹일 수 있는 유리로 현미경 렌즈를 만들 수 있는 방법을 발명했다.^[6] 결과적으로 그는 여러 대의 망원경과 간단한 현미경을 설계하고 제작했으며, 그의 이름이 새겨진 여러 개의 큰 렌즈가 피렌체에 아직 보존되어 있다.

토리첼리는 장티푸스로 추정되는 열병으로 1647년 10월 25일, 39번째 생일 10일 후 피렌체에서 사망하였고,^[3]^[11] 산 로렌초 성당에 매장되었다.^[12] 그는 자신의 모든 재산을 양자 알레산드로에게 남겼다.

3. 과학적 업적

갈릴레오 갈릴레이의 『두 가지 새로운 과학』(1638)을 탐독한 토리첼리는 그 책에서 제시된 역학적 원리들을 발전시켜 자신의 논문 『운동에 관하여』(De motu) (그의 『기하학 저술』(Opera geometrica, 1644)에 포함되어 출판됨)에 담았다. 1641년 카스텔리가 갈릴레오에게 이 논문을 전달하고 토리첼리가 갈릴레오와 함께 거주할 것을 제안하면서 토리첼리는 피렌체로 여행을 떠나 갈릴레오를 만났고, 갈릴레오의 생애 마지막 석 달 동안 그의 비서 역할을 맡았다.^[14]

무게중심의 개념은 아르키메데스에 의해 발견되었다. 토리첼리는 그의 뒤를 이어 중요한 새로운 원리를 발견했는데, 이는 토리첼리의 원리로 알려져 있으며 다음과 같다. 여러 물체가 서로 연결되어 있어서 그 운동으로 인해 무게중심이 상승하거나 하강할 수 없다면, 그 물체들은 평형 상태에 있다.^[14] 이것은 본질적으로 가상 일의 원리의 한 형태이다. 이 원리는 나중에 크리스티안 호이겐스에 의해 진자 운동 연구에 사용되었다.

토리첼리는 포사체와 그것이 공기를 통과하는 방식을 연구했다. "포사체 분야에서 그의 가장 주목할 만한 업적은 아마도 처음으로 포락선의 개념을 확립한 것일 것입니다. 즉, [...] 모든 방향으로 같은 속도로 발사된 포사체는 모두 공통적인 포물면에 접하는 포물선을 그립니다. 이 포락선은 ''parabola di sicurezza''(안전 포물선)으로 알려지게 되었습니다." ^[5]

토리첼리는 바람의 원인에 대한 최초의 과학적 설명을 제시했다.

… 바람은 지구의 두 지역 간의 기온 차이, 따라서 밀도 차이에 의해 발생합니다./… 바람은 지구의 두 지역 간의 기온 차이, 따라서 밀도 차이에 의해 발생합니다.^영어

토리첼리는 '토리첼리의 나팔'(가브리엘의 나팔(Gabriel's Horn)로도 더 자주 알려짐)을 발견한 것으로도 유명한데, 이 나팔은 겉넓이는 무한대이지만 부피는 유한하다는 특징을 지닌다. 이는 당시 토리첼리 자신을 포함한 많은 사람들에게 "믿을 수 없는" 역설로 여겨졌으며, 철학자 토머스 홉스를 포함한 무한대의 본질에 대한 격렬한 논쟁을 불러일으켰다.^[20]

토리첼리는 무한급수 분야의 선구자이기도 했다. 1644년 그의 저서 ''De dimensione parabolae''에서 토리첼리는 감소하는 양수 항의 수열 $a_0, a_1, a_2, \ldots$ 를 고려하여 대응하는 telescoping series $(a_0-a_1) + (a_1-a_2) + \cdots$ 가 수열의 극한값을 L이라고 할 때 반드시 $a_0-L$ 로 수렴함을 보였고, 이러한 방식으로 등비급수의 합 공식에 대한 증명을 제시했다.

토리첼리는 보나벤투라 카발리에리의 무한소법(method of indivisibles)을 더욱 발전시켰다. 17세기 많은 수학자들은 카발리에리의 저술보다 토리첼리의 저술이 더 접근하기 쉬웠기 때문에 토리첼리를 통해 이 방법을 알게 되었다.^[21]

3. 1. 토리첼리의 진공 실험과 기압계 발명

1643년 토리첼리는 깊은 우물에서 물을 직접 퍼올리지 못하는 현상을 설명하기 위해 실험을 실시했다. 한쪽이 닫힌 유리관에 수은을 채우고 세우면, 물로 실험할 때의 14분의 1 정도인 약 76 cm 높이까지 밖에 올라오지 않으며, 그 위는 진공이 되는 것을 발견했다. 물과 수은의 밀도가 약 1:14인 사실로부터, 공기에 의한 압력, 즉 대기압에 의해 액체가 눌리고 있다는 결론을 이끌어 냈다. 이와 함께 수은주의 높이가 날마다 미묘하게 변화하는 현상도 발견했는데, 이는 수은기압계의 원리이다. 따라서 토리첼리는 수은기압계의 발명자로 여겨지며, 압력의 단위 토르(Torr)는 그의 이름에서 따온 것이다.

토리첼리는 바람의 원인에 대한 최초의 과학적 설명을 제시했다.

… 바람은 지구의 두 지역 간의 기온 차이, 따라서 밀도 차이에 의해 발생합니다.^[4]

3. 2. 토리첼리의 정리

1644년, 액체가 들어있는 용기의 측면에 비교적 작은 구멍을 뚫었을 때 액체가 뿜어져 나오는 속도에 대한 토리첼리의 정리를 발표했다. 중력가속도를 g, 액체의 수면과 구멍의 높낮이차이를 h, 유출 속도를 v라고 하면

v=\sqrt{2gh}

이라고 하는 관계가 된다고 하는 것으로, 수면의 높이로부터 자유낙하한 물체가 구멍의 지점에서 얻는 속도와 같다.^[19] 토리첼리의 정리는 주위의 대기압이 일정하고 수면이 떨어지는 속도를 무시할 수 있는 경우에 있어서의 베르누이 정리의 변형이다.^[19]

3. 3. 토리첼리의 문제 (페르마 점)

토리첼리는 기하학자로서도 유명했다. 페르마는 토리첼리에게 "삼각형의 각 꼭짓점으로부터의 거리의 합이 최소가 되는 점(페르마 점)을 구하라"는 문제를 낸 적이 있으며, 이것은 '''토리첼리의 문제'''라고 불린다.^[20] 토리첼리는 무한급수 분야의 선구자이기도 했다.^[21]

3. 4. 기타 업적

무게중심의 개념은 아르키메데스에 의해 발견되었다. 토리첼리는 그의 뒤를 이어 중요한 새로운 원리를 발견했는데, 이는 토리첼리의 원리로 알려져 있으며 다음과 같다. 여러 물체가 서로 연결되어 있어서 그 운동으로 인해 무게중심이 상승하거나 하강할 수 없다면, 그 물체들은 평형 상태에 있다.^[14] 이것은 본질적으로 가상 일의 원리의 한 형태이다. 이 원리는 나중에 크리스티안 호이겐스에 의해 진자 운동 연구에 사용되었다.

토리첼리는 포사체와 그것이 공기를 통과하는 방식을 연구했다. "포사체 분야에서 그의 가장 주목할 만한 업적은 아마도 처음으로 포락선의 개념을 확립한 것일 것입니다. 즉, [...] 모든 방향으로 같은 속도로 발사된 포사체는 모두 공통적인 포물면에 접하는 포물선을 그립니다. 이 포락선은 ''parabola di sicurezza''(안전 포물선)으로 알려지게 되었습니다."^[5]

토리첼리는 바람의 원인에 대한 최초의 과학적 설명을 제시했다.

… 바람은 지구의 두 지역 간의 기온 차이, 따라서 밀도 차이에 의해 발생합니다./… 바람은 지구의 두 지역 간의 기온 차이, 따라서 밀도 차이에 의해 발생합니다.^영어

토리첼리는 '토리첼리의 나팔'(가브리엘의 나팔(Gabriel's Horn)로도 더 자주 알려짐)을 발견한 것으로도 유명한데, 이 나팔은 겉넓이는 무한대이지만 부피는 유한하다는 특징을 지닌다. 이는 당시 토리첼리 자신을 포함한 많은 사람들에게 "믿을 수 없는" 역설로 여겨졌으며, 철학자 토머스 홉스를 포함한 무한대의 본질에 대한 격렬한 논쟁을 불러일으켰다.^[20]

토리첼리는 무한급수 분야의 선구자이기도 했다. 1644년 그의 저서 ''De dimensione parabolae''에서 토리첼리는 감소하는 양수 항의 수열

a_0, a_1, a_2, \ldots

를 고려하여 대응하는 telescoping series

(a_0-a_1) + (a_1-a_2) + \cdots

가 수열의 극한값을 L이라고 할 때 반드시

a_0-L

로 수렴함을 보였고, 이러한 방식으로 등비급수의 합 공식에 대한 증명을 제시했다.

토리첼리는 보나벤투라 카발리에리의 무한소법(method of indivisibles)을 더욱 발전시켰다. 17세기 많은 수학자들은 카발리에리의 저술보다 토리첼리의 저술이 더 접근하기 쉬웠기 때문에 토리첼리를 통해 이 방법을 알게 되었다.^[21]

4. 유산 및 평가

파엔차에는 토리첼리가 짧은 생애 동안 과학 발전에 기여한 공로를 기리기 위해 1868년 그의 동상이 세워졌다.^[6]

소행성 7437 토리첼리와 달의 한 분화구가 그의 이름을 따서 명명되었다. 뉴기니의 토리첼리 산맥도 그의 이름을 따서 명명되었다. 1830년 식물학자 오귀스탱 피라무 드 칸돌은 아시아산 속씨식물로 토리첼리아과(Torricelliaceae)에 속하는 식물 속인 ''토리첼리아 속''을 발표했는데, 이는 에반젤리스타 토리첼리를 기념하여 명명되었다.^[13]

1823년판 ''레치오니 아카데미케'' 표지 — 1823년판 ''레치오니 아카데미케''(Lezioni accademiche) 표지

thumb (소련 발행)]]

이탈리아 해군 잠수함 중 여러 척이 에반젤리스타 토리첼리의 이름을 따 명명되었다. 1918년 건조된 미카급 잠수함은 1930년 퇴역하였다. 1934년 건조된 아르키메데급 잠수함은 1937년 스페인에 양도되어 ''헤네랄 몰라(General Mola)''로 개명되었고, 1959년 퇴역하였다. 1937년 건조된 브린급 잠수함은 1940년 홍해에서 영국 해군에 의해 격침되었다. 에반젤리스타 토리첼리(S 512)는 이전의 USS 리저드피시(SS-373)로, 1960년 이탈리아에 양도되어 1976년 퇴역하였다.

참조

_[1] 백과사전 Torricelli, Evangelista http://www.lexico.co[...] Oxford University Press
_[2] Merriam-Webster Torricelli 2019-08-06
_[3] 서적 The 17th and 18th Centuries: Dictionary of World Biography https://books.google[...] Taylor & Francis 2013-09-13
_[4] MacTutor
_[5] 학술지 Evangelista Torricelli 1994-03-01
_[6] 서적 Evangelista Torricelli Oxford University Press 1908
_[7] 웹사이트 Evangelista Torricelli http://www-groups.dc[...] J J O'Conno and E F Robertson 2016-08-05
_[8] 간행물 Opere di Galileo Galilei. Edizione Nazionale. Vol. XVIII Barbera 1890-1909
_[9] 학술지 Torricelli's Infinitely Long Solid and Its Philosophical Reception in the Seventeenth Century 1991-03-01
_[10] 서적 An Ocean of Air: A Natural History of the Atmosphere Bloomsbury
_[11] 서적 Travel Medicine: Tales Behind the Science https://books.google[...] Routledge 2007-06-07
_[12] 서적 Wonderful Inventions: From the Mariner's Compass to the Electric Telegraph Cable https://archive.org/[...] George Routledge and Sons 1868
_[13] 웹사이트 Torricellia DC. Plants of the World Online Kew Science https://powo.science[...] 2021-03-12
_[14] EB1911 Torricelli, Evangelista
_[15] 웹사이트 Evangelista Torricelli http://chemed.chem.p[...]
_[16] 서적 Wonderful Inventions: From the Mariner's Compass to the Electric Telegraph Cable https://archive.org/[...] George Routledge and Sons 2014-06-02
_[17] 웹사이트 Harvard Case Histories In Experimental Science, Volume I https://www.archive.[...] Harvard University Press
_[18] 서적 The Edge of Objectivity: An Essay in the History of Scientific Ideas https://archive.org/[...] Princeton University Press
_[19] 학술지 Torricelli's Law: An Ideal Example of an Elementary ODE 1998-05-01
_[20] 서적 Nonplussed!: mathematical proof of implausible ideas https://books.google[...] Princeton University Press
_[21] 서적 Infinitesimal: How a Dangerous Mathematical Theory Shaped the Modern World Scientific American / Farrar, Straus and Giroux
_[22] 위키소스 Lezioni accademiche
_[23] 웹사이트 Evangelista Torricelli Italian physicist and mathematician https://www.britanni[...] Britannica 2024-10-25
_[24] 서적 Robert Boyle and Seventeenth-century Chemistry CUP Archive

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