第二十一回：佛羅倫薩意公爵難堪，勒根斯堡德皇帝受驚
——大氣壓強的發現說到伽利略被教廷宣佈監禁，但因為他身體實在過分虛弱，便由他的一些老朋友作保，監外執行，到佛羅倫薩郊外樹林裡找了一間小屋，悄悄地隱居起來，於是他也就慢慢地被人忘了。
讀者或許還不知，你道這佛羅倫薩是何等熱鬧的地方，公元十四世紀前後，他正處於義大利南北通大道上，人口以達十萬，手工業工廠發達，僅毛紡場就達三百多家，而且並不是自產自銷，原料來自義大利，染料來自埃及，產品又銷到英、法。世界各地的商人南來北往好不熱鬧。要說文化，這裡又是文藝復興的重要基地，一些有名氣的代表人物都是這裡的人氏。伽利略就不用說了，還有寫《神曲》的詩人但丁，畫《蒙娜麗莎》的達•芬奇，製作《大衛》雕像的米開朗琪羅，建了著名的無柱圓頂教堂的建築師伯魯列斯基。這裡雖是扼殺了一些如伽利略那樣的新文化名人，但是就連那些上層貴族人物也不能抗拒著個新文明衝突。一些上層人物也是總想把自己打扮成有知識的樣子，想把自己的庭院裝修得更華麗些，好向市民們和外國商人炫耀一下自己。
現時這佛羅倫薩的大公爵塔斯坎寧別出心裁，要在自己家的院子裡建一個大噴水池。他想，這種闊氣誰能比？錢是不發愁的，至於設計，他要親自動手。他安排了水池、噴頭、假山，還在池山之間種了國外引進的奇花異樹，建了庭廊，亭間廊邊遍設燭台，為的是夜間一樣可以飲暢遊。為了加大水量，他又特別吩咐管家找來了打井工人，為噴水池專挖一口井。那井也挖好了，抽水機也裝好了，只差機子一轉，就可珠滾荷葉，銀落水面，人們便可以隔著水簾，披著濕霧，跳化妝舞了。但這般光景公爵不準備一個人獨享，這是一次向全市炫耀自己學識、財富、才華和風度的好機會。這天，他選了一個良辰吉日，遍請了市內的頭面人物，大工場場主，教授，藝術家，還有那些從波斯、西班牙等東西方來的富商大賈，還特地邀請著名的諾爾魯神父來光臨新水池“開噴典禮”。這天剛日壓西天，公爵家的大門口就車塞馬鳴，門內廊上庭上也早美酒侍候，佳餚等人了。不一會兒紅燭高照、華燈齊放，樂聲輕輕地漫上了樹梢屋頂。這時塔斯坎寧公爵舉起一杯紅酒笑容滿面地說：
“各位先生，今天本公爵親自設計的噴水池竣工，特邀你們來參觀一下我的傑作，並參加我們家庭慶祝舞會，我和我的夫人及全家表示非常的感謝。讓我們大家為這項庭院工程的勝利竣工來乾一杯。”
接著就聽一陣酒杯相碰的叮噹之聲。然後公爵向早就在庭外侍候地工匠一揮手：“開始抽水！”
可是這水井裡的水半天也抽不到地面上，更不用說從噴頭裡噴出來了。那些工匠搖著抽水機的搖把累的滿頭大汗，只聽那水好像是提到了半腰，可是咕嚕一聲，就向人噎了氣一樣，又下去了，公爵忙命工匠仔細檢查一遍，每一個螺絲都看過了，機器完好，設計看不出有問題。現在就連公爵自己臉上也汗津津的了。
這時從貴賓席上走出一位年輕人來，他略帶嘲弄地將公爵看了一眼說：“不要費勁了，今天這井裡的水是不會上來了。”
“你怎麼知道？”
“伽利略說的。”
這一句話就像是有人突然在席間放了一顆炸彈，頓時大家都驚呆了。伽利略不是早就被教會監禁了嗎？怎麼他的幽靈今天又出現在這裡。
這青年看著這些吃驚的人們，哼了一聲說：“你們當然把他忘了，可是不管你們忘不忘，地球照樣還在轉，這水照樣不會聽你們的話，上到地面來。下午，我剛從郊外回來，他老人家知道這裡在打井，說，只要超過十米，水就別想上來！”
“為什麼?”
“因為抽水是靠抽掉水管裡的空氣，生成真空，外面的大氣壓強發生作用才把水從管子裡壓上來。但是這壓強是個死數，管子長了，它沒有那麼大的勁，自然就壓不上來了。”
“什麼？你說什麼真空？裡面什麼也沒有？這是不可能的。”這時在座的一個神父立即站起來與他辯論。
“是的，什麼也沒有，連上帝也不存在。”年輕人好像很高興有人出來應戰。
“你是誰？”
“我是伽利略的學生。一個伽利略分子。“
這個青年叫托裡拆利（1608－1647），他崇拜伽利略，到處自稱是伽利略分子，比伽利略更直率地宣傳他的學說。
大公和神父，萬沒想到今天這個場合能冒出一個伽利略的學生，真使他們掃興，便惱怒地說：“既然你發現了什麼真空，就當眾拿出來給大家看看。”他們冷笑著，很為自己出了這麼個絕好的難題而自豪。想瞧這青年的難堪。
青年不慌不忙的說：“這很容易，我先做一個實驗，拿來‘真空’讓你們看看。不過在看以前先講個條件：要是實驗做成了，高貴的大公，還有尊敬的神父，你們得當眾承認伽利略的學說是對的。”
“要是做不成呢？”大公連想也不想他會做成，急著反問。
“任你麼怎樣處置。”
“好，那就馬上把你送到羅馬教廷去審判。”神父急忙宣佈。
他知道從伽利略被監禁後，又有一個叫佛羅倫薩中心實驗會的青年團體，還在到處實驗，宣傳伽利略的學說，教廷已經抓了一些。那次有一個青年拒捕，還跳樓死了。想不到今天在這裡又碰見一個這樣大膽妄為的毛頭小子。
“好，一言為定！”
只見托裡拆利從桌上拉過一個又細又扁的黑匣子，打開取出一個水銀和一根有一米長，一頭開口的細玻璃管，管上有刻度。他又隨手拉過一隻小碗，倒滿了水銀，再把玻璃管理也灌滿，用拇指按緊開口，然後一下倒過來連手指浸入碗中，再抽出手指。只見那細管中的水銀開始下滑，但是當液面落倒76厘米處時便不再動了。托裡拆利指著76厘米以上的那一截管子說：“各位先生，請看，這管子裡就是真空，空的連空氣也沒有了。”
“可是為什麼水銀不再下落，讓管子裡再空一點呢？”客人中有人顯然對此已發生興趣，忙插話提問。
“對，為什麼水銀不再下落了呢？正是由於空氣的壓強。這壓強就像能把井水壓上來一樣，它能把水銀正好托在這個高度。水銀的比重是13.6克／厘米3，因此這水銀住的壓強就是13.6×76＝1.0336(公斤)，這就是空氣的壓強。那水的比重是1。10米深的井管，水柱就有1×1000＝1000(克)，差不多正是大氣壓強，你想，井深超過十米那水還能壓上來嗎？幸虧公爵打的是一口水井，要是一口水銀井，怕井深不到一米就要報廢了。”托裡拆利說完，以嘲諷的眼神向公爵看了一眼。他就是這樣年輕氣盛，成心要讓這班貴人難堪。
這時客人中有人點頭稱是，有人津津有味地聽著這個聞所未聞的新課題。
諾爾魯神父眼看著這場面竟要讓這個毛頭小子左右了，也顧不得體面，忽地一下站起來說：“你這是變魔術。你又怎麼能證明上面那截管子裡真的是空的呢？怎麼能證明這水銀柱真的是空氣的壓強托著呢？”
“別忙！”托裡拆利向神父一笑，然後又從黑匣裡抽出一根ㄚ形管子。這是一根直管兒，在頂頭上彎出一個彎，形成一個鉤子，又像根枴杖。彎頭處開了個洞。只見托裡拆利用一個指頭堵住小洞，彎朝下，灌滿水銀，倒過來和剛才一樣浸在水銀碗裡，這樣長直管理又是個76厘米的水銀柱，而那彎兒底部也存下一截水銀，上面卻出現了真空。這一個連通管裡就有兩截水銀，兩截真空了。托裡拆利向大家掃了一眼，說：“現在只要我手指一離開這個小洞，由於空氣進來生成壓強，長管裡的水銀就會全部落入碗裡，小彎裡的水銀就會被空氣托倒管頭上去。這正好說明剛才這裡確實是沒有空氣的，你們信不信？”
“不信！”公爵忿忿地應著。
只見托裡拆利將手一抬，那直管裡的水銀柱像是空中的懸物斷了線，唰地一下跌落碗裡，而那個彎管底部的水銀倒像有一個無形的手在下面推擠，眼睜睜地升上了管的頂頭，像貼在管子上一樣不再下來。這時全場的人都顧不得佳餚、美酒了，一個個伸長了脖子，都看著這根魔管。有的人還在胸前劃著十字，輕輕地喊著：“啊，上帝!“托裡拆利這時揚起頭很認真但又像是在開玩笑地說了一句：“那不是上帝，是空氣！”而公爵呢，看著這個像變魔術一樣的場面，一邊掏手帕擦汗，一邊說：“可能伽利略真的是對的。”
托裡拆利見公爵終於說出這句話，便收拾起他的黑匣子，一個鞠躬，飄然離去。這時半天沒有插上嘴的公爵夫人看著這個掃興的場面，才想起把管家叫來，怒斥道：“他是怎麼混進來的？”管家怯生生地說：“我見他夾個匣子，還以為是樂隊裡的人呢。”
這就是1643年進行的有名的托裡拆利真空實驗。水銀柱上的那段真空也就被後人稱為“托裡拆利真空”，而那種玻璃管也被叫作“托裡拆利管”。
在說這真空試驗的消息立即不脛而走。人們都競相演示這個實驗。消息傳到法國數學家布萊斯帕斯卡（1623－1662）不但在家裡作實驗，還到山上、山下對比著做。他發現空氣的壓強與海拔是相關的。在海拔2000米以內每升高12米，托裡拆利管中的水銀就要下降１毫米。消息傳到法國，法國馬德堡市的市長奧托格裡克竟也放下繁重的公務來做這個科學遊戲。他想的主意更為新奇，他用領個鐵製的直徑有20厘米的半球扣在一起，並不作任何焊接，只見裡面的空氣抽掉，於是無論多麼強壯的大力士，一人抓住一半拉也拉不開。人們簡直不敢相信這球的魔力。
1654年法國勒根斯堡郊外村日融融，綠草如茵。這天，山坡下的空場上圍了有上千人。草地上又是跳舞又是賽馬，好不熱鬧。沿山坡臨時搭起了檯子，上面旗杖華麗，鼓樂齊鳴。原來今天皇帝、皇后也在這裡與民同樂，一會兒，奧托格裡克一手拿著一塊他設計的半球來叩見皇上，請求為陛下表演一個科學遊戲。皇上正在興頭上便欣然允許。只見他雙手將這兩個半球啪地往一起一合，助手遞上一個小唧筒，三下兩下，就將裡面的空氣抽光了。這球的半徑不過20厘米，裡面的空間頂多也只能裝三個拳頭。然後奧托格裡克將兩根又粗又結實的絲繩繫在半球兩邊的環上，招手叫過兩個大漢一邊一個拔起河來。只見他們臉漲得由紅變紫，雙方或左或右，互有進退，而那球的兩個半塊倒是平平穩穩地相抱一起。皇帝、皇后看得發呆了，剛才明明是兩個隨便合起來得半球，怎麼會吸得這麼緊？這時奧托格裡克又命令兩邊各加到兩人，加到三人。鐵球呢，倒像越拉越緊。草地上千人之眾鴉雀無聲。奧托格裡克了一聲：“住手。”然後乾脆牽過兩匹馬來，一邊套上一匹，兩個馭手揮起鞭子，兩匹馬仰天長嘶一聲，四蹄扣地向兩邊拉起來。可是那球還是依然如故。奧托格裡克又將兩邊在各加一匹，一會又加一匹，這樣一直各加到七匹健馬，還是不見分曉。這時皇后早忘了她那在臣民面前應保持的尊容，雙唇大開，右手緊緊抓住皇帝的手腕。奧托格裡克又命令兩邊各加一馬，馭手的鞭子甩的如爆竹炸響，馬嘶嘯嘯，塵土飛楊，圍觀的人群也沸騰起來，各喊加油。只聽“砰”的一聲，鐵球終於裂成兩半，兩邊的八匹馬各帶著半塊小球一下衝出幾百米遠。這時皇后才閉口鬆手，喘出一口氣來，皇帝的手腕也早被捏出五個指頭印來。他忙將奧托格裡克召至台上問：“你變的是什麼魔術？這兩個小半球，怎麼會有這麼大的吸力？”
“啟奏陛下，這小球上的力不是吸力，是空氣對它的壓力。”
“你知道這壓力有多大嗎？
“按托裡拆利的計算，大氣對物體的壓力是每平方厘米一公斤。這小球的截面積是半徑的平方乘上圓周率，等於1256平方厘米，所以它身上的壓力就有1256公斤，每邊八匹馬，各要使出157公斤的力才能將拉開呢。“
皇帝聞聽半信半疑。他想了一會兒說：“這樣一個拳頭大的球就要受大氣的千斤壓力，那朕的皇宮不早就被壓垮了嗎？”
“陛下不用擔心。鐵球拉不開是因為裡面抽成了真空，只外面受壓力，陛下的皇宮高門大窗，空氣自由出入，自然不會真空，上下壓力也就互相抵消了。”
“那我們這些人每天生活在大氣裡不也要被壓癟了嗎？”
“是的，我們一般人的身體面積約兩平方米，它晝夜不停地受著二萬公斤的壓力呢。可是陛下也不用擔心，我們有口鼻可以呼吸，所以肚子裡也決不會形成真空的。”
皇帝聽到這裡才知道自己是一場虛驚，大可不必為此擔心，臉上也有了輕鬆的笑容，嘉許道：“想不到你這個市長還知道這麼多新知識。”說罷又傳令擺酒，要借這明媚春光與奧托格裡克及臣子們痛飲一場。草地上又鼓樂齊奏，舞姿翩翩。
這正是：
人頭朝下隨地轉，人身受壓有萬斤。世代千年竟不知，只緣身在此事中