文／胡妙芬

歷史像一條幽幽的河，慢慢的流向17世紀。但是，物理學家們與亞里斯多德（Aristotle）的對決還沒有結束。教會對於科學的箝制已經漸漸鬆開力道，但是教會向大眾灌輸的亞里斯多德學說，畢竟已經盤桓歐洲好幾個世紀，人心一時之間難以改變，科學家們必須提出更有說服力的理論與實驗，才能扳倒教會與亞里斯多德的論點。

真空存在嗎？

這一次的物理對決，主題是：「世界上到底有沒有『真空』？」；帥氣的男主角則是大科學家伽利略（Galilei）的學生──托里切利（Torricelli）。從今天的角度看來，抽真空、真空管、食品真空包裝……真空的應用處處可見，人們早已習慣真空存在的事實。但是在遙遠的古代，「真空」存不存在，就是一個吵了幾千年也還沒有定論的議題。

古希臘哲學家們就經常爭論：世界上到底有沒有真空？生活在義大利南部的巴門尼德（Parmenides）就認為：

但是，主張「原子論」的德謨克利特（Democritus）可不這麼想。他認為──

很顯然，德謨克利特的原子論比較貼近現代科學。但是對兩千多年前的古人來說，原子看不見、摸不著，原子論太抽象，更別說「真空」了！所以，支持原子論和真空存在的聲量，明顯比支持真空不存在的聲量小很多。

被中世紀教會奉為聖賢的亞里斯多德，也認為「真空不存在」。他說了一句簡單扼要的名言：「萬物厭惡真空」（nature abhors a vacuum），意思就是在任何空間只要出現空隙，其他物質會立刻填補進來占據這個空缺。隨著亞里斯多德誤打誤撞成為中世紀的學術權威，這句「萬物厭惡真空」也統治人們的思想一千多年；所以即便到了17世紀，人們還是不相信大自然有真空存在，直到托里切利（Torricelli）出現。下回請看托里切利與「抽水機」鬥智的故事。（待續）

福報小學堂

發問1

原來地面上的大氣壓力這麼大！每1平方公方的面積就承受大約1公斤重的大氣。這種大氣壓力是怎麼來的呢？

老師答：

很簡單，大氣壓力就是空氣分子的重量造成的！雖然空氣感覺很輕，但別忘了，大氣層的厚度超過一千公里！這厚厚的空氣全部累加起來，壓在我們身上，說是每個人都頂著「百斤的重擔」一點也不為過！

還好，人的骨骼、肌肉，天生就具有抵抗大氣壓力的強度，所以我們平常對大氣壓力沒什麼感覺。除非是到大氣壓力較小的高山或高空，才會觀察到空氣壓力不同造成的差別：從平地帶上山的零食包，會因大氣壓力變小而變得鼓鼓的；爬山、坐飛機時，耳朵也會因氣壓改變而覺得「塞塞的」，甚至耳朵痛。

發問2

氣象報告中常提到太平洋「高壓」或熱帶「低壓」一類的名詞，這和大氣壓力有關嗎？

老師答：

老師答：氣象報告中的高壓、低壓，指的就是大氣壓力的高或低！這是因為空氣「熱脹冷縮」：當空氣遇冷收縮，密度就增大，重量加重，使氣壓升高；相反的，空氣受熱膨脹，密度變小，重量減輕，氣壓就降低。所以氣壓遇冷會變高、遇熱會變低；而且空氣會從高壓往低壓處流。因此台灣在冬天時若遇上「大陸冷高壓南下」，就表示天氣即將變冷了。

發問3

據說，吸盤式的掛勾是利用「大氣壓力」的原理。生活上還有哪些應用到大氣壓力的例子呢？

老師答：

為了避免在牆上打洞，人們發明吸盤狀的橡膠掛勾來代替釘子：只要把吸盤裡的空氣擠光，大氣壓力就會使吸盤緊貼牆壁。我們用吸管喝水，也是靠大氣壓力幫忙：只要輕輕吸走吸管內的一點液體，大氣壓力就會把杯內液體「壓」進吸管和我們口中；如果是在幾乎真空的月球上，沒有大氣壓力，想用吸管喝水就難了！

本文摘自《科學史上最有梗的20堂物理課》親子天下出版