托里拆利小号(Torricelli's Trumpet),也被称为加百利号角(Gabriel's Horn),是由
意大利数学家
埃万杰利斯塔·托里拆利(Evangelista Torricelli)提出的一个数学悖论,它的表面积无限大但体积有限的三维形状。这个形状在
基督教传说中与
天使长加百利吹响号角宣布审判日的故事相关联。
意大利数学家托里拆利(Evangelista Torricelli)将 y=1/x 中 x≥1 的部分绕着 x 轴旋转了一圈,得到了上面的小号状图形(注意,图1只显示了这个图形的一部分)。这个发现是在微积分发明前用祖暅原理得出的。然后他算出了这个小号的一个性质——它的表面积无穷大,可它的体积却是 π。这明显有悖于人的直觉:体积有限的物体,表面积却可以是无限的!换句话说,填满整个托里拆利小号只需要有限的油漆,但把托里拆利小号的表面刷一遍,却需要无限多的油漆!这个形状是由(x的域为)的曲线沿轴旋转而成。
托里拆利小号的特性可以用油漆的比喻来解释:如果要用油漆填满整个小号,只需要有限的油漆,因为它的体积是有限的。但是,如果要把托里拆利小号的内部表面全部涂上油漆,却需要无限多的油漆,因为它的表面积是无限的。这种现象在二维和三维空间的关系中表现得尤为明显:无论小号多么细长,只要考虑其体积,它始终是有限的;但如果将油漆平铺在地面上,忽略厚度,理论上可以铺成无限的面积。