Что открыл Эванжелиста Торричелли?

В течении двух тысячелетий в господствовал один из самых известных постулатов физики Аристотеля: «Природа не терпит пустоты!». Да и в наше время его используют, как аналог «Свято место пусто не бывает!».

Справедливости ради, отметим, что в учении самого Аристотеля этот тезис не был догматом, данным свыше. Основываясь на здравом смысле, вытекающем из постоянных наблюдений, Аристотель утверждал, что каждое тело имеет «свое место»: тяжелые стремятся вниз, а легкие вверх; естественным движением планет (очевидно, вокруг Земли) является равномерное движение по кругу; для движения с постоянной скоростью тело необходимо постоянно подталкивать; всякая среда препятствует «естественному» движению – поэтому, если среда отсутствует, то тела должны приобретать сколь угодно большую скорость, что невозможно (почти по Эйнштейну), поэтому пустого пространства быть не может. Как видите, рассуждения Аристотеля не лишены логики, но обладают одним недостатком – они не верны.

В первой половине XVII века не многие задумывались над обоснованием «известных истин», достаточным и последним аргументом было «Magister dixit!» (в переводе с латыни «так сказал учитель»).

Поэтому, когда в трубке Торричелли возникла пустота – это было потрясением основ: неужели Аристотель может быть не прав? Не важно, что воздух имеет вес (и не малый, 1 кубический метр весит более 1 килограмма); не важно, что атмосфера давит на каждого человека с силой 1 килограмм на каждый квадратный сантиметр; не важно, что изобретенный барометр может предсказывать погоду – неужели Magister ошибся! И самое важное – человек не предписывает законы природе, а только их изучает и открывает! И использует в своих интересах.

Как достойный ученик Г. Галилея, Э. Торричелли разрушил еще один догмат, жаль только, что в его опытах пустоты было маловато. Этот «пробел» восполнил магдебургский бургомистр Отто фон Герике, поставивший себе цель «получать торричеллеву пустоту в достаточных количествах» и … сконструировал воздушный насос!

Классический пример «боязни пустоты» демонстрирует вода, поднимающаяся вслед за поршнем, не давая образоваться пустому пространству. И вдруг с этим примером произошел казус. При сооружении фонтанов во Флоренции обнаружилось, что вода «не желает» подниматься выше 34 футов (примерно 10, 3 м). Недоумевающие строители обратились за помощью к престарелому Г.Галилею, который сострил, что, вероятно природа перестает бояться пустоты на высоте, превышающей 34 фута, но все же поручил своим ученикам Торричелли и Вивиани разобраться в этом странном явлении.

Из солнечной Италии, где власть папы абсолютна, перенесемся во Францию абсолютной монархии, где правит Людовик XIV, прославившийся своим основным законом «Государство – это я». В это время творят Пьер Ферма и Рене Декарт (которому, правда, пришлось переехать в республиканскую Голландию), создают новую математику. А в физике, точнее, натуральной философии, появляется очередная умозрительная схема – картезианство(по латинизированной фамилии де Карта – Картезий), «постигающая» строение вселенной, не глядя на саму Вселенную. Однако и здесь начинают ставить настоящие физические эксперименты. Будем справедливы его имя сохранилось не только в декартовой системе координат, но и известная игрушка «картезианский водолаз» также названа в его честь.

Для нашего повествования наибольшую роль играет еще один великий француз Блез Паскаль.

Известная алгебраическая кривая «улитка Паскаля» открыта и исследована не прославленным физиком, математиком, философом и героем нашего повествования Блезом Паскалем, а его отцом – Этьеном, который и сам неплохо разбирался в математике. Кстати, именно отец Блеза самостоятельно занимался самообразованием своего сына и привил ему любовь и страсть к науке.

На рисунке показано семейство этих кривых для различных значений ее параметра . Уравнение этой кривой не сложно

Вдохновленный исследованиями Э. Торричелли молодой Блез Паскаль повторяет его эксперименты, развивает их, показывает изменение атмосферного давления с высотой, сначала поднимая свой барометр на гору, а затем всего на балкон собора. Он постоянно совершенствует свои приборы и неопровержимо доказывает правоту Торричелли и Галилея. Продолжая заниматься экспериментированием, наконец, формулирует закон, носящий его имя.