Od czasów starożytnych ludzkie umysły próbowały zrozumieć istotę otaczającego świata, prawa natury, historię własnego pochodzenia i przeznaczenia w tym Wszechświecie. To pragnienie zrodziło zupełnie różne obrazy świata w różnych epokach i w różnych częściach planety: personifikacja elementów naturalnych z boską zasadą, idea walki między ciemnością a światłem w perskim zaratusztrianizmie, stworzenie świat i apokalipsa w judaizmie i wiele więcej.
Jednak przełom dokonany przez myślicieli starożytnej Grecji jest uważany za prawdziwy zalążek racjonalno-naukowej wiedzy o świecie. Tak więc jednym z najważniejszych pojęć Arystotelesa było wprowadzenie pojęcia „pustki”, pustki całkowitej – przestrzeni, w której nic nie istnieje. Idea pustki była dla filozofa zjawiskiem przerażającym, jednak jego zdaniem z natury nie była możliwa. Wszakże dane empiryczne dostępne wówczas człowiekowi nie mogły ujawnić koncepcji próżni absolutnej, a cała zwykła przestrzeń jest wypełniona powietrzem. Na przykład, jeśli spróbujesz wydmuchać powietrze z pustej rurki, jej ściany się skurczą. Oznacza to, że w środku pozostanie nie tylko pustka, ale także sama przestrzeń. A woda w rurach zawsze unosiła się za tłokiem, zapobiegając tworzeniu się pustej przestrzeni.
Doświadczenie Torricelli: opis
Pogląd, że nie może być na świecie przestrzeni, która nie byłaby wypełniona materią płynną, stałą lub gazową, żył z powodzeniem aż do New Age - ery ludzkiej myśli i osiągnięć naukowych. Wtedy to ludzie odzyskali wiarę w możliwość praktycznego i racjonalnego poznawania świata. Doświadczenie Torricellego było jednak nie tylko wynikiem badań naukowych, ale także przypadku. Podczas budowy fontann przy pałacu jednego z książąt słynnej dynastii Medyceuszy zauważono, że woda faktycznie unosi się rurami, wypełniając powstałą pustkę, ale tylko do pewnej wysokości, po czym przestaje się poruszać. Fakt ten nie mógł nie wzbudzić zainteresowania ojczyzną renesansu.
Po wyjaśnienia zwrócili się do znanego wówczas (a jeszcze bardziej znanego dzisiaj) fizyka i matematyka Galileo Galilei. Jednak nie znajdując akceptowalnej odpowiedzi w logice, postanowił uciec się do ścieżki eksperymentalnej. Eksperymenty powierzono dwóm jego uczniom - Viviani i Torricelli. Drugi osiągnął ciekawe wyniki. Eksperyment Torricelli polegał na umieszczeniu pewnej ilości rtęci (jest cięższa od wody, dlatego przy małych objętościach daje bardziej wizualne wyniki) w szklanej rurce, aby nie dostało się do niej powietrze. W tym przypadku górny koniec został uszczelniony, a otwarty dolny koniec został umieszczony w kubku z rtęcią. Okazało się, że rtęć również nie wypełniła całej przestrzeni tuby, pozostawiając na wierzchu pewną pustkę. Jednak ta wiedza empiryczna nie jest od razuotrzymały ich teoretyczne uzasadnienie.
Wyjaśnienie doświadczenia
Doświadczenie Torricelliego szybko stało się znane w całej oświeconej Europie, której naukowcy spierali się o naturę takiego zjawiska. Wyjaśnienia tego faktu podał sam Evangelista Torricelli. Ponieważ nie było powietrza nad rtęcią w szklanej rurce zamkniętej od góry, wyjaśnił, że wysokość słupa rtęci jest określana dosłownie przez ciśnienie powietrza na rtęć w kubku, powodując, że coraz bardziej wnika ona w szkło rura. Ciśnienie atmosferyczne zostało odkryte eksperymentalnie po raz pierwszy. Wzór Torricelliego stwierdzał, że ciśnienie to odpowiada wysokości słupa rtęci: P atm=P rtęci. Dalsze badania podjął Francuz Blaise Pascal, który w liczbach określił zależność wysokości kolumny od grawitacji powietrza w danym momencie, dając tym samym ludzkości możliwość określenia atm. ciśnienie.
