Великите европейци - Еванджелиста Торичели

Въздухът, който дишаме и който благословено обгръща родната ни планета Земя, се нарича „атмосфера”. Думата е измислена още в античността от умните гърци и комбинира две техни слова – „атмос”, въздух, и „сфайра”, кълбо. Трудно е да се каже колко дебел е атмосферният слой, защото няма точна граница между него и открития Космос. За ориентация обаче – смята се, че 90 процента от масата на атмосферата е съсредоточена до около 16 километра височина, но като цяло височината достига и няколко хиляди километра – в зависимост от движението на въздушните маси и всякакви други процеси, които се развиват над главите ни.

Това значи, че върху повърхността на Земята, върху всичко живо и мъртво на нея, се оказва огромно налягане, най-голямо, разбира се, на морското равнище. Въздухът, който се състои основно от кислород и азот, колкото и да е лек, все пак има тегло. За илюстрация ще ви кажа, че във всеки един момент върху всеки от нас, хората – независимо бедни или богати, добри или лоши, щастливи или нещастни – въздухът оказва налягане средно от около 15 500 кг. Така че по-добре не се занимавайте с фитнес – и без това постоянно си тренираме, като носим 15 тона и половина на гърба си. И с този огромен товар вече няма нужда да се чудите защо понякога ни е тежко на душата.

„Ние живеем на дъното на истински океан от въздух“ – казва Еванджелиста Торичели, физик, математик и човек, който през XVII век изобрети барометъра и разби отколешната представа, че празното пространство не съществува.

Еванджелista Торичели е роден през 1608 година, но има известно объркване по въпроса за родното му място. Някои казват, че то е Фаенца, близо до Равена. Според други източници обаче детето е родено в Рим, а само родът му е от Фаенца. Едва ли мястото е чак толкова важно само по себе си, но така всъщност илюстрирам онази несигурност, която до голяма степен обгръща целия личен живот на Торичели и която на моменти си е откровена неизвестност.

Например има един период от почти десет години – между 1632 и 1641 – за който липсват каквито и да било данни: къде е бил, какво е правил, как е живял. Твърди се също, че, въпреки веселия си и открит характер, Торичели никога не се е женил. В същото време той има осиновено дете – син на име Александър, на когото оставя в наследство част от ръкописите си. Откъде е дошъл този син, как ученият е решил сам, без жена до себе си, да отглежда нечие дете и най-вече какво го е подтикнало към такава стъпка – всичко това си остава въпроси без отговор.

Със сигурност се знае обаче, че бащата на Торичели е тъкач, а цялото семейство е доста бедно. Родителите все пак отрано забелязват, че имат умно и талантливо дете, затова го пращат във Фаенца при чичо му Джакобо, бенедиктински монах. Той го издържа в местния колеж на йезуитите да учи математика и физика за две години, а после го връща обратно в Рим – в сегашния Римски университет „Сапиенца”, където негов наставник става друг бенедиктински монах – Бенедето Кастели, професор по математика и бивш ученик на Галилео Галилей.

По поръчка на папа Урбан VIII, Кастели изследва природата на течащата вода и Торичели се включва активно в експериментите. По-късно този контакт се оказва безценен. Именно Кастели става причина Торичели да живее заедно с Галилей във вилата в Арčetри през последните три месеца от живота му.

Когато през 1632 година излиза книгата на Галилей „Диалози върху новата наука”, младежът Еванджелиста Торичели я прочита бързо, а после сяда и пише писмо на прочутия автор. Пише го, както сам казва, „с радостта на човек, който най-усърдно изучи всичките геометрии, разгледа системата на Птолемей, също на Кеплер, Тихо Брахе и Лонгомонтанус, а накрая започна да се придържа към Коперник и стана Галилеянин по професия и по секта.”

За някои от нас тези думи не значат нищо. Спомнете си обаче, че по онова време да се придържаш към възгледите на Коперник е забранено от Светата църква и се наказва строго. Малко по-късно последиците за това изживява самият Галилей.

За други цитираните думи може да звучат като ласкателство от млад учен, който се стреми една звезда да го забележи. Особено играта на думи, при която Торичели смесва името на Галилей с едно от прозвищата на Христос, може наистина да ни дойде в повече.

Ако оставим настрана витиеватия стил на времето, към който ние не сме привикнали, ще видим, че тук не става дума за ласкателство. Първо, защото Торичели върви по свой собствен път и реално среща Галилей чак десетина години по-късно, когато той вече е не само в немилост, но и полусляп, на умиране. Второ – доколкото е известно, това младежко писмо остава единственият случай в живота на Торичели, когато той открито заявява привързаността си към учението на Коперник.

Още повече – цялата спомената игра на думи е следвана и от искането, че двамата, Галилей и Торичели, са от една и съща „секта”. Макар за нас сега да е ясно, че става дума за група, споделяща еднакви научни идеи, представете си как звучи това в ранния XVII век, когато великата европейска епоха на Просвещението едва прави първите си стъпки. И още повече – когато тези идеи са официално забранени. Но за добрите идеи често трябва да се води истинска битка – и понякога да се плати скъпо.

Годините от живота на Еванджелиста Торичели след 1632, както вече споменах, са потънали в мъглата на неизвестността. Той се появява отново на сцената едва през 1641. Сигурно е обаче едно – през това време Торичели не се откъсва от науката и експериментите.

В края на този период той издава монография за траекторията на снарядите. Тя предизвиква интерес и съдържа редица математически находки, макар в общ план да се оказва погрешна. При изчисляване на траекториите, Торичели не отчита съпротивлението на въздуха, затова при реална стрелба снарядите не падат там, където е предвидено.

Учителят му Кастели обаче праща книгата на Галилей във вилата в Арчетри. Галилей я прочита и в обратен ред – той пише писмо на младия учен и го кани при себе си. Торичели първоначално отклонява поканата, защото майка му е тежко болна. По-късно приема и изживява с великия учен последните три месеца от живота му.

Какво са си казали – остава загадка, но през това време Торичели е негов секретар и се занимава с преписване на ръкописи. След смъртта на Галилей, Великият херцог на Флоренция, Фердинандо II ди Медичи, кани Торичели да стане професор по математика в университета в Пиза – и той приема.

Това му дава възможност да разреши някои от най-актуалните математически проблеми на времето – например да намери площта на циклоида и да изчисли гравитационния център на телата. Тези му проучвания са публикувани две години по-късно в книгата „Опера геометрика“, и хората започват да го ценят като един от най-добрите геометри на своето време.

Торичели с голям интерес се занимава и с оптика – изобретява метод за производство на микроскопски лещи от разтопено стъкло, произвежда телескопи и микроскопи, както и гигантски лещи, гравирани с неговото име, които и до днес могат да се видят във Флоренция.

Главното откритие в живота на Еванджелиста Торичели се нарича барометър. Барометърът е създаден за практическа нужда: строителите на фонтани във Флоренция забелязали, че водата категорично отказва да се качи на повече от 34 фута височина.

Това противоречи на учението на Аристотел – древен авторитет, който твърди, че природата не търпи празно пространство и буталната помпа може да вдигне водата навсякъде. Строителите се обръщат към възрастния вече Галилей, който им казва: над височина 34 фута природата вече не се страхува от празното пространство, и ги препраща към учениците си Торичели и Вивиани за истинско решение.

Те провеждат експерименти и установяват, че една и съща помпа изтласква течности на различни височини, в зависимост от тяхната плътност. В един експеримент Торичели пъхва пълна с живак и запечатана стъклена тръба в съд с живак, отваря долния ѝ край — и тогава, както по‑научному се казва, „аеростатичното налягане на въздуха се уравновесява с хидростатичния натиск на живака“.

С други думи: част от живака се излива в съда, а в тръбата остават живак на височина около 760 мм и празно пространство от около 240 мм. Във философски план това оборва Аристотел. В практически — създаден е прост, но ефективен уред, който и до днес служи на човечеството.

Еванджелиста Торичели умира около три години по-късно, едва на 39 години, предполага се от тифус. Погребан е във Флоренция, в базиликата „Сан Лоренцо“. На негово име са кръстени астероид, лунен кратер и няколко подводници от италианската армия. Така науката доказва, че празнотата е напълно възможна.