ИЗ ПЕРЕПИСКИ МЕЖДУ ЭВАНДЖЕЛИСТА ТОРРИЧЕЛЛИ И МИКЕЛЬАНДЖЕЛО РИЧЧИ

ИЗ ПЕРЕПИСКИ МЕЖДУ ЭВАНДЖЕЛИСТА ТОРРИЧЕЛЛИ И МИКЕЛЬАНДЖЕЛО РИЧЧИ

Описание знаменитых барометрических опытов, произведенных во Флоренции в 1644 г. Винченцо Вивиани, учеником Галилея, по инициативе и указаниям Торричелли, не было, как известно, опубликовано при жизни Торричелли в форме трактата или статьи. Единственным первоисточником служат два письма Торричелли к его другу Микельанджело Риччи, жившему в Риме. Первые известия о флорентийских опытах распространялись в Европе благодаря рукописным копиям именно этих писем, которые уже в 1644 г. попали во Францию и послужили стимулом для постановки новых опытов французскими учеными (Мерсенном, Паскалем и др.).

Письма были напечатаны только в 1663 г. и с тех пор переиздавались несколько раз ¹. На русском языке они публикуются впервые ². Мы приводим здесь только те части писем, которые непосредственно касаются барометрических опытов.

* * *

Отправной точкой для исследований Торричелли являлись идеи его учителя Галилея. В «Беседах» («Discorsi»), напечатанных в 1638 г., Галилей, ссылаясь на показания флорентийского мастера-водопроводчика, утверждал, что вода в колодцах не может быть поднята при помощи насоса на высоту, превышающую 18 флорентийских локтей (~ 10,5 м) ³. Неизвестно, пытался ли сам Галилей проверить это утверждение экспериментально, во всяком случае имеются сведения, что уже за восемь лет до выхода в свет «Бесед» генуэзский ученый Балиани сообщил ему о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 м. То же явление знал Голландский инженер и физик-экспериментатор Исаак Беекман (1588-1637) еще в 1615-1616 гг., правда, не указывавший предельную величину подъема воды.

Однако, не зная причины этого явления, легко было приписать его несовершенству насоса. Так думали, например, французские водопроводчики еще в середине 50-х годов XVII в. ⁴

Представлениям о неограниченных возможностях подъема воды способствовала широко распространенная в то время идея «страха пустоты» (horror vacui) или стремления природы избежать пустоты (fuga [96] vacui). He следует думать, что в XVII в. понимали «страх пустоты» грубо-антропоморфно или анимистически. Уже начиная с древности, смысл такой теории сводился к утверждению, что пространство или протяжение невозможно без тела, без материи, и что всякий «разрыв» между материальными телами немыслим: на место одного тола неизбежно должно становиться другое. Это утверждение было равносильно простои констатации невозможности пустоты.

Наблюдение, сообщенное Галилеем в его «Беседах», привело между тем к необходимости признать, что «сопротивление образованию пустоты» но беспредельно. В этом духе Галилей и видоизменил первоначальную теорию: «страх пустоты» имеет некий конечный предел и поддается «измерению». Подобно тому, как веревка в конце концов обрывается от собственной тяжести, так разрывается от собственной тяжести водяной столб, преодолевая сопротивление, т. о. «страх пустоты», удерживающий ого на высоте.

Галилею было известно, впрочем, и другое объяснение, которое он, по всей вероятности; сообщил и своему ученику Торричелли. Уже упоминавшийся Балиани считал, что сила, удерживающая столб жидкости, находится не внутри трубки, а вне ее. Эта сила — атмосферное давление ⁵. Такая идея могла созреть в умах ученых только тогда, когда уточнились представления о тяжести воздуха и о передаче давления во все стороны.

Новые идеи с полной отчетливостью были высказаны уже в первые десятилетия XVII в. Исааком Беекманом. В тезисах докторской диссертации, защищенной им 6 сентября 1618 г. в Кане (Нормандия), он утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur) ⁶. В своем чрезвычайно интересном дневнике, который был напечатан впервые лишь совсем недавно ⁷, Беекман отмечал: если представить себе воздух в виде сжимаемой губки, то в этом случае будет ясно, что нижние слои воздуха нагружаются большей тяжестью, чем верхние, а потому они более плотны ⁸.

Наконец, в 1629 г. он писал, что «воздух обладает тяжестью, и мы испытываем его давление равномерно со всех сторон, а потому не страдаем, и в этом заключается причина так называемого бегства от пустоты» ⁹.

В своем письме Галилею от 24 октября 1630 г. Балиани независимо от Беекмана высказал мысль, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха. Мы не ощущаем этого давления потому, что испытываем его со всех сторон. Вместе с тем, Балиани сделал вывод, что «чем воздух выше, тем он легче». Однако, как позднее это случилось с Торричелли, Балиани пришел в затруднение от того, что тяжесть атмосферы получается, казалось бы, слишком большой ¹⁰.

Попытку проворить экспериментально утверждение Галилея сделал в Риме между 1638 и 1643 гг. Гаспаро Берти, близкий к Раффаэле Маджотти. Берти экспериментировал с водой. Естественно было перейти после этого к экспериментам с более плотной жидкостью. Маджотти сообщал позднее (в 1648 г.), что известил Торричелли об экспериментах Берти и высказал предположение, что «если бы вода была морская а потому более тяжелая, она остановилась бы на более низком уровне» ¹¹.

Заслугой Торричели является то, что он вместо с другим учеником Галилея, Винченцо Вивиани, произвел первые опыты с ртутью. Перенеся свое внимание с «внутренних сил», якобы действующих в трубке, на «силы внешние», т.е. давление воздуха, Торричелли смог впервые начать пользоваться своим прибором как барометром, что было его главной целью.

В. П. Зубов

Комментарии

1. Карло Дати, под псевдонимом Timauro Antiate, издал их в своем «Послании к любящим истину» (Lettera a Filaleti... Firenze, 1663). Затем они были переизданы в «Академических чтениях» (Е. Torricelli. Lezioni accademiche. Firenze, 1715), а в конце XIX в. в «Neudrucke von Schriften und Karten ueber Meteorologie und Erdmagnetismus» (Hrgs. v, G. Hellmann, № 7, Berlin, 1897) и, наконец, в Трудах Торричелли: (Тогriсеlli. Opere. Faenza, 1919-1944, vol. I, 1919, parte 2, p. 472- 476 (по тексту Дати); vol. II, 1919, pp. 186-188, 193-195, 198-201 (по сохранившимся копиям писем); vol. IV, 1944, p. 50-56 (по тексту Lezioni accademiche). По последнему из указанных изданий и сделан настоящий русский перевод. Иллюстрации воспроизведены по изданию Hellmann.

2. Если не считать довольно свободного перевода отрывков первого письма в кн.: Я. И. Перельман. Физическая хрестоматия, вып. 1. Изд. 2. Л., 1924, стр. 134-135.

3. Г. Галилей. Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки. М.-Л., 1934, стр. 71-72.

4. Ср. В. Рasса1. Oeuvres, t. III, Paris, 1923, p. 261.

5. Ср. ниже, примеч. 7.

6. См. С. dе Wааrd. L'experience barometrique. Ses antecedents et ses explication. Thonars, 1936, p. 79.

7. Le journal tenu par Isaac Beeckmann de 1604 a 1634, public avec une introduction et des notes, par C. de Waard, t. I-IV. La Haye, 1939-1953.

8. J. Beeckmann. Journal..., t. II, La Haye, 1942, p. 157.

9. С. de Wааrd. L'experience..., p. 81.

10. G. Gаlilei. Le Opere, vol. XIV. Firenze, 1904, p. 158-160. См. выше, примеч. 7.

11. С. dе Wааrd. L'experience..., p. 181.

Текст воспроизведен по изданию: Из переписки между Эванджелиста Торричелли и Микельанджело Риччи // Вопросы истории естествознания и техники, № 8. 1959