אוונג'ליסטה טוריצ'לי: אוקיינוס של אוויר
בשנת 1643 אטם מתמטיקאי טוסקני כספית בתוך צינור זכוכית באורך מטר, הפך אותו לתוך קערה, וצפה בעמודה יורדת עד שנעצרה בכ-76 סנטימטרים. החלל הריק שמעליה לא היה אמור, על פי כל סמכות מאז אריסטו, להיות מסוגל להתקיים. טוריצ'לי יצר את הריק המתמשך הראשון שתועד ובנה, בלי להתכוון לכך לגמרי, את המכשיר שיאפשר לאנושות לשקול את האטמוספירה שלה. "אנו חיים שקועים בתחתית אוקיינוס של אוויר", כתב.
חיים מוקדמים
הוא נולד ברומא ב-15 באוקטובר 1608 למשפחה ענייה מפאנצה: אביו, גספארה רוברטי, היה פועל טקסטיל; אמו הייתה ג'אקומה טוריצ'לי. כישרונו של הילד עלה על אמצעי משפחתו, ודודו, ג'אקומו, נזיר קמדולזי, הוא שסידר את לימודיו. בין השנים 1624–1626 למד טוריצ'לי מתמטיקה ופילוסופיה במכללה הישועית – הכשרה שהעניקה לו את המכשירים הקלאסיים שאותם יבלה את הקריירה שלו בפירוק.
מעגל גלילאו
בשנת 1626 עבר לרומא לעבוד תחת בנדטו קסטלי, מתמטיקאי בנדיקטיני ותלמידו לשעבר של גלילאו, בתחילה כמזכירו. הוא נשאר שם עד 1632, ולמד מתמטיקה לצד בונאוונטורה קאוואליירי, שהפך לחבר קרוב ושאת שיטת האינדיביזיבלים שלו ירחיב טוריצ'לי. גלילאו התייחס בחיבה לטוריצ'לי, רפאלו מג'יוטי ואנטוניו נארדי כאל ה"טריאומווירט" שלו ברומא.
לאחר שקרא את ספרו של גלילאו "דיאלוג על שתי מערכות העולם המרכזיות" ב-1632, כתב טוריצ'לי כדי להכריז על עצמו כקופרניקאי – ההכרזה הציבורית היחידה מסוג זה שאי פעם עשה, ואחת שקדמה להרשעת גלילאו על ידי הוותיקן בשנה. ב-1641 העביר קסטלי את כתב היד של טוריצ'לי על תנועת קליעים לאיש הזקן בארצ'טרי. טוריצ'לי בילה את שלושת החודשים האחרונים של חיי גלילאו לצידו, כשהוא משמש כמזכיר ומשלים את הדיאלוג החמישי, שאותו פרסם וינצ'נצו ויויאני בסופו של דבר ב-1674.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →מתמטיקאי הדוכס הגדול
גלילאו מת ב-8 בינואר 1642. מאוחר יותר באותה שנה מונה טוריצ'לי למתמטיקאי של הדוכס הגדול וקיבל את הקתדרה למתמטיקה באוניברסיטת פיזה – כשהוא יורש, למעשה, את המשרה המדעית החשופה ביותר באיטליה. ב-1644 פרסם את Opera Geometrica, שפתרונותיה לבעיות הציקלואידה ביססו את המוניטין שלו בקרב מתמטיקאים אירופאים.
הברומטר
הניסוי של 1643 צמח מתוך חידה מעשית: משאבות יניקה לא יכלו להרים מים מעבר לגובה מסוים. טוריצ'לי הסיק שאם לאוויר יש משקל, האטמוספירה הלוחצת על מאגר פתוח תתמוך בעמודת נוזל רק עד גובה מסוים. כספית, הצפופה פי 13 בערך ממים, אפשרה לו לבחון את הרעיון על שולחן עבודה ולא בתוך פיר באר. העמודה התייצבה על כ-76 סנטימטרים, והחלל שמעליה – הריק הטוריצ'ליאני – היה ריק.
שתי מהפכות נבעו מצינור זכוכית אחד. הריק, שהפיזיקה הסכולסטית הכריזה עליו כבלתי אפשרי, ישב כעת על שולחן בפירנצה. וגובה העמודה השתנה בהתאם לתנאים, מה שאומר שניתן למדוד לחץ אטמוספרי. ברומטריה, אלטימטריה ותחזית מזג אוויר מדעית צומחים כולם מאותו אחר צהריים. טוריצ'לי הרחיק לכת עוד יותר, ונתן את התיאור המדעי הראשון למה שגורם לרוח: הבדלי טמפרטורה וצפיפות באוויר בין אזור אחד למשנהו.
מתמטיקה של האינסוף
המתמטיקה שלו הייתה נועזת באותה מידה. הוא קידם את שיטת האינדיביזיבלים של קאוואליירי, אב קדמון ישיר של החשבון האינטגרלי. הוא חישב את המעטפת של משפחת מסלולי הקליעים – "פרבולת הבטיחות" שמעבר לה שום ירייה לא יכולה להגיע. הוא הוכיח נוסחאות התכנסות לטורים גיאומטריים. והוא יצר את האובייקט שהדהים וערער את בני זמנו במידה שווה: החצוצרה של טוריצ'לי, שנקראה מאוחר יותר "הקרן של גבריאל", צורה בעלת שטח פנים אינסופי אך נפח סופי. זו הייתה הוכחה לכך שהאינסוף אינו מתנהג כפי שהאינטואיציה מתעקשת, והיא הזינה ישירות את הטיעונים שמהם צמח החשבון הדיפרנציאלי והאינטגרלי.
חוק טוריצ'לי ובית המלאכה
הוא גם ביסס את הקשר הנקרא כיום חוק טוריצ'לי: נוזל הבורח מפתח בכלי זורם במהירות פרופורציונלית לשורש הריבועי של עומק הנוזל שמעליו – מה שהוכר מאוחר יותר כמקרה פרטי של עקרון ברנולי, ובסיס ההידראוליקה המעשית. לצד התיאוריה הוא היה בעל מלאכה יוצא דופן, שפיתח טכניקות לליטוש עדשות זכוכית קטנות ובניית טלסקופים ומיקרוסקופים באיכות יוצאת דופן. ניסוח העיקרון השולט במרכז הכובד בשיווי משקל משלים פיזיקאי שלם בצורה יוצאת דופן.
מוות בגיל שלושים ותשע
טוריצ'לי מת בפירנצה ב-25 באוקטובר 1647, עשרה ימים לאחר יום הולדתו ה-39, כנראה מטיפוס הבטן. כאשר פורסמו הרצאותיו ב-1715 הן נשאו כתובת שמדדה את האובדן במדויק: "כאן פורח גלילאו אחר".
מדוע טוריצ'לי חשוב
בחמש שנים פורה בלבד הוא העניק לפיזיקה מכשיר, ריק, חוק נוזלים וחופן תוצאות בחזית האינסוף. הברומטר לבדו היה מבטיח את מקומו: הוא הפך את האטמוספירה לאובייקט מדיד ולא לקטגוריה פילוסופית, ופתח את קו החקירה שפסקל, בויל ופון גריקה ימשיכו לתוך הפיזיקה של גזים. הטור, המכתש הירחי, האסטרואיד וצוללות הצי האיטלקי הנושאות את שמו מצביעים כולם חזרה לילד עני מפאנצה שהבחין שאוויר הוא כבד.