इवानगेलिस्टा टोरिसेली: हवा का एक महासागर

1643 में, एक टस्कन गणितज्ञ ने एक मीटर लंबी कांच की नली में पारा भरकर उसे एक बेसिन में उल्टा कर दिया और देखा कि पारा नीचे गिरकर लगभग छिहत्तर सेंटीमीटर पर रुक गया। अरस्तू के बाद से सभी अधिकारियों के अनुसार, इसके ऊपर का खाली स्थान मौजूद नहीं हो सकता था। टोरिसेली ने पहला रिकॉर्ड किया गया स्थायी निर्वात बनाया था और अनजाने में ही वह उपकरण बना लिया था जो मानवता को अपने वायुमंडल को तौलने की अनुमति देगा। उन्होंने लिखा, "हम हवा के एक महासागर की तली में डूबे हुए रहते हैं।"

प्रारंभिक जीवन

उनका जन्म 15 अक्टूबर 1608 को रोम में फ़ेंज़ा के एक गरीब परिवार में हुआ था: उनके पिता, गैस्पारे रुबेर्टी, एक कपड़ा मजदूर थे; उनकी माँ जियाकोमा टोरिसेली थीं। लड़के की प्रतिभा उसके परिवार के साधनों से अधिक थी, और उनके चाचा, जियाकोमो, जो एक कैमाल्डोली भिक्षु थे, ने उनकी स्कूली शिक्षा की व्यवस्था की। 1624 से 1626 तक टोरिसेली ने जेसुइट कॉलेज में गणित और दर्शनशास्त्र का अध्ययन किया - एक ऐसा प्रशिक्षण जिसने उन्हें वे शास्त्रीय उपकरण दिए जिन्हें वे अपने करियर के दौरान नष्ट करने वाले थे।

गैलीलियो सर्कल

1626 में वे रोम चले गए और बेनेडिटिन गणितज्ञ और गैलीलियो के पूर्व छात्र बेनेडेटो कास्टेली के अधीन काम किया, शुरुआत में उनके सचिव के रूप में। वे 1632 तक वहीं रहे और बोनावेंटुरा कैवलियरी के साथ गणित का अध्ययन किया, जो उनके करीबी दोस्त बन गए और जिनकी 'अविभाज्य विधि' (method of indivisibles) का टोरिसेली ने विस्तार किया। गैलीलियो ने टोरिसेली, राफेल मैगियोटी और एंटोनियो नार्डी को रोम में अपना "त्रिमूर्ति" (triumvirate) कहकर संबोधित किया।

1632 में गैलीलियो के दो मुख्य विश्व प्रणालियों पर संवाद को पढ़ने के बाद, टोरिसेली ने खुद को कोपरनिकन घोषित करने के लिए लिखा - यह उनकी एकमात्र ऐसी सार्वजनिक घोषणा थी, और यह वेटिकन द्वारा गैलीलियो की निंदा से एक साल पहले की थी। 1641 में कास्टेली ने प्रक्षेप्य गति पर टोरिसेली की पांडुलिपि को आर्सेत्री में गैलीलियो के पास भेजा। टोरिसेली ने गैलीलियो के जीवन के अंतिम तीन महीने उनके साथ बिताए, उनके सचिव के रूप में काम किया और पांचवां संवाद पूरा किया, जिसे विन्सेन्ज़ो विवियानी ने अंततः 1674 में प्रकाशित किया।

ग्रैंड-ड्यूकल गणितज्ञ

गैलीलियो की मृत्यु 8 जनवरी 1642 को हुई। उसी वर्ष बाद में टोरिसेली को ग्रैंड-ड्यूकल गणितज्ञ नियुक्त किया गया और पीसा विश्वविद्यालय में गणित की कुर्सी दी गई - जो प्रभावी रूप से इटली में सबसे प्रमुख वैज्ञानिक पद था। 1644 में उन्होंने ओपेरा जियोमेट्रिका प्रकाशित की, जिसके साइक्लोइड समस्याओं के समाधान ने यूरोपीय गणितज्ञों के बीच उनकी प्रतिष्ठा स्थापित की।

बैरोमीटर

1643 का प्रयोग एक व्यावहारिक पहेली से निकला: सक्शन पंप पानी को एक निश्चित ऊंचाई से ऊपर नहीं उठा सकते थे। टोरिसेली ने तर्क दिया कि यदि हवा में वजन है, तो एक खुले जलाशय पर दबाव डालने वाला वायुमंडल केवल एक निश्चित ऊंचाई तक ही तरल के स्तंभ का समर्थन करेगा। पारा, जो पानी से लगभग तेरह गुना अधिक घना था, ने उन्हें खदान के शाफ्ट के बजाय बेंचटॉप पर विचार का परीक्षण करने दिया। स्तंभ लगभग छिहत्तर सेंटीमीटर पर स्थिर हो गया, और इसके ऊपर का स्थान - टोरिसेली निर्वात - खाली था।

एक कांच की नली से दो क्रांतियां हुईं। निर्वात, जिसे स्कोलास्टिक भौतिकी ने असंभव घोषित कर दिया था, अब फ्लोरेंस में एक मेज पर था। और स्तंभ की ऊंचाई स्थितियों के साथ बदलती थी, जिसका अर्थ था कि वायुमंडलीय दबाव को मापा जा सकता था। बैरोमेट्री, अल्टीमेट्री और वैज्ञानिक मौसम पूर्वानुमान सभी उसी दोपहर से निकले हैं। टोरिसेली और आगे गए, उन्होंने हवा के कारणों की पहली वैज्ञानिक व्याख्या दी: एक क्षेत्र और दूसरे के बीच हवा के तापमान और घनत्व में अंतर।

अनंत का गणित

उनका गणित भी उतना ही साहसी था। उन्होंने कैवलियरी की अविभाज्य विधि को आगे बढ़ाया, जो समाकलन गणित का सीधा पूर्वज है। उन्होंने प्रक्षेप्य प्रक्षेपवक्रों के परिवार का लिफाफा (envelope) निकाला - "सुरक्षा का परवलय" जिसके आगे कोई शॉट नहीं पहुंच सकता। उन्होंने ज्यामितीय श्रृंखला के लिए अभिसरण सूत्र सिद्ध किए। और उन्होंने वह वस्तु बनाई जिसने उनके समकालीनों को समान रूप से प्रसन्न और परेशान किया: टोरिसेली का तुरही, जिसे बाद में गेब्रियल का हॉर्न कहा गया, एक ऐसा आकार जिसका सतह क्षेत्र अनंत लेकिन आयतन सीमित है। यह एक प्रदर्शन था कि अनंत उस तरह व्यवहार नहीं करता जैसा अंतर्ज्ञान जोर देता है, और इसने सीधे उन तर्कों को खिलाया जिनसे कलन (calculus) उभरा।

टोरिसेली का नियम और कार्यशाला

उन्होंने वह संबंध भी स्थापित किया जिसे अब टोरिसेली का नियम कहा जाता है: एक बर्तन में एक उद्घाटन से निकलने वाला तरल उस गति से बहता है जो उसके ऊपर तरल की गहराई के वर्गमूल के समानुपाती होती है - जिसे बाद में बर्नौली के सिद्धांत का एक विशेष मामला माना गया, और व्यावहारिक हाइड्रोलिक्स का आधार बना। सिद्धांत के साथ-साथ वे एक उत्कृष्ट शिल्पकार थे, जिन्होंने छोटे कांच के लेंस को पीसने की तकनीक विकसित की और असाधारण गुणवत्ता वाले दूरबीन और सूक्ष्मदर्शी बनाए। संतुलन में गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को नियंत्रित करने वाले सिद्धांत का उनका निरूपण एक असामान्य रूप से पूर्ण भौतिक विज्ञानी को पूरा करता है।

उनतालीस वर्ष की आयु में मृत्यु

टोरिसेली की मृत्यु 25 अक्टूबर 1647 को फ्लोरेंस में हुई, उनके उनतालीसवें जन्मदिन के दस दिन बाद, संभवतः टाइफाइड बुखार से। जब 1715 में उनके व्याख्यान प्रकाशित हुए, तो उन पर एक शिलालेख था जिसने नुकसान को सटीक रूप से मापा: "यहाँ एक और गैलीलियो खिलता है।"

टोरिसेली क्यों मायने रखते हैं

मुश्किल से पांच उत्पादक वर्षों में उन्होंने भौतिकी को एक उपकरण, एक निर्वात, तरल पदार्थों का एक नियम और अनंत की सीमा पर परिणामों की एक मुट्ठी दी। केवल बैरोमीटर ही उन्हें सुरक्षित कर देता: इसने वायुमंडल को एक दार्शनिक श्रेणी के बजाय एक मापने योग्य वस्तु बना दिया, और जांच की वह रेखा खोली जिसे पास्कल, बॉयल और वॉन गुएरिक गैसों की भौतिकी में आगे बढ़ाएंगे। टोर (torr), चंद्र क्रेटर, क्षुद्रग्रह और इतालवी नौसेना की पनडुब्बियां जो उनका नाम लेती हैं, वे सभी फ़ेंज़ा के एक गरीब लड़के की ओर इशारा करती हैं जिसने देखा कि हवा भारी है।