Все началось с колеса. Эволюция изобретений: от топора до лазера

☛ СМ. ТАКЖЕ

Компьютер (1936 год)

1643 год

Барометр

Некоторые изобретения движутся к своему воплощению весьма извилистыми и странными путями: барометр, к примеру, был создан в 1643 году, когда нужно было накачать воду в фонтаны Флоренции…

История барометра началась во Флоренции, на берегах реки Арно. Обслуживающий персонал фонтанов обнаружил, что, несмотря на все их усилия, насосы не справляются с задачей подъема воды на высоту примерно десяти метров. Решить эту загадку в самом начале 1540-х годов город попросил своего самого блестящего ученого, Галилея. Увы, великий ученый находился уже на закате своей жизни и ушел в небытие, так и не разгадав тайну фонтанов. Но один из его учеников, Эванджелиста Торричелли (1608–1647), продолжил дело учителя и выдвинул удивительную гипотезу: воде мешало подниматься выше давление воздуха! Неужели он что-то весит? Да, согласно выводам Торричелли, полагавшего, что «мы живем на дне первичного океана из воздуха, и то, что он имеет вес, доказано бесспорным опытом».

Именно этот «бесспорный опыт» в 1643 году помог гению Торричелли проявиться. Вместо того, чтобы продолжать воздействовать на гигантские столбы воды, он использовал «жидкое серебро», т. е. ртуть, плотность которой в тринадцать раз выше: это позволило во столько же раз уменьшить размеры устройства. Заполнив трубку ртутью, он закупоривал ее, переворачивая и удерживая вертикальном в емкости, наполненной тем же металлом. Торричелли обнаружил, что жидкость в трубке постоянно держится примерно на одной и той же высоте около 76 см и не выливается, если вытащить пробку. Так ученый доказал, что давление воздуха на ртуть в емкости препятствует вытеканию ртути из трубки: вес воздуха уравновешивает вес ртути! Таким образом, Торричелли изобрел принцип устройства барометра еще тогда, когда никто об этом и не думал.

Решительные шаги были предприняты чуть позднее Блезом Паскалем (1623–1662). Француз, узнав о работах итальянского ученого, воспроизвел его опыты в Париже, поднимаясь от подножия башни Сен-Жак на ее верхнюю площадку, в Оверни, где ему помогал его зять Флориан Перье, в Клермон-Ферране и на горе Пюи-де-Дом 19 сентября 1648 года. Всякий раз по мере увеличения высоты подъема ртуть в трубке Торричелли стабилизировалась все ниже. Существование «веса воздуха» – так назывался соответствующий трактат Паскаля – было доказано. Очень важным для метеорологии стал и другой его вывод: в одном и том же месте возрастающее давление воздуха, толкающее вверх столбик ртути, предвещает сухую и жаркую погоду, в то время как падение уровня ртути обещает грозу и непогоду. Увы, экспериментаторы не знали, что, пытаясь взвесить воздух, они подвергали себя воздействию токсичных паров ртути. К счастью, в современных барометрах эта технология не применяется.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Термометр (1597 год)

1659 год

Воздушный насос

Воздушный насос, придуманный в середине XVII века, стал одним из знаковых инструментов «научной революции», охватившей Европу.

Прежде всего, стоит задаться вопросом: а для чего мог понадобиться воздушный насос в 1650 году, за два века до появления надувных шин? На самом деле это был еще не тот насос, которым стали оснащать велосипеды и автомобили в конце XIX века. Его предназначением (и весьма важным) было создание нового экспериментального пространства – вакуума – для интенсивно развивавшейся науки. Насос возник как особый результат научной революции XVII и XVIII веков (сам этот термин продолжает порождать споры, но тот факт, что в этот период произошли капитальные изменения в научной практике, сомнений не вызывает).

Конечно, вклад немца Отто фон Герике в исследование принципов действия воздушного насоса заслуживает особого упоминания, однако первое подобное устройство появилось в 1659 году, увековечив имя ирландца Роберта Бойля. Оно представляло собой тридцатилитровый стеклянный сосуд (таков был предел, которого могли достигнуть стекольщики в те времена) медной подставке, снабженной запорным клапаном, связанным в свою очередь с цилиндром, в котором двигался поршень. Поршень как раз и откачивал воздух из сосуда. В процессе создания этой конструкции английский ученый проявил чудеса изобретательности и внес множество дополнительных усовершенствований, чтобы обеспечить герметичность всего устройства.