قال أرسطو مقولته المشهورة: " الطبيعة تخشى من الفضاء الفارغ".
عندما ادعى أن الفراغ الحقيقي الذى هو فضاء خالي من المادة، لايمكن أن يكون موجوداً.
لأن المادة المحيطة به سوف تملؤه على الفور.
لحسن الحظ، فقد اتضح أنه مخطىء.
الفراغ هو عنصر أساسى فى جهاز الباروميتر،
وهو جهاز لقياس ضغط الهواء.
ولأن ضغط الهواء يرتبط بدرجة الحرارة،
والتغيرات السريعة فيه يمكنها أن تساهم في
إحداث الأعاصير، والزوابع وغيرها من الظواهر المناخية الحادة،
لذا، فإن الباروميتر هو إحدى الأدوات الأساسية
لخبراء الأرصاد الجوية وأمثالهم من العلماء.
كيف يعمل الباروميتر، وكيف تم اختراعه؟
حسناً، لقد احتاج لبعض الوقت.
لأن نظرية أرسطو وغيره من الفلاسفة القدامى،
بشأن استحالة وجود الفراغ قد بدت حقيقة في ذلك الوقت،
قلة من الناس فكروا بجدية ليشككوا فيها لما يقرب من 2000 عام.
حتى عادت الحاجة الملحة للتساؤل مجدداً.
في بدايات القرن السابع عشر، واجه عمال المناجم في إيطاليا مشكلة خطيرة،
عندما وجدوا أن مضخاتهم لا يمكنها رفع المياه
لارتفاع أكثر من 10.3 متر.
بعض العلماء في ذلك الوقت ومن ضمنهم جاليليو جاليلي،
اقترحوا أن شفط الهواء من الأنابيب هو الذي أدى لارتفاع منسوب المياه لتحل محل الفراغ.
إلا أن قوة هذه الطريقة كانت محدودة ولا يمكنها رفع أكثر من 10.3 متر من المياه.
ومع ذلك فإن فكرة وجود الفراغ ككل،
كانت لا تزال مسألة مثيرة للجدل.
والإثارة التي سببتها نظرية جاليليو غير التقليدية،
قادت جاسبارو بيرتي للقيام بعمل تجربة بسيطة ولكن عبقرية،
ليوضح أنها كانت ممكنة.
تم ملء أنبوب طويل بالماء،
وتم وضعه منتصباً في بركة ضحلة مع إغلاق كلتي الفتحتين.
ثم تم فتح النهاية السفلى للأنبوب،
حيث انسكبت المياه إلى الحوض.
حتى وصل منسوب المياه المتبقية في الأنبوب إلى 10.3 متر.
ومع وجود فجوة متبقية فى القمة، وحيث لا يوجد هواء قد دخل إلى الأنبوب،
فقد نجح "بيتري" في عمل فراغ مستقر بطريقة مباشرة.
ولكن بالرغم من أن إمكانية وجود الفراغ قد تم توضيحها،
لكن لم يكن الجميع مقتنعين بفكرة جاليليو.
بأن هذا الفضاء الفارغ كان يمارس بعض القوى الغامضة
المحدودة على المياه.
" إيفانجيليستا تورشيللي" وهو تلميذ "جاليليو" الشاب وصديقه،
قرر أن ينظر إلى المسألة من زاوية مختلفة.
بدلاً من التركيز على الفضاء الفارغ داخل الأنبوب،
فقد سأل نفسه، "ما الذي يمكنه أن يؤثر أيضا على المياه؟"
ولأن الشىء الوحيد الذى كان فى تلامس مع الماء هو الهواء المحيط بالبركة،
فقد اعتقد أن ضغط الهواء قد يكون هو الشىء الوحيد الذي يمنع
منسوب المياه في الأنبوب من الهبوط إلى الأسفل.
لقد أدرك أن التجربة لم تكن فقط أداة لخلق فراغ،
ولكن عملت على إحداث توازن
بين الضغط الجوي على المياه خارج الأنبوب،
و بين الضغط الناتج من عمود المياه داخل الأنبوب.
ينخفض منسوب المياه في الأنبوب حتى يصبح الضغطين متساويين.
والذي يحدث فقط عندما يكون منسوب المياه 10.3 متر.
لم يتم قبول هذه الفكرة بسهولة.
ومثلما كان "جاليليو" وآخرون يفكرون قديما
أن الهواء الجوي ليس له وزن ولا يشكل أي ضغط.
قرر "تورشيللي" تكرار تجربة "بيرتي".
ولكن باستخدام الزئبق بدلاً من الماء.
لأن الزئبق أكثر كثافة، فهو يهبط بشكل أبعد من الماء،
وعمود الزئبق يصل طوله إلى نحو 76 سنتيمتر.
هذا لم يسمح فقط ل "تورشيللي" من جعل الجهاز أكثر إحكاما،
وإنما دعم فكرته حول كون الوزن هو العامل الحاسم.
في تعديل للتجربة تم استخدام أنبوبان مع وجود فقاعة كبيرة في أعلى إحداهما.
إذا كان تفسير "جاليليو" صحيحاً فإن الفراغ الأكبر في الأنبوب الثاني
سوف يمارس شفطا أكبر، وسيرفع منسوب الزئبق أكثر.
لكن المنسوب كان متساوياً في كلا الأنبوبين.
أتى التأييد الكامل لنظرية "تورشيللي" من "بليز باسكال"،
الذى أخذ أنبوبًا من الزئبق وصعد به إلى قمة جبل،
وأظهرأن منسوب الزئبق قد انخفض،
حيث أن الضغط الجوي يقل عند الارتفاع.
الباروميتير الزئبقي الذي يعتمد على نموذج "تورشيللي" الأصلي،
ظل واحداً من أكثر الطرق شيوعاً لقياس الضغط الجوي حتى عام 2007
حينما تم تطبيق حظر على استخدام الزئبق نظراً لخواصه السامة،
مما أدى لتوقف إنتاجه فى أوروبا.
ومع ذلك، فإن اختراع "تورشيللي"،
الذي ولد من الرغبة في التشكيك في العقائد المقبولة لوقت طويل،
عن الفراغ ووزن الهواء التي تعتبر أمثلة بارزة.
عن أن التفكير خارج الصندوق أو- خارج الأنبوب-
يمكن أن يكون له تأثير قوي.