Evangelista Torricelli

EVANGELISTA TORRICELLI lebte in einer Zeit der sich schnell entwickelnden Naturwissenschaften, in denen zunehmend Experimente genutzt wurden, um zu neuen Erkenntnissen zu gelangen. Zeitgenossen von ihm waren u. a. GALILEO GALILEI (1564 - 1642), OTTO VON GUERICKE (1602 - 1686), der Astronom JOHANNES KEPLER (1571 - 1630), der Mathematiker und Physiker BLAISE PASCAL (1623 - 1662) und der englische Naturforscher ROBERT BOYLE (1627 - 1691). In Mitteleuropa tobte von 1618 - 1648 der Dreißigjährige Krieg, von dem auch Teile des heutigen Italiens betroffen waren. Die geistigen Zentren Italiens waren in dieser Zeit Rom, Florenz, Siena und Pisa.

Kindheit, Jugend und Ausbildung

EVANGELISTA TORRICELLI wurde am 15. Oktober 1608 in Faenza, einem kleinen Ort nordöstlich von Florenz, geboren. Seine Eltern starben sehr zeitig. Das verwaiste Kind wurde von einem Onkel, einem gelehrten Mönch, erzogen. Nach dem Besuch einer Jesuitenschule in Faenza wurde TORRICELLI im Jahr 1626 nach Rom geschickt. An der dortigen Universität beschäftigte er sich mit Mathematik und verschiedenen Naturwissenschaften. Einer seiner Lehrer war BENEDETTO CASTELLI, ein Schüler von GALILEI. In Rom lernte TORRICELLI auch GALILEIs 1638 erschienenen Gespräche (Discorsi) über die Physik kennen. Sie veranlassten ihn, sich mit GALILEIs Gedanken zu beschäftigen und sie weiterzuentwickeln. Um 1640 schrieb er die Abhandlung "De motu gravium", in der er die Erkenntnisse von GALILEI über den freien Fall von Körpern auf ausfließende Flüssigkeiten übertrug.

Mitarbeiter und Nachfolger von Galileo Galilei

Auf Empfehlung CASTELLIs und auch auf Wunsch GALILEIs reiste TORRICELLI 1641 zu GALILEI. Der 78-jährige GALILEI lebte infolge des Inquisitionsprozesses seit 1633 in seinem Landhaus in Arcetri bei Florenz unter Hausarrest und war völlig erblindet. TORRICELLI arbeitete als eine Art Sekretär für GALILEI. Leider war die Zusammenarbeit nur kurz. GALILEI starb drei Monate später. TORRICELLI wurde sein Nachfolger als Hofmathematiker des Großherzogs von Toskana in Florenz und Professor an der dortigen Universität. Er war Mitglied der "Accademia del Cimento" (Akademie des Experiments). Solche Vereinigungen von Naturwissenschaftlern entstanden im 17. Jahrhundert neben den Universitäten. Viele von ihnen haben sich bis heute erhalten. Die Accademia del Cimento war eine der ersten dieser Einrichtungen, sie fiel aber nach kurzer Zeit dem Widerstand der Kirche zum Opfer.

TORRICELLI beschäftigte sich nicht nur mit ruhenden und strömenden Flüssigkeiten. Er entwickelte auch eine Methode zur Bestimmung des Schwerpunktes von Körper und war ein hervorragender Linsenschleifer, eine Kunst, die zur damaligen Zeit nur wenige beherrschten.
TORRICELLI starb am 25. Oktober 1647 in Florenz.

Wissenschaftliche Leistungen

TORRICELLI untersuchte ruhende und strömende Flüssigkeiten und gilt als Begründer der Physik der Gase. Neben der Erfindung des Barometers entdeckte er die Veränderlichkeit des Luftdrucks bei unterschiedlichem Wetter.
Angeregt wurden die Untersuchungen zum Druck durch GALILEI. Ihn hatten Florentiner Bergleute darauf aufmerksam gemacht, dass man mit Saugpumpen Wasser aus maximal 10 m Tiefe fördern kann. TORRICELLI führte seine Untersuchungen 1643/44 zusammen mit VIVIANI durch. Statt Wasser verwendeten sie Quecksilber. So füllte TORRICELLI eine 1 m lange Röhre mit Quecksilber und stülpte sie mit der Öffnung nach unten in ein Gefäß mit Quecksilber. Die Quecksilbersäule in der Röhre sank auf etwa 760 mm. Der Druck dieser Quecksilbersäule hielt dem Luftdruck das Gleichgewicht. Während GALILEI und GUERICKE zur Messung des Luftdruckes Wassersäulen benutzten und damit mit etwa 10 m langen Wassersäulen arbeiten mussten, hatte TORRICELLI ein handliches Gerät - das Quecksilberbarometer - geschaffen. In weiteren Experimenten mit verschieden langen Röhren zeigte TORRICELLI, dass der äußere Luftdruck der Quecksilbersäule das Gleichgewicht hält.

Zahlreiche Untersuchungen TORRICELLIs galten den Schwankungen des Luftdrucks und dessen Einfluss auf die Höhe der Quecksilbersäule. Seine Überlegungen wurden von dem Franzosen B. PASCAL bestätigt. Die Quecksilberbarometer begannen ihren Siegeszug als Luftdruck- und Höhenmesser in allen Ländern.
Nach TORRICELLI wurde die heute nur noch im medizinischen Bereich bei der Messung des Blutdruckes gebräuchliche Druckeinheit Torr (mm Quecksilbersäule, mmHg) benannt. Der normale Luftdruck beträgt 760 Torr = 1013 hPa.

Im Mittelalter beherrschte die "Scheu von der Leere" die physikalische Denkweise. Danach duldete die Natur kein Vakuum, keinen leeren Raum, sondern hatte eine Scheu davor (horror vacui). In den Röhren von TORRICELLI musste sich zweifellos über der Quecksilbersäule ein luftleerer Raum gebildet haben, sodass die Lehre vom "horror vacui" mit den Experimenten von TORRICELLI widerlegt wurde. Die Frage der Existenz eines Vakuums war ein grundlegendes philosophisches Problem der damaligen Zeit und wurde u. a. von GUERICKE und PASCAL unabhängig von TORRICELLI untersucht und diskutiert.

Das folgende Zitat aus einem Brief an seinen Freund zeigt einen Erklärungsversuch TORRICELLIs für sein berühmtes Experiment mit Quecksilber. Er schreibt:

"Es kann wohl angenommen werden, die Kraft, die das Quecksilber daran hindert, seiner Natur entsprechend herabzufallen, wirke im Inneren des Gefäßes, entweder seitens des Vakuums oder aber seitens irgend eines sehr verdünnten Stoffes. Ich aber bin überzeugt davon, daß die Wirkung von außen herrührt. Es lastet nämlich eine Luftsäule von fünfzig Meilen Höhe auf der äußeren Fläche des Quecksilbers. So ist es durchaus nicht verwunderlich, daß das Quecksilber in die Glasröhre eindringt und so hoch steigt, bis es mit dem Gewicht der äußeren, Druck ausübenden Luft ins Gleichgewicht kommt.
(Aus einem Brief von TORRICELLI an RICCI vom 11. Juni 1644)