Kilogram powietrza, jak bardzo dziwnie by to nie brzmiało, waży dokładnie tyle, co kilogram cukru. Poza tym zachowuje się podobnie jak woda w ocenie. A nawet go nie widać…

Wieść o eksperymentach włoskiego uczonego Torricellego (czytaj artykuł: Pierwszy barometr) odbiła się szerokim echem w całej Europie. Dotarła także do uszu znakomitego francuskiego matematyka, fizyka, wynalazcy i filozofa – Blaise Pascala. Doszedł on do wniosku, że jeśli Włoch ma rację i powietrze rzeczywiście zachowuje się jak woda w oceanie, której łączny ciężar wzrasta razem z głębokością, tak samo ciężar powietrza na powierzchni ziemi powinien być większy niż na szczycie wysokiego wzniesienia.

Żeby to sprawdzić, Pascal potrzebował jedynie odpowiednio wysokiej góry. Niestety w Paryżu, gdzie mieszkał, jak również w jego najbliższej okolicy teren był dość mało urozmaicony pod względem wzniesień. Dodatkowo zły stan zdrowia uczonego nie pozwalał mu na dalekie podróże, dlatego też o pomoc w przeprowadzeniu doświadczenia poprosił swojego szwagra – Florina Périera. Ten mieszkał w miejscowości Clermont (obecnie Clermont-Ferrand) nieopodal nieczynnego wulkanu Puy de Dôme o wysokości 1465 m n.p.m.

Périer, po wykonaniu doświadczenia, nadesłał odpowiedź, obrazującą przebieg eksperymentu, o następującej treści (fragmenty):

Nareszcie wykonałem doświadczenie, którego od tak dawna Pan sobie życzył. Przesyłam Panu poniżej dokładne sprawozdanie: 

W sobotę 19-go bieżącego miesiąca pogoda była zmienna; pomimo to koło godziny piątej z rana zdawało się być dość ładnie i ponieważ wierzchołek Puy-de-Dôme był odsłonięty, zdecydowałem się wejść nań, aby wykonać doświadczenie. Powiadomiłem przeto o tym kilku szanownych obywateli miasta Clermont, którzy prosili mnie, abym ich uprzedził o dniu, kiedy się tam udam […]. Zebraliśmy się więc wszyscy dnia tego koło godziny ósmej z rana w ogrodach Ojców Minimów, które znajdują się w najniższej niemal okolicy miasta i rozpoczęliśmy tam doświadczenie w sposób następujący. 

Naprzód nalałem do naczynia szesnaście funtów rtęci, którą czyściłem przez trzy dni poprzednie i wziąwszy dwie rurki szklane równej grubości, długości czterech stóp, hermetycznie zatopione z jednego końca i otwarte z drugiego, wykonałem z każdą z nich wiadome doświadczenie z próżnią w tym samym naczyniu, po czym, gdy zbliżyłem i zetknąłem ze sobą obie rurki nie wyjmując ich z naczynia, okazało się, iż rtęć, pozostała w każdej z nich, znajdowała się na tym samym poziomie – dwadzieścia sześć cali i trzy i pół linii ponad poziomem rtęci w naczyniu[…].

Po czym pozostawiłem jedną z tych rurek w naczyniu dla porównania, zaznaczyłem na szkle wysokość rtęci i pozostawiając tę rurkę na tym samym miejscu, uprosiłem R.P. Chastina, jednego z miejscowych mnichów […], aby obserwował od czasu do czasu w ciągu dnia, czy nie zajdzie w niej jakaś zmiana. Z drugą zaś rurką i z częścią tej samej rtęci udałem się w towarzystwie reszty panów na szczyt Puy-de-Dôme, wzniesiony ponad ogrodem klasztornym na jakieś pięćset tuazów (1 tuaz = 1,95 metra), gdzie po wykonaniu tego samego doświadczenia w ten sam sposób, co w ogrodzie klasztornym, okazało się, że w tej rurce pozostawały tylko dwadzieścia trzy cale i dwie linie rtęci, gdy w ogrodzie klasztornym w tej samej rurce było dwadzieścia sześć cali i trzy i pół linii – że więc pomiędzy poziomem rtęci w rurce w obu tych wypadkach zachodzi różnica trzech cali i półtorej linii (1 linia=1/12 cala).

Napełniło to nas zachwytem i podziwem i tak nas zdumiało, że dla własnej przyjemności zapragnęliśmy powtórzyć doświadczenie. Toteż wykonałem je jeszcze pięć razy […]; za każdym razem znajdowałem tę samą wysokość poziomu rtęci w rurce[…].

Później schodząc z góry, przerobiłem w drodze to samo doświadczenie zawsze z tą samą rurką, tym samym żywym srebrem i tym samym naczyniem w miejscu zwanym „Lafon de l’Arbre” i położonym znacznie ponad ogrodem klasztornym i znacznie niżej niż wierzchołek góry i znalazłem, że wysokość żywego srebra wynosiła tam dwadzieścia pięć cali […]; wzmogło to w znacznym stopniu nasze zadowolenie, gdyż widzieliśmy, iż wysokość żywego srebra zmniejsza się stosownie do poziomu danych miejsc.

Wreszcie powróciwszy do ogrodu klasztornego, znalazłem tam naczynie, które zostawiłem dla porównania, w tej samej wysokości, w której je pozostawiłem, równej dwudziestu sześciu calom i trzem i pół liniom, w której to wysokości, […] nie zaszła w ciągu całego dnia żadna zmiana […].

 List Périera pokazuje nie tylko, ile satysfakcji może dawać przeprowadzanie doświadczenia. Dla Pascala był to przede wszystkim dowód, że jego przypuszczenia dotyczące ciężaru powietrza były słuszne.

tekst: prof. Zbigniew Sorbjan

Fragment listu Florina Périera w tłumaczeniu M. Saszewiczowej („Dzieje rozwoju fizyki w zarysach”, tom I, str.60) pochodzi z książki A.K. Wróblewskiego „Prawda i mity w fizyce”, Warszawa 1987.

Galeria zdjęć