Традиционно считалось, что всасывающие насосы работают из-за того, что «природа боится пустоты». Но голландец Исаак Бекман в тезисах своей докторской диссертации, защищенной им в 1618 году, утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).
В 1630 году генуэзский физик Балиани написал письмо Галилею о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 метр. В другом письме Галилею (от 24 октября 1630 года) Балиани предположил, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха.
Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом — ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес[5]. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.
Объяснение:
1) в результате намокания бумаги по контуру стакана происходит эффект смачивания, в результате которого бумага слегка притягивается к краям стакана, осложняя таким образом возможный вход воздуха извне.
2) В момент, когда стакан перевернут (а фокус получится только если держать ровно и аккуратно), равномерно опуститься всему столбу воды помешает возникающее разрежение давления. Надо понимать, что фокус тем вероятнее получиться, чем меньше воздуха будет в стакане. То есть, чем меньшему объему газа (воздух) придется увеличиваться (растягиваясь при опускании столба воды), тем лучше. Атмосферное давление снизу будет поддавливать липкий лист вверх, к стакану.
Конечно, как только пузыри воздуха просочаться из-за кривизны бумаги или положения стакана, то вода выльется - вошедший воздух не создаст должного разрежения.