Леонардо да винчи как ученый. Леонардо да Винчи: ученый и изобретатель. Наука и инженерное дело

Леонардо ди сер Пьеро да Винчи – человек искусства эпохи Возрождения, скульптор, изобретатель, живописец, философ, писатель, ученый, полимат (универсальный человек).

Будущий гений родился в результате любовной связи благородного Пьеро да Винчи и девушки Катерины (Катарины). По социальным нормам того времени брачный союз этих людей был невозможен из-за низкого происхождения матери Леонардо. После рождения первенца ее выдали замуж за гончара, с которым Катерина прожила остаток жизни. Известно, что от мужа она родила четырех дочерей и сына.

Портрет Леонардо да Винчи

Первенец Пьеро да Винчи три года жил вместе с матерью. Отец Леонардо сразу после его рождения женился на богатой представительнице знатного рода, но законная супруга так и не смогла родить ему наследника. Через три года после заключения брака Пьеро забрал сына к себе и занялся его воспитанием. Мачеха Леонардо умерла через 10 лет, пытаясь родить наследника. Пьеро женился вторично, но снова быстро овдовел. Всего у Леонардо было четыре мачехи, а также 12 сводных братьев и сестер по отцовской линии.

Творчество и изобретения да Винчи

Родитель отдал Леонардо в ученики тосканскому мастеру Андреа Верроккьо. За время обучения у наставника сын Пьеро постиг не только искусство живописи и скульптуры. Молодой Леонардо изучил гуманитарные и технические науки, мастерство выделки кожи, основы работы с металлом и химическими реактивами. Все эти знания пригодились да Винчи в жизни.

Леонардо получил подтверждение квалификации мастера в возрасте двадцати лет, после чего продолжил работу под началом Верроккьо. Молодой художник привлекался к мелкой работе над картинами своего учителя, например, прописывал фоновые пейзажи и одежду второстепенных персонажей. Собственная мастерская появилась у Леонардо только в 1476 году.

В 1482 году да Винчи был отправлен своим покровителем Лоренцо Медичи в Милан. В этот период художник работал над двумя картинами, которые так и не были завершены. В Милане герцог Лодовико Сфорца зачислил Леонардо в придворный штат в качестве инженера. Высокопоставленную особу интересовали приспособления оборонительного характера и устройства для увеселения двора. У да Винчи появилась возможность развить талант архитектора и способности механика. Его изобретения оказались на порядок лучше тех, что предлагали современники.

Инженер пробыл в Милане при герцоге Сфорца около семнадцати лет. За это время Леонардо написал картины «Мадонна в гроте» и «Дама с горностаем», создал свой самый знаменитый рисунок «Витрувианский человек», изготовил глиняную модель конного памятника Франческо Сфорца, расписал стену трапезной доминиканского монастыря композицией «Тайная вечеря», сделал ряд анатомических набросков и чертежей аппаратов.

Инженерный талант Леонардо пригодился ему и после возвращения во Флоренцию в 1499 году. Он устроился на службу к герцогу Чезаре Борджия, который рассчитывал на способности да Винчи к созданию военных механизмов. Инженер проработал во Флоренции около семи лет, после чего снова вернулся в Милан. К тому времени он уже закончил работу над самой известной своей картиной, которая сейчас хранится в музее Лувра.

Второй миланский период мастера длился шесть лет, после чего он уехал в Рим. В 1516 году Леонардо отправился во Францию, где и провел свои последние годы. В путешествие мастер взял с собой Франческо Мельци, ученика и главного наследника художественного стиля да Винчи.

Несмотря на то, что в Риме Леонардо провел всего четыре года, именно в этом городе находится музей его имени. В трех залах учреждения можно ознакомиться с аппаратами, построенными по чертежам Леонардо, рассмотреть копии картин, фото дневников и рукописей.

Большую часть своей жизни итальянец посвятил инженерным и архитектурным проектам. Его изобретения имели как военный, так и мирный характер. Леонардо известен, как разработчик прототипов танка, летательного аппарата, самодвижущейся повозки, прожектора, катапульты, велосипеда, парашюта, мобильного моста, пулемета. Некоторые чертежи изобретателя до сих пор остаются загадкой для исследователей.

В 2009 году в эфире телеканала «Discovery» вышел цикл фильмов «Аппараты да Винчи». Каждый из десяти эпизодов документального сериала был посвящен строительству и испытанию механизмов по оригинальным чертежам Леонардо. Техники фильма старались воссоздать изобретения итальянского гения, используя материалы его эпохи.

Личная жизнь

Личная жизнь мастера держалась им самим в строжайшей тайне. Для записей в своих дневниках Леонардо использовал шифр, но даже после расшифровки исследователи получили мало достоверной информации. Существует версия, что причиной скрытности была нетрадиционная ориентация да Винчи.

Основой теории о том, что художник любил мужчин, стали догадки исследователей, основанные на косвенных фактах. В молодом возрасте художник фигурировал в деле о содомии, но достоверно неизвестно, в каком качестве. После этого случая мастер стал очень скрытен и скуп на комментарии о личной жизни.

К возможным возлюбленным Леонардо относят некоторых его учеников, самым известным из которых является Салаи. Юноша был наделен женоподобной внешностью и стал моделью для нескольких полотен кисти да Винчи. Картина «Иоанн Креститель» - это одна из сохранившихся работ Леонардо, для которой позировал Салаи.

Существует версия, что «Мона Лиза» также была написана с этого натурщика, одетого в женское платье. Следует отметить, что присутствует некоторое физическое сходство людей, изображенных на картинах «Мона Лиза» и «Иоанн Креститель». Остается фактом и то, что да Винчи завещал свой художественный шедевр именно Салаи.

К возможным возлюбленным Леонардо историки причисляют также и Франческо Мельци.

Существует и другая версия тайны личной жизни итальянца. Есть мнение, что у Леонардо была романтическая связь с Чечилией Галлерани, которая, предположительно, изображена на портрете «Дама с Горностаем». Эта женщина была фавориткой миланского герцога, держательницей литературного салона, покровительницей искусств. Она ввела молодого художника в круг миланской богемы.

Среди записей да Винчи был найден черновик письма, адресованного Чечилии, который начинался словами: «Возлюбленная моя богиня…». Исследователи предполагают, что портрет «Дама с Горностаем» написан с явными признаками нерастраченных чувств к изображенной на нем женщине.

Некоторые исследователи считают, что великий итальянец вообще не знал плотской любви. Мужчины и женщины не привлекали его в физическом смысле. В контексте данной теории предполагается, что Леонардо вел жизнь монаха, который не породил потомков, но оставил великое наследие.

Смерть и могила

Современные исследователи сделали вывод, что вероятная причина смерти художника – инсульт. Да Винчи скончался в возрасте 67 лет, произошло это в 1519 году. Благодаря воспоминаниям современников известно, что к тому времени художник уже страдал от частичного паралича. Леонардо не мог двигать правой рукой, как полагают исследователи, из-за перенесенного в 1517 году инсульта.

Несмотря на паралич, мастер продолжал активную творческую жизнь, прибегая к помощи ученика Франческо Мельци. Самочувствие да Винчи ухудшалось, а к концу 1519 года ему уже было трудно ходить без посторонней помощи. Данные свидетельства соответствуют теоретическому диагнозу. Как полагают ученые, повторный приступ нарушения мозгового кровообращения в 1519 году завершил жизненный путь знаменитого итальянца.

На момент смерти мастер находился в замке Кло-Люсе близ города Амбуаз, где прожил последние три года своей жизни. В соответствии с завещанием Леонардо, его тело захоронили в галерее церкви Сен-Флорантен.

К сожалению, могила мастера была разорена в ходе гугенотских войн. Церковь, в которой упокоился итальянец, была разграблена, после чего пришла в сильное запустение и была снесена новым владельцем замка Амбуаз Роже Дюко в 1807 году.

После разрушения часовни Сен-Флорантен останки из множества захоронений разных лет были перемешаны и закопаны на территории сада. Начиная с середины девятнадцатого столетия, исследователи предпринимали несколько попыток идентифицировать кости Леонардо да Винчи. Новаторы в этом вопросе ориентировались на прижизненное описание мастера и выбрали из найденных останков наиболее подходящие фрагменты. Их некоторое время изучали. Работами руководил археолог Арсен Уссэ. Он же нашел осколки надгробной плиты, предположительно, с могилы да Винчи, и скелет, в котором не хватало некоторых фрагментов. Эти кости были перезахоронены в реконструированной могиле художника в часовне Святого Губерта на территории замка Амбуаз.

В 2010 году команда исследователей под руководством Сильвано Винчети собиралась провести эксгумацию останков мастера эпохи Возрождения. Идентифицировать скелет планировалось с помощью генетического материала, взятого из захоронений родственников Леонардо по отцовской линии. Итальянским исследователям не удалось получить разрешение владельцев замка для проведения необходимых работ.

На том месте, где раньше находилась церковь Сен-Флорантен, в начале прошлого века был установлен гранитный памятник, ознаменовавший четырехсотлетний юбилей со дня смерти знаменитого итальянца. Реконструированная могила инженера и каменный монумент с его бюстом являются одними из самых популярных достопримечательностей Амбуаза.

Тайны картин да Винчи

Творчество Леонардо занимает умы искусствоведов, религиозных исследователей, историков и обывателей более четырех сотен лет. Работы итальянского художника стали вдохновением для людей науки и творчества. Существует множество теорий, раскрывающих тайны картин да Винчи. Наиболее известная из них гласит, что при написании своих шедевров Леонардо использовал особый графический код.

С помощью устройства из нескольких зеркал исследователям удалось выяснить, что тайна взглядов героев с картин «Джоконда» и «Иоанн Креститель» заключена в том, что они смотрят на существо в маске, напоминающее инопланетного пришельца. Секретный шифр в записях Леонардо тоже был расшифрован при помощи обычного зеркала.

Мистификации вокруг творчества итальянского гения привели к возникновению целого ряда художественных произведений, автором которых стал писатель . Его романы приобрели славу бестселлеров. В 2006 году на экраны вышел фильм «Код да Винчи», снятый по мотивам одноименного произведения Брауна. Кинолента была встречена волной критики со стороны религиозных организаций, но установила рекорды по кассовым сборам в первый месяц проката.

Утраченные и незаконченные работы

Не все работы мастера дошли до нашего времени. К не сохранившимся произведениям относятся: щит с росписью в виде головы Медузы, скульптура коня для миланского герцога, портрет Мадонны с веретеном, картина «Леда и лебедь» и фреска «Битва при Ангиари».

О некоторых картинах мастера современные исследователи знают благодаря сохранившимся копиям и мемуарам современников да Винчи. Например, судьба оригинала работы «Леда и лебедь» до сих пор неизвестна. Историки считают, что картина, возможно, была уничтожена в середине семнадцатого века по приказу маркизы де Ментенон, жены Людовика XIV. До нашего времени дошли наброски, сделанные рукой Леонардо, и несколько копий полотна, выполненных разными художниками.

На картине была изображена молодая обнаженная женщина в объятиях лебедя, у ног которой играют младенцы, вылупившиеся из огромных яиц. При создании этого шедевра художник был вдохновлен известным мифическим сюжетом. Интересно, что полотно по мотивам истории о совокуплении Леды с Зевсом, принявшим облик лебедя, было написано не только да Винчи.

Прижизненный соперник Леонардо тоже написал картину, посвященную этому античному мифу. Полотно Буонаротти постигла та же судьба, что и работу да Винчи. Картины Леонардо и Микеланджело одновременно пропали из коллекции французского монаршего дома.

Среди незаконченных работ гениального итальянца выделяется картина «Поклонение волхвов». Полотно было заказано монахами-августинцами в 1841 году, но осталось неоконченным по причине отъезда мастера в Милан. Заказчики нашли другого исполнителя, и Леонардо не видел смысла продолжать работу над картиной.

Исследователи считают, что композиция полотна не имеет аналогов в итальянской живописи. На картине изображены Мария с новорожденным Иисусом и волхвы, а за спинами паломников - всадники на конях и развалины языческого храма. Есть предположение, что Леонардо изобразил на картине среди мужчин, пришедших к сыну Божьему, и самого себя в возрасте 29 лет.

• Исследовательница религиозных тайн Линн Пикнетт в 2009 году опубликовала книгу «Леонардо да Винчи и братство Сиона», назвав знаменитого итальянца одним из магистров тайного религиозного ордена.
• Считается, что да Винчи был вегетарианцем. Он носил одежду изо льна, пренебрегая нарядами из кожи и натурального шелка.
• Группа исследователей планирует выделить ДНК Леонардо из сохранившихся личных вещей мастера. Историки также утверждают, что близки к тому, чтобы найти родственников да Винчи по материнской линии.
• Эпоха Ренессанса была тем временем, когда к благородным женщинам в Италии обращались словами «моя госпожа», по-итальянски - «мадонна» (ma donna). В разговорной речи выражение сократилось до «монна» (monna). Это означает, что название картины «Мона Лиза» дословно можно перевести как «Госпожа Лиза».

• Рафаэль Санти называл да Винчи своим учителем. Он бывал в мастерской Леонардо во Флоренции, старался перенять некоторые черты его художественного стиля. Рафаэль Санти называл также своим учителем Микеланджело Буонарроти. Три упомянутых художника считаются главными гениями эпохи Ренессанса.
• Австралийские энтузиасты создали крупнейшую передвижную выставку изобретений великого архитектора. Экспозиции была разработана при участии Музея Леонардо да Винчи в Италии. Выставка уже побывала на шести континентах. За время ее работы пять миллионов посетителей смогли увидеть и потрогать руками произведения самого знаменитого инженера эпохи Возрождения.

Как ни странно, лишь одно изобретение да Винчи получило признание при его жизни — колесцовый замок для пистолета, который заводился ключом. Сначала этот механизм был мало распространён, но уже к середине XVI века приобрёл популярность у дворян, особенно в кавалерии, что даже отразилось на конструкции латы: максимилиановские доспехи ради стрельбы из пистолетов стали делать с перчатками вместо рукавиц. Колесцовый замок для пистолета, изобретённый Леонардо да Винчи, был настолько совершенен, что продолжал встречаться и в XIX веке.

Но, как это часто бывает, признание к гениям приходит спустя века: многие его изобретения были дополнены и модернизированы, а сейчас используются в повседневной жизни.

Например, Леонардо да Винчи создал устройство, способное сжимать воздух и прогонять его по трубам. У этого изобретения очень широкий спектр применения: от разжигания печей до … вентиляции комнат.

Леонардо — не первый ученый, которого заинтересовала возможность человека долгое время оставаться под водой. Например, Леон Баттиста Альберти планировал поднять некоторые римские суда со дна озера Неми. Леонардо же пошел дальше просто планов: он создал проект водолазного костюма, который изготавливался из водонепроницаемой кожи.

Он должен был иметь большой нагрудный карман, который заполнялся воздухом для увеличения объема, что облегчало подъем водолаза на поверхность. Водолаз у Леонардо был снабжен гибкой дыхательной трубкой, которая соединяла его шлем с защитным плавучим куполом на поверхности воды (сделанным, предпочтительно, из тростника с кожаными соединениями).

Общеизвестно, что Леонардо да Винчи также разработал чертеж «предка» современного вертолета. Радиус винта должен был составлять 4,8 м. По плану ученого он имел металлическую окантовку и полотняное покрытие. Винт приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги. «Я думаю, что если этот винтовой механизм добротно сделан, т. е. сделан из накрахмаленного полотна (во избежание разрывов) и быстро раскручен, то он найдет себе поддержку в воздухе и взлетит высоко вверх», — писал да Винчи в своих работах.

Одна из самых необходимых вещей для обучения человека плаванию — спасательный круг. Это изобретение Леонардо осталось практически без изменений.

Для ускорения плавания ученый разработал схему перепончатых перчаток, которые со временем превратились в общеизвестные ласты.

Трудно поверить, но для облегчения труда рабочих Леонардо придумал… экскаваторы, которые скорее были предназначены для подъема и транспортировки вырытого материала, чем для рытья как такового. Как предполагают ученые, экскаваторы могли быть нужны для проекта отведения реки Арно. Предполагалось вырыть ров шириной 18м и длиной 6м.

Рисунки изобретателя дают представление о размерах машины и канала, который предстояло выкопать. Подъемный кран со штангами разной длины был интересен тем, что мог использоваться с несколькими противовесами на двух или более уровнях экскавации. Стрелы крана развертывались на 180° и перекрывали всю ширину канала. Экскаватор устанавливался на рельсы и, по мере продвижения работ, передвигался вперед при помощи винтового механизма на центральном рельсе.

Один из самых знаменитых рисунков Леонардо представляет древние разработки автомобиля. Самодвижущаяся телега должна была двигаться с помощью сложного арбалетного механизма, который передавал бы энергию приводам, соединенным с рулем. Задние колеса имели дифференцированные приводы и могли двигаться независимо. Четвертое колесо соединено с рулем, при помощи которого можно управлять телегой.

Первоначально это транспортное средство предназначалось для увеселения королевского двора и относилось к тому ряду самодвижущихся машин, которые были созданы другими инженерами средневековья и Возрождения.

Некоторые изобретения ученого человечество отваживается испытать только сейчас: например, в норвежском городке Ас в 2001 году был открыт 100-метровый пешеходный мост, созданный по проекту Леонардо да Винчи. Это был первый случай за 500 лет, когда архитектурный проект Мастера, намного опередившего свое время, получил реальное воплощение..

Леонардо да Винчи спроектировал это сооружение для турецкого султана: мост должен был быть перекинут через залив Золотой Рог в Стамбуле. Если бы проект был реализован, этот мост был бы самым длинным мостом своего времени — его длина составляла 346 метров. Однако Леонардо не удалось реализовать свой проект — султан Баязет II отказался от предложений флорентийского художника.

Правда, новый мост уступает своему средневековому прототипу в длине — 100 м вместо 346 — однако он в точности повторяет все конструкторские и эстетические достоинства проекта Леонардо. Этот мост служит в качестве пешеходного перехода, перекинутого на высоте 8 м над автострадой Е-18, в 35 км к югу от Осло. При его строительстве пришлось поступиться только одной задумкой Леонардо да Винчи — в качестве строительного материала было использовано дерево, тогда как 500 лет назад мост планировалось построить из камня.

В 2002 году в Великобритании также было воссоздано одно из изобретений великого Леонардо да Винчи: в небе над графством Суррей был успешно испытан прообраз современного дельтаплана, собранный точно его по чертежам.

Испытательные полеты с холмов Суррея осуществила дважды чемпион мира по дельтапланеризму Джуди Лиден. Ей удалось поднять «протодельтаплан» да Винчи на максимальную высоту в 10 м и продержаться в воздухе 17 секунд. Этого было достаточно, чтобы доказать, что аппарат на самом деле работает.

Полеты были проведены в рамках экспериментального телевизионного проекта. Аппарат воссоздал по знакомым всему миру рисункам 42-летний механик из Бедфордшира Стив Робертс.

Средневековый дельтаплан напоминает сверху скелет птицы. Он сделан из итальянского тополя, тростника, сухожилий животных и льна, обработанного глазурью, полученной на основе выделений жуков.

Сама по себе летательная машина оказалась далека от совершенства. «Управлять ею было почти невозможно. Я летела туда, куда дул ветер, и не могла ничего с этим поделать. Наверное, так же чувствовал себя испытатель первого в истории автомобиля», — рассказала Джуди.

Как считал Леонардо да Винчи, «если у человека есть тент из плотной ткани, каждая из сторон которого составляет 12 длин руки, и высота — 12, то он может прыгнуть, не разбившись, с любой значительной высоты». Испытать этот аппарат ему самому не удалось, тем не менее, в декабре 2000 года британский парашютист Адриан Николас в Южной Африке спустился с высоты 3 тыс. метров с воздушного шара на парашюте, сделанном по эскизу Леонардо да Винчи. Спуск прошел успешно.

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Тверской государственный технический университет"

(ГОУ ВПО "ТГТУ")

по дисциплине "История науки"

на тему: "Леонардо да Винчи - великий учёный и инженер"

Выполнила: студентка I курса

ФАС АУ АТП 1001

Иванова Татьяна Любомировна

Тверь, 2010 год

I. Введение

II. Основная часть

1. Художник и ученый

2. Леонардо да Винчи - гениальный изобретатель

. "Лучше быть лишенным движения, чем устать приносить пользу"

3.1 Летательные аппараты

3.2 Гидравлика

3 Автомобиль

4 Леонардо да Винчи как пионер нанотехнологий

5 Другие изобретения Леонардо

Заключение

Список литературы

Приложение

I. ВВЕДЕНИЕ

Возрождение (франц. Renaissance, итал. Rinascimento) - это эпоха больших экономических и социальных преобразований в жизни многих государств Европы, эпоха радикальных изменений в идеологии и культуре, эпоха гуманизма и просвещения.

В этот исторический период в различных областях жизнедеятельности человеческого общества возникают благоприятные условия для небывалого взлета культуры. Развитие науки и техники, великие географические открытия, перемещение торговых путей и появление новых торговых и промышленных центров, включение в сферу производства новых источников сырья и новых рынков существенно расширяло и изменяло представление человека об окружающем мире. Высокого расцвета достигают наука, литература, искусство.

Эпоха Возрождения дала человечеству целый ряд выдающихся ученых, мыслителей, изобретателей, путешественников, художников, поэтов, деятельность которых внесла колоссальный вклад в развитие общечеловеческой культуры.

В истории человечества нелегко найти другую столь же гениальную личность, как основателя искусства Высокого Возрождения Леонардо да Винчи. Феноменальная исследовательская мощь Леонардо да Винчи проникала во все области науки и искусства. Даже спустя столетия исследователи его творчества изумляются гениальности прозрений величайшего мыслителя. Леонардо да Винчи был художником, скульптором, архитектором, философом, историком, математиком, физиком, механиком, астрономом, анатомом.

II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Художник и ученый

Леонардо да Винчи (1452-1519) - одна из загадок в истории человечества. Его разносторонний гений непревзойденного художника, великого ученого и неутомимого исследователя во все века повергал человеческий разум в смятение.

"Леонардо да Винчи - титан, существо почти сверхъестественное, обладатель настолько разностороннего таланта и такого широкого круга познаний, что его просто не с кем сравнить в истории искусств".

Для самого Леонардо да Винчи наука и искусство были слиты воедино. Отдавая в "споре искусств" пальму первенства живописи, он считал ее универсальным языком, наукой, которая подобно математике в формулах отображает в пропорциях и перспективе все многообразие и разумное начало природы. Оставленные Леонардо да Винчи около 7000 листов научных записок и поясняющих рисунков являются недосягаемым образцом синтеза и искусства.

Задолго до Бэкона он высказал великую истину, что основа науки - это прежде всего опыт и наблюдение. Специалист по математике и механике, он первый изложил теорию сил, действующих на рычаг в косвенном направлении. Занятия астрономией и великие открытия Колумба привели Леонардо к мысли о вращении земного шара. Специально занимаясь анатомией ради живописи, он разобрался в предназначении и функциях радужной оболочки глаза. Леонардо да Винчи изобрел камеру-обскуру, проводил гидравлические опыты, вывел законы падения тел и движения по наклонной плоскости, имел ясное представление о дыхании и горении и выдвинул геологическую гипотезу о движении материков. Уже одних этих заслуг было бы достаточно для того, чтобы считать Леонардо да Винчи выдающимся человеком. Но если учесть, что ко всему, кроме скульптуры и живописи, он относился несерьезно, а в этих искусствах проявил себя как настоящий гений, то станет понятно, почему он произвел такое ошеломляющее впечатление на последующие поколения. Его имя вписано на страницы истории искусств рядом с Микеланджело и Рафаэлем, но беспристрастный историк отведет ему не менее значимое место в истории механики и фортификации.

При всех обширных научных и художественных занятиях, у Леонардо да Винчи хватало времени и на изобретение различных "несерьезных" приспособлений, которыми он развлекал итальянскую аристократию: летающих птичек, надувающихся пузырей и кишок, фейерверков. А еще он руководил проведением каналов из реки Арно; строительством церквей и крепостей; артиллерийскими орудиями при осаде Милана французским королем; всерьез занимаясь искусством фортификации, он успел тем не менее параллельно сконструировать необыкновенно гармоничную серебряную 24-струнную лиру.

"Леонардо да Винчи - это единственный художник, о котором можно сказать, что все, к чему прикасалась его рука, становилось вечной красотой. Структура черепа, фактура ткани, напряженный мускул... - все это выполнено с удивительным чутьем на линии, цвет и освещенность превращены в истинные ценности" (Бернард Беренсон, 1896).

В его работах вопросы искусства и науки практически неразделимы. В "Трактате о живописи", например, он добросовестно начинал излагать советы молодым художникам, как правильно воссоздавать на холсте материальный мир, потом незаметно переходил к рассуждениям о перспективе, пропорциях, геометрии и оптике, затем об анатомии и механике (причем к механике как одушевленных, так и неодушевленных объектов) и, в конце концов, к мыслям о механике Вселенной в целом. Очевидным представляется стремление ученого создать своеобразный справочник - сокращенное изложение всех технических знаний, и даже распределить их по их важности, как он себе это представлял. Его научный метод сводился к следующему: 1) внимательное наблюдение; 2) многочисленные проверки результатов наблюдения с разных точек зрения; 3) зарисовка предмета и явления, возможно более искусная, так чтобы они могли быть увидены всеми и поняты с помощью коротких сопроводительных пояснений.

Для Леонардо да Винчи искусство всегда было наукой. Заниматься искусством значило для него производить научные выкладки, наблюдения и опыты. Связь живописи с оптикой и физикой, с анатомией и математикой заставляла Леонардо становится ученым.

2. Леонардо да Винчи - гениальный изобретатель

Леонардо да Винчи обогатил мировоззрение Возрождения идеей ценности науки: математики и естествознания. Рядом с эстетическими интересами - и выше их - он поставил научные.

В центре его научных конструкций - математика. "Никакое человеческое исследование не может претендовать на название истинной науки, если оно не пользуется математическими доказательствами". "Нет никакой достоверности там, где не находит приложения одна из математических наук, или там, где применяются науки, не связанные с математическими". Не случайно наполнял он свои тетради математическими формулами и вычислениями. Не случайно пел гимны математике и механике. Никто не почуял острее, чем Леонардо, ту роль, которую в Италии пришлось сыграть математике в десятилетия, протекшие между его смертью и окончательным торжеством математических методов в работах Галилея.

Материалы у него были собраны и в значительной мере научно обработаны по самым разнообразным дисциплинам: по механике, по астрономии, по космографии, по геологии, по палеонтологии, по океанографии, по гидравлике, по гидростатике, по гидродинамике, по различным отраслям физики (оптика, акустика, териология, магнетизм), по ботанике, по зоологии, по анатомии, по перспективе, по живописи, по грамматике, по языкам.

В его записях есть такие удивительные положения, которые во всех своих выводах раскрыты только зрелой наукой второй половины XIX века и позднее. Леонардо знал, что "движение есть причина всякого проявления жизни" (il moto e causa d"ogni vita), ученый открыл теорию скорости и закон инерции - основные положения механики. Он изучил падение тел по вертикальной и наклонной линии. Он анализировал законы тяжести. Он установил свойства рычага как простой машины, самой универсальной.

Если не раньше Коперника, то одновременно с ним и независимо от него он понял основные законы устройства вселенной. Он знал, что пространство беспредельно, что миры бесчисленны, что Земля - такое же светило, как и другие, и движется подобно им, что она "не находится ни в центре круга Солнца, ни в центре вселенной". Он установил, что "Солнце не движется"; это положение записано у него, как особенно важное, крупными буквами. Он имел правильное представление об истории Земли и о ее геологическом строении.

Леонардо да Винчи обладал весьма солидной научной подготовкой. Он был, без сомнения, отличный математик, и, что весьма любопытно, он первый в Италии, а может быть и в Европе, ввел в употребление знаки + (плюс) и - (минус). Он искал квадратуру круга и убедился в невозможности решения этой задачи, то есть, выражаясь точнее, в несоизмеримости окружности круга с его диаметром. Леонардо изобрел особый инструмент для черчения овалов и впервые определил центр, тяжести пирамиды. Изучение геометрии позволило ему впервые создать научную теорию перспективы, и он был одним из первых художников, писавших пейзажи, сколько-нибудь соответствующие действительности.

Более других областей науки занимали Леонардо да Винчи различные отрасли механики. Ученый также известен как гениальный усовершенствователь и изобретатель, одинаково сильный и в теории, и в практике. Теоретические выводы Леонардо да Винчи в области механики поражают своей ясностью и обеспечивают ему почетное место в истории этой науки, в которой он является звеном, соединяющим Архимеда с Галилеем и Паскалем.

С замечательной ясностью излагает ученый-художник в общих, крупных чертах, теорию рычага, поясняя ее рисунками; не остановившись на этом, он дает чертежи, относящиеся к движению тел по наклонной плоскости, хотя, к сожалению, не поясняет их текстом. Из чертежей, однако, ясно, что Леонардо да Винчи на 80 лет опередил голландца Стевина и что он уже знал, в каком отношении находятся веса двух грузов, расположенных на двух смежных гранях треугольной призмы и соединенных между собою посредством нити, перекинутой через блок. Леонардо исследовал также задолго до Галилея продолжительность времени, необходимого для падения тела, спускающегося по наклонной плоскости и по различным кривым поверхностям или разрезам этих поверхностей, то есть линиям.

Еще более любопытны общие начала, или аксиомы, механики, которые пытается установить Леонардо. Многое здесь неясно и прямо неверно, но встречаются мысли, положительно изумляющие у писателя конца XV века. "Ни одно чувственно воспринимаемое тело,- говорит Леонардо,- не может двигаться само собою. Его приводит в движение некоторая внешняя причина, сила. Сила есть невидимая и бестелесная причина в том смысле, что не может изменяться ни по форме, ни по напряжению. Если тело движимо силой в данное время и проходит данное пространство, то та же сила может подвинуть его во вдвое меньшее время на вдвое меньшее пространство. Всякое тело оказывает сопротивление в направлении своего движения. (Здесь почти угадан Ньютонов закон действия, равного противодействию). Свободно падающее тело в каждый момент своего движения получает известное приращение скорости. Удар тел есть сила, действующая в течение весьма недолгого времени".

Еще более отчетливы и замечательны воззрения Леонардо да Винчи на волнообразное движение. Чтобы пояснить движение частиц воды, Леонардо да Винчи начинает с классического опыта новейших физиков, то есть бросает камень, производя круги на поверхности воды. Он дает чертеж таких концентрических кругов, затем бросает два камня, получает две системы кругов и задается вопросом, что произойдет, когда обе системы встретятся? "Отразятся ли волны под равными углами? - спрашивает Леонардо и прибавляет.- Это великолепнейший (bellissimo) вопрос". Затем он говорит: "Таким же образом можно объяснить движение звуковых волн. Волны воздуха удаляются кругообразно от места своего происхождения, один круг встречает другой и проходит далее, но центр постоянно остается на прежнем месте".

Этих выписок достаточно, чтобы убедиться в гениальности человека, в конце XV века положившего основание волнообразной теории движения, которая получила полное признание лишь в XIX столетии.

3. "Лучше быть лишенным движения, чем устать приносить пользу"

Леонардо да Винчи - гений, чьи изобретения, безраздельно принадлежат как прошлому, настоящему, так и будущему человечества. Он жил, опережая время, и если хотя бы малая часть того, что он изобрел, была воплощена в жизнь, то история Европы, а возможно и мира, была бы другой: уже в 15 веке мы разъезжали бы на автомобилях и пересекали бы моря на подводных лодках.

Историки техники насчитывают сотни изобретений Леонардо, рассеянных по его тетрадям в виде чертежей, иногда с короткими выразительными ремарками, но часто без единого слова пояснения, как если бы стремительный полет фантазии изобретателя не позволял ему останавливаться на словесных разъяснениях.

Остановимся на некоторых наиболее известных изобретения Леонардо.

3.1 Летательные аппараты

"Большая птица начинает своей первый полет со спины исполинского лебедя, наполняя вселенную изумлением, наполняя молвой о себе все писания, вечной славой гнездо, где она родилась".

Наиболее дерзновенной мечтой Леонардо-изобретателя, без сомнения, был полет человека.

Одной из самых первых (и самых известных) зарисовок на эту тему является схема устройства, которое в наше время принято считать прототипом вертолета. Леонардо предлагал сделать из тонкого льна, пропитанного крахмалом, воздушный винт диаметром 5 метров. Он должен был приводиться в движение четырьмя людьми, вращающими рычаги по кругу. Современные специалисты утверждают, что мускульной силы четырех человек не хватило бы для поднятия данного устройства в воздух (тем более что даже в случае подъема эта конструкция стала бы вращаться вокруг своей оси), однако если бы в качестве "двигателя" использовалась, например, мощная пружина, такой "вертолет" был бы способен на полет - пускай и кратковременный.

Вскоре Леонардо охладел к винтовым летательным аппаратам и переключил внимание на механизм полета, который успешно работал уже миллионы лет, - крыло птицы. Леонардо да Винчи был убежден, что "человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух. Лишь бы члены ее были большей стойкости, способные противостоять стремительности и импульсу спуска связками из прочной дубленой кожи и сухожилиями из сырцового шелка. И пусть никто не возится с железным материалом, потому что последний быстро ломается на изгибах или изнашивается".

Леонардо думал о полете с помощью ветра, т. е. о парящем полете, справедливо заметив, что в этом случае требуется меньше усилий для удержания и продвижения в воздухе. Он разработал конструкцию планера, прикреплявшегося к спине человека так, чтобы последний мог балансировать в полете. Пророческим оказался чертеж устройства, которое сам Леонардо описывал так: "Если у вас есть достаточно льняной ткани, сшитой в пирамиду с основанием в 12 ярдов (примерно 7 м 20 см), то вы сможете прыгать с любой высоты без всякого вреда для своего тела".

Мастер сделал эту запись в промежутке между 1483 и 1486 годом. Несколько веков спустя такое устройство получило название "парашют" (от греческого para - "против" и французского "chute" - падение). Эту идею Леонардо довел до логического конца лишь русский изобретатель Котельников, создавший в 1911 году первый ранцевый спасательный парашют, крепившийся к спине пилота.

3.2 Гидравлика

Леонардо да Винчи начал интересоваться гидравликой, работая в мастерской Вероккио во Флоренции, занимаясь фонтанами. Будучи главным инженером герцога, Леонардо да Винчи разрабатывал вопросы гидравлики для использования в сельском хозяйстве и обеспечения энергией машин и мельниц. "Вода, движущаяся в реке, или призываемая, или гонима, или движется сама. Если гонима - кто тот, кто гонит ее? Если призываема или требуема - кто требующий".

Леонардо часто использовал деревянные или стеклянные модели каналов, в которых он окрашивал создаваемые потоки воды, отмечал их маленькими буйками, чтобы удобнее было следить за течением. Результаты этих экспериментов нашли свое практическое применение в решении проблем канализации. Среди его рисунков - порты, затворы и шлюзы с раздвижными дверями. Леонардо да Винчи даже планировал прорыть судоходный канал, отводящий р. Арно, чтобы связать Флоренцию с морем через Прато, Пистойю и Серраваль. Другой гидравлический проект был задуман для Ломбардии и Венеции. Он предполагал затопление долины Исонцо в случае турецкого вторжения. Существовал и план осушения Понтинских топей (о чем советовался с Леонардо да Винчи папа Медичи Лео Х).

Леонардо да Винчи создавал спасательные круги и противогазы как для военных, так и для практических нужд. Имитируя очертания рыбы, он совершенствовал форму корпуса корабля для увеличения его быстроходности, для этой же цели он использовал на нем устройство, управляющее веслами. Для военных нужд Леонардо да Винчи изобрел двойную обшивку корабля, способную противостоять обстрелу, а также потайное приспособление для установки корабля на якорь. Эту задачу решали при помощи водолазов, которые опускались под воду в специальных костюмах или на несложных подводных лодках.

Для ускорения плавания ученый разработал схему перепончатых перчаток, которые со временем превратились в общеизвестные ласты.

Одна из самых необходимых вещей для обучения человека плаванию - спасательный круг. Это изобретение Леонардо осталось практически без изменений.

3.3 Автомобиль

Именно в голове Леонардо да Винчи родилась идея автомобиля. К сожалению, чертежи кузова не были до конца прорисованы, потому что во время разработки своего проекта мастер был очень увлечен двигателем и ходовой частью.

На этом знаменитом рисунке прототип современного автомобиля. Самодвижущаяся трехколесная телега движется с помощью сложного арбалетного механизма, который передает энергию приводам, соединенным с рулем. Задние колеса имеют дифференцированные приводы и могут двигаться независимо. Кроме большого переднего колеса, было еще одно - маленькое, поворотное, которое размещалось на деревянном рычаге. Первоначально это транспортное средство предназначалось для увеселения королевского двора и относилось к тому ряду самодвижущихся машин, которые были созданы другими инженерами средневековья и Возрождения.

Сегодня словом "экскаватор" ни кого не удивишь. Но вряд ли кто задумывался над историей создания этой универсальной машины. Экскаваторы Леонардо были предназначены скорее для подъема и транспортировки вырытого материала. Это облегчало труд рабочих. Экскаватор устанавливался на рельсы и, по мере продвижения работ, передвигался вперед при помощи винтового механизма на центральном рельсе.

3.4 Леонардо да Винчи как пионер нанотехнологий

художник винтовой гидравлический пила

Группа исследователей из лаборатории Центра исследований и реставрации музеев Франции под руководством Филиппа Вальтера однажды нагрянула в Лувр и, отодвинув музейных работников в сторону, провела рентгенофлюоресцентный анализ работ Леонардо да Винчи. Под лучи портативного рентгеновского аппарата попали семь портретов кисти великого мастера, включая "Мону Лизу".

Анализ позволил определить толщину отдельных слоёв краски и лака на картинах и выяснить некоторые особенности техники живописи сфумато (sfumato - ит. "расплывчатый, размытый"), позволявшей смягчать переход между светлыми и темными участками на картине и создавать правдоподобные тени. Собственно, сфумато - это и есть изобретение да Винчи, и именно он достиг в этой технике наибольших высот.

Как оказалось, Леонардо использовал лак и краску с уникальными добавками. Но самое главное - да Винчи был в состоянии наносить глизаль (лессировку) слоем толщиной в 1-2 микрона. Суммарная толщина всех слоев лака и краски на портретах кисти Леонардо не превышает 30-40 мкм; однако преломление лучей света в различных прозрачных и полупрозрачных слоях создаёт мощный эффект объёма и глубины. Любопытно, что современные покрытия для экранов, формирующие стереоскопический эффект, устроены по тому же принципу (см. Приложение).

Вопрос о том, каким образом Леонардо удавалось наносить краску и лак столь тонким слоем (до 1/1000 миллиметра!), исследование оставило открытым. Дополнительно интригует тот факт, что следов от мазков и тем более отпечатков пальцев ни в одном слое картин обнаружено не было.

3.5 Другие изобретения Леонардо

Теоретический вклад Леонардо в науку содержится в его исследованиях по "тяжести, силе, давлению и удару... детям движения...". Остались его рисунки составных частей механизмов и устройств для передачи движения. Пять основных типов механизмов известны с античных времен: лебедка, рычаг, блок (ворот), клин и винт. Леонардо применял их в сложных устройствах, автоматизирующих различные операции. Особое внимание он уделял винтам: "О природе винта и его применении, о том, сколько вечных винтов можно изготовить и как дополнить их зубчатыми колесами"

С проблемой трансмиссии движения тесно связаны исследования трения, которые привели к появлению подшипников, применяемых и в наши дни. Леонардо испытывал подшипники, сделанные из антифрикционного материала (сплава меди и жести), и в конечном итоге остановился на разнообразных шарикоподшипниках - прообразах современных.

Упомянем еще наиболее известные изобретения Леонардо: приспособления для преобразования и передачи движения (например, стальные цепные передали, и сейчас применяемые в велосипедах); простые и переплетенные ременные передачи; различного вида сцепления (конические, спиральные, ступенчатые); роликовые опоры для уменьшения трения; двойное соединение, называемое теперь "кардановым" и применяемое в автомобилях; различные станки (например, точный станок для автоматического нанесения насечки или молотобойная машина для формовки слитков золота); приспособление (приписывавшееся Челлини) для улучшения четкости чеканки монет; скамья для опытов над трением; подвеска осей на расположенных вокруг нее подвижных колесах для уменьшения трения при вращении (это приспособление, вновь изобретенное Атвудом в конце XVIII века, привело к современным шариковым и роликовым подшипникам); приспособление для опытной проверки сопротивления металлических нитей растяжению; многочисленные ткацкие машины (например, стригальная, сучильная, чесальная); механический ткацкий станок и прядильная машина для шерсти; боевые машины для ведения войны ("жесточайшего помешательства", как он ее называл); различные замысловатые музыкальные инструменты.

Как ни странно, лишь одно изобретение да Винчи получило признание при его жизни - колесцовый замок для пистолета, который заводился ключом. Сначала этот механизм был мало распространён, но уже к середине XVI века приобрёл популярность у дворян, особенно в кавалерии, что даже отразилось на конструкции латы: доспехи ради стрельбы из пистолетов стали делать с перчатками вместо рукавиц. Колесцовый замок для пистолета, изобретённый Леонардо да Винчи, был настолько совершенен, что продолжал встречаться и в XIX веке.

Но, как это часто бывает, признание к гениям приходит спустя века: многие его изобретения были дополнены и модернизированы, а сейчас используются в повседневной жизни.

Архимедовы винты и водяные колеса

Гидравлическая пила

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В истории науки, являющейся историей человеческого познания, важны люди, совершающие революционные открытия. Без этого фактора история науки превращается в каталог или инвентарную книгу открытий. Самым ярким примером этого и является Леонардо да Винчи.

Леонардо да Винчи - итальянский художник, скульптор, архитектор, ученый, инженер, естествоиспытатель. Его необычайная и разносторонняя одаренность вызывала изумление и восхищение современников, видевших в нем живое воплощение идеала гармонически развитого совершенного человека. Во всех своих начинаниях он был исследователем и первооткрывателем, и это самым непосредственным образом сказалось на его искусстве. Он оставил после себя немного произведений, но каждое из них явилось этапом в истории культуры. Ученый известен также как разносторонний ученый. О масштабе и уникальности дарования Леонардо да Винчи позволяют судить его рисунки, занимающие в истории искусства одно из почетных мест. С рисунками Леонардо да Винчи, зарисовками, набросками, схемами неразрывно связаны не только рукописи, посвященные точным наукам. Леонардо да Винчи принадлежат многочисленные открытия, проекты и экспериментальные исследования в математике, механике, других естественных наук.

Искусство Леонардо да Винчи, его научные и теоретические исследования, уникальность его личности прошли через всю историю мировой культуры и науки, оказали на нее огромное влияние.

Легендарная слава Леонардо прожила столетия и до сих пор не только не померкла, но разгорается всё ярче: открытия современной науки снова и снова подогревают интерес к его инженерным и научно-фантастическим рисункам, к его зашифрованным записям. Особо горячие головы даже находят в набросках Леонардо чуть ли не предвидение атомных взрывов.

Леонардо верил в идею homo faber, человека - творца новых орудий, новых вещей, которых не было в природе. Это не противление человека природе и ее законам, а творческая деятельность на основе тех же самых законов, ибо человек - "величайшее орудие" той же самой природы. Разливам рек могут быть противопоставлены плотины, искусственным крыльям суждено поднять человека в воздух. В этом случае уже нельзя сказать, что человеческие силы расточаются даром и бесследно тонут в потоке времени, "разрушителя вещей". Тогда наоборот нужно будет сказать: "Несправедливо жалуются люди на бег времени, виня его в чрезмерной быстроте, не замечая, что протекание его достаточно медленно". И тогда будут оправданы слова Леонардо, которые он написал на 34-м листе "кодекса Тривульцио":

Хорошо прожитая жизнь - долгая жизнь.

La vita bene spesa longa `e.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аршинов, В. И., Буданов В.Г. Когнитивные основания синергетики. Синергетическая парадигма. Нелинейное мышление в науке и искусстве. - М., 2002, С. 67-108.

2. Волошинов, А.В. Математика и искусство. - М., 1992, 335 с.

Гастеев А.А. Леонардо да Винчи. Жизнь замечательных людей. - М.: Молодая гвардия, 1984, 400 с.

Гнедич П.И. История искусств. Высокое Возрождение. - М.: Изд-во Эксмо, 2005, 144 с.

Зубов В.П. Леонардо да Винчи. - Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1962, 372 с.

Каминг Р. Художники: жизнь и творчество 50 знаменитых живописцев. - М., 1999, 112 с.

7. КОМПЬЮЛЕНТА. Наука и техника / Прикладные исследования / <#"526349.files/image003.gif">

Для Леонардо искусство всегда было наукой. Заниматься искусством значило для него производить научные выкладки, наблюдения и опыты. Связь живописи с оптикой и физикой, с анатомией и математикой заставляла Леонардо становиться ученым. И часто ученый оттеснял художника.

Как ученый и инженер Л. да Винчи обогатил проницательными наблюдениями почти все области науки того времени, рассматривая свои заметки и рисунки как подготовительные наброски к гигантской энциклопедии человеческих знаний. Скептически относясь к популярному в его эпоху идеалу ученого-эрудита, Л. да Винчи был наиболее ярким представителем нового, основанного на эксперименте естествознания.

Математика

Особенно высоко ценил Леонардо математику. Он считал, что «никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических дисциплин, и в том, что не имеет связи с математикой». Математические науки обладают, по его словам, «высшей достоверностью, накладывают молчание на язык спорщиков». Математика была для Леонардо опытной дисциплиной. Не случайно Леонардо да Винчи был изобретателем многочисленных приборов, предназначенных для решений математических задач (пропорциональный циркуль, прибор для вычерчивания параболы, прибор для построения параболического зеркала и др.) Он первый в Италии, а может быть и в Европе, ввел в употребление знаки + (плюс) и – (минус).

Леонардо оказывал предпочтение геометрии перед другими разделами математики. Он признавал важную роль числа и очень интересовался числовыми соотношениями в музыке. Но число для него значило меньше, чем геометрия, поскольку арифметика опирается на «конечные величины», тогда как геометрия имеет дело с «бесконечными величинами». Число слагается из отдельных единиц и представляет собой нечто монотонное, лишенное магии геометрических пропорций, которые имеют дело с поверхностями, фигурами, пространством. Леонардо пытался достичь квадратуры круга, - то есть создать квадрат, равновеликий кругу. Он упорно работал над этой проблемой, как и над другими головоломными задачами, в том числе с криволинейными и прямолинейными поверхностями, применяя целый ряд различных способов. Леонардо изобрел особый инструмент для черчения овалов и впервые определил центр тяжести пирамиды. Высшим выражением величия геометрии были пять правильных тел, почитавшихся в классической философии и математике. Это единственные твердые тела, которые состоят из равных многоугольников и симметричны по отношению ко всем своим вершинам. Это тетраэдр, гексаэдр, октаэдр, додекаэдр, икосаэдр. Они могут быть усеченными – то есть со срезанными симметрично вершинами, превращенными таким образом в полуправильные тела. Пик увлечения Леонардо математикой пришелся на время его сотрудничества с математиком Лукой Пачоли, появившемуся в 1496 году при дворе Сфорца. Леонардо создал для трактата Пачоли «О Божественной пропорции» серию иллюстраций.

Изучение геометрии позволило ему впервые создать научную теорию перспективы, и он был одним из первых художников, писавших пейзажи, сколько-нибудь соответствующие действительности. Правда, у Леонардо пейзаж еще несамостоятелен, это декорация к исторической или к портретной живописи, но какой огромный шаг по сравнению с предшествующей эпохой и сколько тут ему помогла верная теория!

Механика

Особое внимание Леонардо да Винчи уделял механике, называя ее "раем математических наук" и видя в ней главный ключ к тайнам мироздания. Теоретические выводы Леонардо в области механики поражают своей ясностью и обеспечивают ему почетное место в истории этой науки, в которой он является звеном, соединяющем Архимеда с Галилеем и Паскалем.

Работы Леонардо в области механики могут быть сгруппированы по следующим разделам: законы падения тел; законы движения тела, брошенного под углом к горизонту; законы движения тела по наклонной плоскости; влияние трения на движение тел; теория простейших машин (рычаг, наклонная плоскость, блок); вопросы сложения сил; определение центра тяжести тел; вопросы, связанные с сопротивлением материалов. Перечень этих вопросов делается особо значительным, если учесть, что многие из них разбирались вообще впервые. Остальные же, если и рассматривались до него, то базировались в основном на умозаключениях Аристотеля, весьма далеких в большинстве случаев от истинного положения вещей. По Аристотелю, например, тело, брошенное под углом к горизонту, сначала должно лететь по прямой, а в конце подъема, описав дугу круга, падать вертикально вниз. Леонардо да Винчи рассеял это заблуждение и нашел, что траекторией движения в этом случае будет парабола.

Он высказывает много ценных мыслей, касающихся сохранения движения, подходя вплотную к закону инерции. «Ни одно чувственно воспринимаемое тело, - говорит Леонардо, - не может двигаться само собою. Его приводит в движение некоторая внешняя причина, сила. Сила есть невидимая и бестелесная причина в том смысле, что не может изменяться ни по форме, ни по напряжению. Если тело движимо силой в данное время и проходит данное пространство, то та же сила может подвинуть его во вдвое меньшее пространство. Всякое тело оказывает сопротивление в направлении своего движения. (Здесь почти угадан Ньютонов закон действия, равного противодействию). Свободно падающее тело в каждый момент своего движения получает известное приращение скорости. Удар тел есть сила, действующая в течение весьма недолго времени». На основании этих выводов Леонардо убедился в том, что аристотелевское предположение, что тело, движимое в два раза большей силой, проделает вдвое больший путь или что тело, весящее вполовину меньше, движимое той же силой, также проделает в два раза большее расстояние, на практике неосуществимо. Леонардо решительно отрицает возможность вечно движущегося без посторонней силы механизма. Он основывается на теоретических и опытных данных. По его теории, всякое отраженное движение слабее того, которое его произвело. Опыт показал ему, что шар, брошенный о землю, никогда (вследствие сопротивления воздуха и несовершенной упругости) не поднимается на ту высоту, с которой он брошен. Этот простой опыт убедил Леонардо в невозможности создать силу из ничего и расходовать работу без всякой потери на трение. О невозможности вечного движения он пишет: «Первоначальный импульс должен рано или поздно израсходоваться, а потому в конце концов движение механизма прекратится».

Леонардо знал и использовал в своих работах метод разложения сил. Для движения тел по наклонной плоскости он ввел понятие о силе трения, связав ее с силой давления тела на плоскость и правильно указав направление этих сил.

Леонардо работал и над конкретными инженерными проектами для своих покровителей – и как консультант, и как создатель простых утилитарных предметов вроде клещей, замков или домкратов, изготовлявшихся в его мастерской. Подъемные механизмы имели большое значение при подъеме с земли тяжелых грузов, например, каменных блоков, - особенно при погрузке на транспортные средства. Леонардо впервые сформулировал мысль о том, что в этих простейших машинах выигрыш в силе происходит за счет потери во времени.

Гидравлика

Большое место в трудах Леонардо да Винчи занимала гидравлика. Он начал заниматься гидравликой еще в ученические годы и возвращался к ней в течение всей своей жизни. Как и в других областях своей деятельности, Леонардо сочетал в гидравлике разработку теоретических принципов с решением конкретных прикладных задач. Теория сообщающихся сосудов и гидравлических насосов, соотношение между скоростью течения воды и площадью сечения - все эти вопросы в основном родились из прикладных инженерных задач, которыми он так много занимался (постройка шлюзов, каналов, мелиорация). Леонардо спроектировал и частично осуществил постройку ряда каналов (канал Пиза - Флоренция, оросительные каналы на реках По и Арно). Он почти вплотную приблизился к формулировке закона Паскаля, а в теории сообщающихся сосудов практически предвосхитил идеи XVII в.

Леонардо занимала также теория водоворота. Имея довольно ясное понятие о центробежной силе, он заметил, что «вода, движущаяся в водовороте, движется так, что те из частиц, которые ближе к центру, имеют большую вращательную скорость. Это – поразительное явление, потому что, например, частицы колеса, вращающегося вокруг оси, имеют тем меньшую скорость, чем они ближе к центру: в водовороте мы видим как раз обратное». Леонардо пытался классифицировать и описать сложные конфигурации воды в турбулентном движении.

Леонардо, которого называли «хозяином воды», консультировал правителей Венеции и Флоренции; соединяя теорию и практику, он стремился показать, почему смерчи поглощают берега, доказать, что для достижения желаемых результатов следует использовать неиссякаемую силу движущейся воды, а противостоять ей.

Еще более отчетливы и замечательны воззрения Леонардо на волнообразное движение. «Волна – говорит он, - есть следствие удара, отраженного водою». «Часто волны движутся быстрее ветра. Это происходит оттого, что импульс был получен, когда ветер был сильнее, чем в данное время. Скорость волны не может измениться мгновенно». Чтобы пояснить движение частиц воды, Леонардо начинает с классического опыта новейших физиков, т.е. бросает камень, производя круги на поверхности воды. Он дает чертеж таких концентрических кругов, затем бросает два камня, получает две системы кругов и задается вопросом: «Отразятся ли волны под равными кругами?» затем он говорит: «Таким же образом можно объяснить движение звуковых волн. Волны воздуха удаляются кругообразно от места своего происхождения, один круг встречает другой и проходит далее, но центр постоянно остается на прежнем месте»

Этих выписок достаточно, чтобы убедиться в гениальности человека, в конце XV века положившего основание волнообразной теории движения, которая получила полное признание лишь в XIX столетии.

Физика

В области практической физики Леонардо также выказал замечательную изобретательность. Так, задолго до Соссюра, он соорудил весьма остроумный гигрометр. На вертикальном циферблате находится род стрелки или весов с двумя шариками равного веса, из которых один из воска, другой из ваты. В сырую погоду вата притягивает воду, становится тяжелее и перетягивает воск, вследствие чего рычаг подвигается, и по количеству пройденных им делений можно судить о степени влажности воздуха. Кроме того, Леонардо изобретал разные насосы, стекла для усиления света ламп, водолазные шлемы.

Еще Вентури утверждал, что Леонардо раньше Кардано и Порты изобрел камеру – обскуру. Теперь это вполне доказано благодаря исследованиям Гроте, который нашел у да Винчи соответствующие рисунки и описания.

В области прикладной физики весьма интересна изобретенная Леонардо паровая пушка. Действие ее состояло в том, что в сильно нагретую камеру вводилась теплая вода, мгновенно превращавшаяся в пары, которые своим давлением вытесняли ядро. Кроме того, он изобрел вертел, вращавшийся посредством токов теплого воздуха.

Военное дело

Нельзя обойти молчанием различные военные изобретения Леонардо. Замечательным примером того, как он относился к военным механизмам, является его проект гигантского самострела. Испытывая отвращение к войне, которую он называл «отвратительным безумием», Леонардо в то же время был увлечен созданием самого разрушительного на тот момент оружия, которым он занялся не только по желанию своих покровителей, но и, будучи сам захвачен возможностью создания систем, способных тысячекратно увеличить могущество человека. Кроме того, он задумывался над созданием разрывных снарядов, с тем, чтобы метательное орудие обладало еще большей пробивающей силой.

Остроумны изобретенные Леонардо землекопательные машины, состоящие из сложной системы рычагов, движущих одновременно десятки лопат. В виде курьеза можно указать также на изобретенные им колесницы с вращающимися серпами, которые, врезываясь в неприятельскую пехоту, должны были косить солдат.

Гораздо более важны чертежи и объяснения да Винчи, относящиеся к сверлению пушечных жерл и к отливке различных частей орудия. Особенно он интересовался различными бронзовыми сплавами. Весьма подробно исследовал Леонардо обстоятельства полета снарядов, интересуясь этим предметом не только как артиллерист, но и как физик. Он разбирал такие вопросы, как, например, какую форму и величину должны иметь зерна пороха для более скорого сгорания или для более сильного действия? Какой формы должна быть картечь для более быстрого полета? На многие из таковых вопросов исследователь отвечает вполне удовлетворительно.

Большой мечтой Леонардо – инженера был полет – созданию Uccello («большой птицы») он придавал большое значение. Тот, кто мог покорить небо, действительно имел право заявить, что создал «вторую природу».

Как и во всех других исследованиях Леонардо, основы были заложены в природе. Птицы и летучие мыши подсказали ему, как этого достичь. Но Леонардо не собирался следовать примеру легендарного героя Дедала, привязав покрытые перьями птичьи крылья к рукам, чтобы взлететь, махая ими. Он с самого начала видел, что проблема заключалась в соотношении силы и веса. Леонардо достаточно хорошо знал анатомию, чтобы понимать, что рука человека не создана для размахивания с силой, эквивалентной силе птичьего крыла. Нужно отметить, что он начал изучать полет птиц, поскольку ему было необходимо понять принципы, на которые он мог опираться, чтобы достичь положительных результатов, используя лишь силу человека. До 1490 года он придумал каркасную конструкцию крыльев, образцом для которой было строение крыльев летающих существ, но он учитывал и строение человеческих мышц, особенно мышц ног. Возможно, педали могли дополнить мышцы рук и груди в достаточной мере, чтобы достичь желаемого результата. В крыльях использованы «кости» из дерева, «сухожилия» из веревок и «связки» из кожи, чтобы воспроизвести сложные движения птичьего крыла. Задумано было прекрасно, но он пришел к выводу, что ни одна из дорогих его сердцу конструкций не способна действовать так, как это требовалось.

Когда после возвращения во Флоренцию Леонардо вторично обратился к этой проблеме, он пошел по другому пути. Небольшой Туринский кодекс, посвященный полету птиц и датированный 1505 годом, свидетельствует о том, что он вновь вернулся к изучению полета птиц, паривших в восходящих потоках теплого воздуха над тосканскими холмами, - особенно огромных хищных птиц, планировавших, не махая крыльями, высматривая добычу внизу. Он делал наброски воздушных вихрей под вогнутой частью птичьего крыла, выяснял, к чему приводят изменения центра тяжести у птицы и что могут сделать незаметные движения хвоста. Он придерживался стратегии активного планирования, при котором любые движения крыльев и хвоста были направлены не на контролируемый отрыв от земли, а на управление высотой, траекторией полета и виражи. Конструкция крыла по-прежнему основывалась на природных наблюдениях, но это были общие принципы и тенденции, а не простое подражание. Авиатор, которому, вероятно, предстояло управлять полетом и поддерживать равновесие с помощью хвоста, должен был висеть под крыльями, регулируя центр тяжести для возможно более точного управления полетом.

Хотя Леонардо ничего не было известно об аэродинамической поверхности, и он лишь интуитивно предполагал существование давления, производимого сжатым или разреженным воздухом, изучение природы помогло ему найти достаточно верный путь.

Анатомия

О Леонардо говорил как о художнике, производящем вскрытия и исследующем, как гласит легенда, запретные тайны разлагающихся тел, при том, что сам он признавал отталкивающие стороны занятий «анатомией». Вероятно, это была запрещенная и святотатственная деятельность, которая поставила его вне законов церкви. Полностью доказанной диссекцией целого человеческого трупа, - возможно, единственной, произведенной им, - было вскрытие «столетнего» старика, свидетелем «тихой смерти» которого в больнице Санта Мария Нуова Леонардо был зимой 1507-08 года. Чаще он работал с животными, которые, как считалось, не слишком отличаются от людей, разве что конфигурацией тела и размерами.

При том, что Леонардо занимался вскрытиями и не уставал повторять о преимуществе «опыта» перед книжным знанием, может показаться удивительным, что его анатомические исследования базировались на традиционных знаниях. Например, он долгое время придерживался учения о двухкамерном сердце. Кроме того, для Леонардо анатомия была не «описательной» в современном понимании, а «функциональной»; иными словами, он всегда рассматривал форму с точки зрения функции. Леонардо не привнес никаких радикальных изменений в существовавшую до него физиологию, но создал цельную картину динамики живого тела в трех измерениях, рисунок у него служит одновременно и способом изображения, и формой исследования.

Похвала глазу

Не смотря на то, что взгляды Леонардо на внутреннее строение глаза менялись, Леонардо работал, исходя из принципа, что это инструмент, построенный с геометрической точностью в соответствии с законами оптики. Его первоначальное представление о строении глаза заключалось в том, что имеющее сферическую форму прозрачное и стекловидное тело глаза (представляющее собой линзу) окружено влагой и оболочками глаза. Зрачок регулирует угол зрения, таким образом, получается "визуальная пирамида" - то есть пучок лучей от предмета или поверхности - с вершиной в глазу. Глаз извлекает пирамиду из хаотической массы лучей, которые распространяются от предмета во все стороны. Чем дальше один и тот же предмет находится от глаза, тем уже угол, и тем меньшим он кажется. Если представить, что свет исходит от предмета в виде ряда концентрических волн, пирамида постепенно будет сужаться с каждой последующей удаляющейся от предмета волной. Размеры, как учит теория перспективы, которой пользовались художники, пропорциональны расстоянию от предмета до глаза. Он объяснял, что сила излучений от объекта, которые он называл в соответствии с традициями средневековой оптики "образами", - уменьшается пропорционально расстоянию от объекта. Эта оптическая теория объясняет не только постепенное уменьшение вещей в соответствии с правилами линейной перспективы, но также и уменьшение отчетливости и яркости цвета на больших расстояниях. Этой потерей четкости и интенсивности цвета, наряду со специфическими свойствами влажного воздуха, который обволакивает предметы, подобно вуали, объясняются магические эффекты "воздушной перспективы" его пейзажей - как в рисунке, так и в живописи.

Этого взгляда на глаз, которого Леонардо придерживался в 1490-е годы, он перешел около 1508 года к более сложной интерпретации формы и функции глаза. Важно также, что он убедился, что пирамида не может заканчиваться в одной точке глаза, поскольку точка не измерима - это означало бы неразделимость «образов» в оптическом поле. Леонардо считал, что глаз и его зрачок действуют подобно камере обскура. Он знал, что изображение, полученное при помощи камеры, перевернутое, и теоретически разработал ряд способов, как перевернуть изображение, вернуть его в нормальное положение.

По мере знакомства с посвященными оптике трудами крупнейших средневековых ученых Леонардо стал все больше понимать феномен «обмана зрения». Этот раздел оптики изучал такие явления, как наша неспособность видеть очень быстро движущиеся предметы и отчетливо различать что – либо чересчур яркое или, напротив, темное, «инерцию зрения», наблюдаемую, когда мы смотрим на то, что быстро движется.

Какими бы переменчивыми и сложными ни были его поздние теории восприятия, неизменным оставалось то, что глаз работал согласно законам геометрии.

Теория перспективы

Леонардо систематически изучал эффекты освещения одного и многих предметов из одного и нескольких источников разных размеров, очертаний и удаленности. Именно на этой основе он реформировал свет и цвет в живописи, развивая «тональную» систему, в которой свет и тень имели преимущество перед цветом в передаче рельефности. Он наблюдал за тем, как уменьшалась интенсивность теней по мере удаления от непрозрачного предмета, отбрасывающего их, в соответствии с законами пропорционального уменьшения, который применим повсеместно к свету и другим динамическим системам. Он вычислял относительную интенсивность света на поверхностях в зависимости от угла падения и вычерчивал схемы вторичного отражения света от освещенных поверхностей на затененных местах. Последний феномен он использовал, чтобы объяснить серый цвет теневой стороны луны, который, как он доказал, является результатом отражения света от поверхности земли. Его штудии света, падающего на лицо из одной точки и подчеркивающего контуры, показывают нам, что он пытался моделировать формы согласно некой системе, напоминающей ту, которой следует луч в компьютерной графике. Чем более прямой угол «перкуссии», тем больше интенсивность освещения, хотя на самом деле здесь действует, как мы теперь знаем, установленный в 18 веке Ламбертом закон косинуса, а не простое правило пропорций Леонардо. Для да Винчи результат всегда пропорционален углу падения луча. Таким образом, скользящий свет не будет освещать поверхность так же сильно, как тот, который падает на ней перпендикулярно.

По Леонардо, в пропорциях нашло выражение совершенство замысла Бога в отношении всех форм и сил природы. Красота пропорций была важнейшей задачей для флорентийских архитекторов, скульпторов и художников. Леонардо был первым, кто вписал представление художника о красоте пропорций в общую картину пропорционального устройства природы. Самым авторитетным трудом об архитектурных пропорциях был трактат об архитектуре древнеримского автора Витрувия. В качестве идеала красоты в архитектуре Витрувий выбрал человеческое тело, с раскинутыми в стороны ногами и руками, вписанное в круг и квадрат – два наиболее совершенные геометрические фигуры. Внутри этой схемы части тела можно определить в соответствии с системой относительных размеров, в которой каждая часть, например лицо, находится в простом пропорциональном отношении к другой части. Воспроизведенная Леонардо витрувианская схема тела человека получила свое законченное визуальное воплощение и широкое распространение как символ «космического» замысла строения человека. Как говорил Леонардо, пропорциональное строение человеческого тела – это аналог музыкальных гармоний, которые были основаны на космических соотношениях, выстроенных греческим математиком Пифагором. Именно математическая основа музыки позволяла ей с большим основанием, чем другим искусствам, соперничать с живописью, хотя он всячески старался подчеркнуть, что музыкальные созвучия необходимо слушать последовательно, тогда как картину можно охватить одним взглядом.