Леонардо-да-винчи - ученый и изобретатель. Леонардо да винчи

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.

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.

Отчего зависит рождение гения неизвестно никому. Ученые веками бьются над загадкой гениальности, отыскивая причины и условия, в которых могли бы рождаться талантливые дети, но пока безрезультатно.

Человек, который известен всему миру, давно умер, однако имя его остается на слуху и в его гениальности сомневаться не приходится: величайший изобретатель, инженер и ученый, опередивший собственное время Леонардо да Винчи оставил своим потомкам загадки и идеи, над которыми будет ломать головы еще не одно поколение.

Уникальность да Винчи состоит еще и в его удивительной разносторонности – ему было интересно и подвластно все – от живописи до механики, он интересовался строением человеческого организма не меньше, чем искусственными конструкциями. Злопыхатели могут сколько угодно говорить о том, что рисунки и наброски Леонардо не закончены, что построить по ним задуманные машины и механизмы очень сложно. Однако факт остается фактом: ни один человек за всю историю существования человечества не дал столько изобретений, опережающих свое время, ни одно имя не обрело такой же мистический и загадочный ореол, как имя Леонардо да Винчи.

Живопись и медицина, история и биология, механика и стихи – все это сочеталось в одном человеке. Леонардо да Винчи писал обеими руками и в обоих направлениях, танцевал, фехтовал, был скульптором. Уникальный талант раскрывается в разных сферах!

Военно-технические идеи и изобретения да Винчи

Ему были очень близки военно-технические идеи. Первые танки родились в воображении ученого, и он настоятельно пропагандировал идею создания колесницы, прикрытой сверху листами брони. Полукруглая форма позволила бы противостоять натиску врага, а пушка, которой должен быть оборудован «танк», могла корректировать угол стрельбы с помощью укрепленного подъемного блока.

Изначально, колесницу в движение должны были приводить лошади. Однако, будучи животными пугливыми, они могли испортить все дело. Поэтому, усовершенствовав свою идею, Леонардо заменил лошадей людьми. Экипаж «машины боевой» состоял бы из восьми человек, тянувших эту махину. Что и говорить, боеспособность таких колесниц была бы очень низкая, танкам пришлось дожидаться своей очереди на воплощение еще несколько столетий.

Исследования подводного мира

Да Винчи очень любил воду, и не удивительно, что для исследования подводного мира ему понадобился аппарат, позволяющий дышать под водой. Пытливый ум справился и с этой задачей, и первый акваланг был изобретен именно знаменитым итальянцем. Для изготовления костюма «дайвера» была использована кожа, стеклянные линзы позволяли смотреть вокруг, а для чересчур сильного восторга от красот подводного мира был предусмотрен мешочек для оправления естественной нужды. Воздух подавался по специально для этих целей закрепленным тростниковым трубкам. В месте их сочленения с кожей, Леонардо предусмотрел пружины, не позволяющие коже спадаться под давлением воды. С Собой аквалангист брал мешочки с песком – балласт, резервуар с воздухом (на случай экстренного всплытия), нож и веревку, а так же рожок для подачи сигнала о всплытии наверх.

Изобретения Леонардо да Винчи в области воздухоплавания

Всю жизнь Леонардо мечтал о небе. Он считал страшной несправедливостью невозможность полета в облаках и всячески работал над ее устранением. Среди рисунков и набросков, дошедших до наших дней, есть модель устройства для полета, которую принято считать прототипом вертолета. Отсутствие современных материалов, используемых в самолетостроении, в военной промышленности, значительно усложняло работу ученого, но он искал варианты среди того, что было ему доступно.

Например, в случае с «вертолетом», винт аппарата должен был быть изготовлен из накрахмаленного льна. А приводить его в движение для запуска предполагалось вручную. Идея осталась не воплощенной. Леонардо утратил к ней интерес, переключившись на естественное крыло, созданное природой.

• Долгими и безуспешными, но, безусловно, интересными с точки зрения современных исследователей, были попытки создать аппарат, летающий, как птица и обладающий возможностью поднять в воздух человека. Отбросив эту идею, Леонардо да Винчи увлекся планирующим полетом. Конструкция крепилась к спине человека, позволяя управлять ею и изменять направление полета. Та часть, которая непосредственно крепилась к телу, была самой широкой и неподвижной, а вот кончики можно было сгибать с помощью тонких тросиков, меняя, таким образом, вектор полета.
• Как ни удивительно это звучит, но и парашют был изобретен тоже да Винчи. Он описывал его, как тканевый купол, с высотой примерно 7,2 м. Ученый утверждал, что с таким приспособлением можно прыгать с любой высоты, не опасаясь за свое здоровье. Техническое воплощение этой бесценной идеи свершилось лишь в начале двадцатого века – ранцевый спасательный парашют, который крепился на спине и открывался в воздухе, был создан русским изобретателем Глебом Котельниковым.

Леонардо да Винчи разрабатывал и самодвижущиеся машины

Но не только в небе и под водой искал вдохновение для своих открытий и идей великий итальянец. Дела земные его, к счастью, интересовали не меньше. Ведь именно Леонардо изобрел первый …автомобиль! Пружинный механизм приводил в движение повозку о трех колесах, а дополнительное четвертое колесо располагалось впереди на деревянном рычаге и служило для поворотов машины. Задние колеса приводились в движение с помощью системы шестеренок. В жизнь подобное чудо техники, для движения которого прикладывали силу два человека, было воплощено лишь спустя сто с лишним лет, а настоящие автомобили появились еще позже.

Напоследок, стоит упомянуть о большом количестве «повседневных» изобретений, которые с успехом используются по сей день (несколько доработанные и модернизированные, но ведь этот факт не умаляет заслуги Леонардо да Винчи). Им был изобретен прибор, позволяющий сверлить дерево и землю, колесцовый пистолетный замок, признанный еще при жизни изобретателя, телескоп с двумя линзами, велосипед, катапульту, прожектор – этот список можно продолжать очень долго.

После себя Леонардо оставил около тринадцати тысяч страниц рукописей, и не все из них на сегодняшний день полностью расшифрованы. А найденный в 2005 году тайный архив Леонардо позволяет надеяться, что есть еще тайны и загадки, которые оставил после себя пытливый, гениальный изобретатель.

Леонардо да Винчи скончался в 1519 году. Ему было всего шестьдесят семь лет. Его слава известного художника к этому времени уже распространилась по всей Европе. Однако есть одна сторона его жизни, о которой тогда не было известно общественности. Мало кто знал о том, как сильно интересовала Леонардо да Винчи анатомия. Его научные изыскания в этом направлении практически никому не были знакомы.

Даже в самом непосредственном окружении Леонардо да Винчи анатомия в то время не встречала должного интереса и понимания. Эта ситуация продолжалась вплоть до конца девятнадцатого - начала двадцатого веков. Именно в это время и были тщательнейшим образом изучены открытия Леонардо да Винчи в анатомии. Только после того, как ученые провели тщательный анализ его научных трудов, просмотрели тысячи и тысячи страниц записей великого художника эпохи Возрождения, стало понятно, что его научная деятельность не менее важна, чем искусство.

Неизвестные страницы жизни Леонардо да Винчи

Анатомия, оптика, геология, ботаника, гидродинамика и т. д. - все эти науки занимали в его жизни много места, уступая разве что только живописи. Этот талантливый творец имел репутацию архетипического человека, живущего в эпоху Возрождения - художника, время от времени занимающегося наукой.

Однако для самого Леонардо да Винчи анатомия, как и остальная его научная деятельность, была не менее важна, чем живопись. Последние десять лет он вообще не начинал писать новых картин. С 1508 по 1513 год художник главным образом отдавал себя науке, только время от времени возвращаясь к полотнам, начатым еще в предыдущие годы.

Больше остальных наук

Из всех научных изысканий в это время особенно занимала Леонардо да Винчи анатомия. В течение нескольких лет он активно работал с трупами, аккуратно вскрывая их для более точного понимания человеческого физического строения.

Обладавший выдающимся талантом художника и выразительным письменным стилем Леонардо да Винчи в области анатомии смог создать одно из совершеннейших исследований своего времени. Он даже уже подготовил работу к изданию, однако не успел претворить в жизнь свое намерение. Если бы его книга была издана, то изучение физического строения человека могло бы шагнуть далеко вперед, настолько велик был вклад в развитие анатомии Леонардо да Винчи. К сожалению, после его смерти все созданные этим великим человеком записи и эскизы, оставшиеся среди его личных документов, были на долгих четыреста лет сокрыты от мира.

Многогранность

До сих пор многие таланты этого человека, бесконечно одаренного, для нас остаются загадкой. В юношеские годы он, живя во Флоренции, работал подмастерьем одного из наиболее знаменитых итальянских художников - Леонардо покровительствовало семейство Медичи. Рядом с местом его работы находилась еще одна художественная мастерская - маэстро Антонио дель Поллайоло, автора гравюры "Битва обнаженных". Поллайоло стал одним из первых живописцев эпохи Возрождения, который, занимаясь в анатомическом театре, вплотную изучал человеческую мышечную систему. Летописцы полагают, что именно его полотна и стали первыми уроками для молодого Леонардо да Винчи.

Новый подход к физическому строению человека

Анатомия художниками эпохи Возрождения воспринималась как вспомогательное средство для того, чтобы иметь правильное представление о теле. Именно поэтому они уделяли большое внимание только мышечной системе. Однако ими изучалась, в отличие от Леонардо да Винчи, анатомия кратко, поскольку устройство внутренних органов человека их практически не интересовало. Известно, что и Поллайоло лично производил Однако он тоже больше занимался анатомией мышц, а потому грудная клетка, череп и брюшная полость им не затрагивались.

Первоначальный интерес

Если в самом начале своей научной деятельности и Леонардо да Винчи поступал так же, как Поллайоло, то в последующие годы он постепенно стал рассматривать физическое строение человека не только как приложение к своей любимой живописи или скульптуре.

Вообще, всю жизнь этого великого художника охватывает именно общая анатомия. Его первую рукопись историки относят к 1484-му, а последнюю - к 1515 году. Вероятно, еще во Флоренции Леонардо, впервые побывавший в анатомическом театре, начал делать вскрытия. Первое он произвел в госпитале Санта Мария Нова. Здесь изучением мышечного строения человека занимались и многие другие флорентийские художники, например, Микеланджело.

Для них основным практическим руководством служил научный труд Мондино де Люччи, жившего задолго до Леонардо да Винчи - "Анатомия". Человека вскрывали по его методу многие поколения не только врачей-паталогоанатомов, но и художников, причем в условиях жаркого климата Италии этот процесс осуществлялся в течение нескольких дней.

Считалось, что за первый день необходимо вскрыть живот, затем - грудь, на третий - сердце, а на четвертый - конечности. Изучение головы начиналось с рассечения скальпа, далее производилось открытие черепа, после которого исследовался мозг, а затем - основание черепа. В этот период жизни Леонардо создал свои первые схематические анатомические зарисовки поперечных срезов ног. Осознавая всю сложность проведения вскрытия, Леонардо считал свои наблюдения основой для изучения строения тела человека.

Записи «безумного» гения

Так как практически все труды Леонардо - это дневники, то и записи в них велись своеобразно. Они представляют собой своего рода диалоги, которые автор вел с воображаемым собеседником и где он отстаивает свое мнение, при этом приводя достаточно веские доказательства. Кроме того, в его рукописях содержатся указания Леонардо самому себе, а также рассуждения, которые напрямую можно связывать с философией.

Его интересовали сердце, опорно-двигательный аппарат, скелет и мышцы. Леонардо первому удалось правильно и удивительно точно нарисовать формы и, главное, пропорции всех составляющих костную систему человека. Все предшествующие этому изображения скелета, как правило, были условными, схематичными или весьма примитивными.

Только на основе собственного опыта

Леонардо очень высокое значение придавал опыту, поскольку практически всему обучался самостоятельно. Он, читая книги, затем проверял свою теорию на практике. Этот гениальный творец считал, что все должно быть создано «на основе опыта». Во всех аспектах, которые рассматривал Леонардо да Винчи - ученый, анатомия является первостепенной. При этом практически везде в его записях прослеживается поиск единственно верного ответа. Леонардо, считавший, что истину можно найти, руководствуясь одной только логикой или научными наблюдениями, категорически не признавал «умозрительных» теорий. Поэтому в основу всех своих исследований, в том числе и познания строения человека, он ставил такую фундаментальную науку, как математика.

Ошибки и заблуждения

Знаменитая картина Леонардо да Винчи, на которой изображена человеческая анатомия, по мнению ученых, невероятно точна, правда, с одним исключением, касающимся женской репродуктивной системы. Но это объяснимо, поскольку в эпоху Возрождения проводить вскрытие женских трупов было проблематично.

Несмотря на то что этот итальянский художник изучал анатомию только для того, чтобы более усовершенствовать свои картины, на которых изображены тела людей, ему удалось привлечь больше внимания к этой дисциплине.

Гений во всем, Леонардо пытался понять то, как «работает» человеческий механизм. По мнению ученых, он смотрел на окружающих его людей именно так, как механик видит автомобиль. Дело в том, что, изображая человеческую натуру в своей живописи или скульптуре, художник хотел быть максимально правдоподобен, ведь именно это позволило бы ему быть не просто очень реалистичным, но и вообще - творцом особенным, запоминающимся.

Анатомия в эскизах

Этот флорентийский художник не просто создавал наброски человеческих частей тела или мышечных групп, но и показывал их в своих эскизах в разрезе. При этом каждый рисунок сопровождался необходимыми для понимания записями. И обязательно Леонардо отзеркаливал их, поскольку владел этим способом в совершенстве. Именно последнее и добавляет сложность для изучения, затрудняя работу ученых, кропотливо изучая научное наследие да Винчи. Сегодня, спустя четыре столетия, все его записи и эскизы тщательно оцифрованы и представлены на всеобщее обозрение. Глядя на них, можно однозначно сказать, что заслуги Леонардо да Винчи в анатомии огромны, поскольку именно ему удалось досконально изучить человеческое тело в свое время.

При этом ни одному органу, за исключением только глаз, художник и ученый не посвятил столько эскизов и записей, как сердцу. При этом он опроверг галеновское представление о том, что от этого органа берут свое начало вены. Кроме того, Леонардо да Винчи являлся противником теории о двух желудочках, совершенно верно полагая, что клапаны делят сердце на отделы. Нужно сказать, что Мастер не имел ни малейшего представления о системе кровообращения, когда проводил исследования.

Значимость вклада

Этот флорентийский гений считается основателем науки под названием динамическая анатомия. После Галена в течение тринадцати веков почти ни одного нового исследования, касающегося строения человеческого тела, не было, а потому его работы считались догмой. Первые анатомические наблюдения да Винчи по своему характеру близки к трудам Авиценны, тогда как последние - Везалия.

Собственноручно изготавливая препараты, великий Мастер вводил все новое в изучение внутренних органов. Именно им была изобретена стеклянная модель для изучения сердечных клапанов. Художник первым стал делать распилы костей скелета вдоль и поперек, тем самым определив его пропорции. Вклад Леонардо да Винчи в анатомию трудно переоценить. Именно он стал автором первых изображений органов человека в самых разных ракурсах. Свои рисунки он называл dimonstrazioni.

Достижения

Леонардо первым в истории науки анатомии предположил, что человеческий крестец состоит не из трех, а из пяти позвонков, ему удалось правильно описать его угол наклона крестца. Им же впервые были рассмотрены и такие анатомические особенности нашего тела, как наклон или изгибы ребер, являющиеся очень важными для понимания механизма дыхания, а также наклонения таза.

Именно Леонардо удалось правильно подсчитать, что в нашей стопе имеется двадцать пять костей, при этом он не испугался пойти в противостояние с трудами Авиценны и Галена, считавших, что их двадцать шесть. Художник первым смог правильно нарисовать и суставные поверхности. Кроме того, Леонардо удалось описать и ряд анатомических особенностей человеческого скелета, связанных с нашим прямохождением: к примеру, косое положение бедренной кости по отношению к вертикали.

Его анатомические рукописи, представляющие собой высказывания, много столетий были доступны ученым. И хотя сегодня одни из них наука подтверждает, а другие опровергает, как, например, его несуразную теорию о крови, тем не менее, несмотря на определенные ошибки в исследованиях, трудно переоценить вклад Леонардо да Винчи в анатомию как науку.

Гармония жизни

Благодаря Леонардо да Винчи анатомия и медицина сегодня шагнули далеко вперед. Однако он совершенно негативно относился к врачам. Будучи человеком выдающимся, этот художник и ученый как никто видел неумение и невежественность тогдашних лекарей.

Сегодня все его зарисовки являются собственностью British Royal Collection - Британской королевской коллекции. Современная анатомия, вращающаяся вокруг таких новых методов визуализации, как магнитно-резонансная томография или изучение строения человека на микроскопическом уровне, конечно же, шагнули далеко вперед. Такие области высот не были доступны Леонардо, однако флорентийскому художнику все-таки удалось достичь того, к чему ученые пришли только спустя несколько десятилетий.

Например, его эскизы, изображающие человеческие эмбрионы, практически полностью соответствуют тому, что сегодня показывает ультразвук, а изображения плеча, сделанные да Винчи, выглядят практически так же, как и их современные трехмерные визуализации.

Многое из того, что сделал Леонардо, доподлинно отражало суть вещей так, как стало доказано спустя много десятилетий после того, как это представил великий флорентийский живописец эпохи Возрождения.

Какой вклад внес Леонардо да Винчи в науку и искусство, Вы узнаете из этой статьи.

Леонардо да Винчи вклад в науку

Будущий итальянский ученый и художник, изобретатель и ученый, музыкант и писатель, а также представитель искусства Возрождения, появился на свет в поселке Анкиато около городка Винчи 15 апреля 1452 года. За свою жизнь он успел нарисовать много картин и рисунков, создать проекты изобретений, которые потрясли мир. Но обо всем поочередно.

Леонардо да Винчи вклад в биологию

Его интересовали вопросы патологии, а точнее прогрессирующие изменения, происходящие под действием болезни. Ученый был первым, кто описал атеросклероз после вскрытия тела старика, и тщательно его изучив.

Также да Винчи интересовала такая область биологии, как физиология. Он изучал принципы и причины проявления кашля, дыхания, зевоты, биение сердца, рвоты, чихания, системы мочевыделения и чувственных раздражений. В работе мускул Леонардо видел принципы механики, кровообращение пытался объяснить через правила гидродинамики. После тщательного изучения работы глаза, им было создано модель «Сamera Оbscura», с которой он не расставался.

Также да Винчи особый интерес проявлял к гемодинамическим проблемам физиологии сердца. Им была осуществлена попытка создания первого протеза клапана аорты. Кроме того он описал и зарисовал аппендикс, сосудистую систему внутри печени и речевой аппарат человека, точнее его аномалии.

Леонардо да Винчи вклад в медицину

Особенно заслуживает внимания вклад Леонардо да Винчи в анатомию. Глубокие познания в этой области позволили ему максимально изучить организм человека и правдоподобно его изучить. Его анатомические рукописи и рисунки были обнаружены в 1778 году и стали доступны обществу.

Художником в совершенстве было изображено скелет, связав в рисунке мускулы и нервы, прикрепленные к костям. Леонардо был первым человеком, который точно и правильно нарисовал пропорции и формы частей человеческого скелета. Ученый впервые предположил, что крестец хребта состоит из 5 позвонков, а не 3, как думали раньше. Также он описал кифозы и лордозы позвоночного столба, суставные поверхности костей.

Леонардо да Винчи вклад в культуру

Среди ранних работ художника были картины «Крещение», Мадонна с цветком». Это глубокие произведения с тщательной детализацией и обобщенными формами. Но сильное увлечение наукой его некогда отвлекало от рисования. И такие работы как «Поклонение волхвов» и «Святой Иероним» остались недописанными.

Леонардо да Винчи вклад в искусство особенно был плодотворным в миланский период творчества 1482 – 1499 годов. Он создал скульптурный монумент конной статуи Франческо Сфорца и большое количество архитектурный проектов. К сожалению, до нас они не дошли: либо были уничтожены врагами, либо временем. Среди живописи, то наиболее популярными картинами миланского периода являются «Тайная вечеря» и «Мадонна в гроте». Еще одной вершиной творчества да Винчи была знаменитая на весь «Джоконда» или «Мона Лиза».

Таким образом, Леонардо да Винчи вклад в историю науки и культуры настолько огромен, что его исследования намного опередили свое время. Он был новатором и экспериментатором, гением и фанатиком своего дела. Его зарисовки, рисунки, а также наброски были настолько точны и подтверждаются современными учеными при помощи чудо техники ХХІ века.

Надеемся,что из этой статьи Вы узнали, какой вклад в науку и искусство внес Леонардо да Винчи.