Открытия Леонардо да Винчи в области науки и техники
Открытия Леонардо да Винчи в области науки и техники — совокупность научных открытий и технических изобретений, сделанных итальянским художником, учёным и изобретателем Леонардо да Винчи (1452—1519 г.г.)
Леонардо да Винчи предложил чертежи ряда механизмов и изобретений. Он занимался гидравликой, статикой и динамикой тел, геометрией, оптикой, анатомией, ботаникой, палеонтологией, военным делом.
Влияние Леонардо на последующее развитие науки является предметом споров, так как указывают, что его рукописи были неизвестными до опубликования работы Дж. Б. Вентуры в 1797 году.[1] Оппоненты этой точки зрения считают, что идеи Леонардо да Винчи распространялись устным путем или по его рукописям. Ряд идей Леонардо содержатся в трудах Николо Тартальи (1499—1552), Иеронима Кардана (1501—1576) и Джован Батисты Бенедетти (1530—1590).
Изобретения[править]
От десятков до сотен изобретений Леонардо содержатся в виде чертежей в его тетрадях, могут сопровождаться ремарками. Чертежи иногда повторяются, модифицируются и совершенствуются.
Среди наиболее известных изобретений Леонардо да Винчи Марио Льоцци в книге «История физики» отмечает: приспособления для преобразования и передачи движения (в частности, стальные цепные передачи, используемые в велосипедах); простые и переплетенные ременные передачи, разнообразные сцепления (конические, спиральные, ступенчатые); роликовые опоры для уменьшения трения, двойное соединение (сейчас известно под названием карданового и применяется в автомобилях); разнообразные станки: например, станок для автоматического нанесения насечки, машина для формовки слитков золота, механический ткацкий станок и прядильная машина, ткацкие машины (стригальная, сучильная, чесальная); подвеска осей на расположенных вокруг подвижных колесах для уменьшения трения при вращении — предшественник шариковых и роликовых подшипников; приспособление для проверки сопротивления металлических нитей растяжению; боевые машины для ведения войны; новые музыкальные инструменты; машина для чеканки монет более высокой четкости. При жизни Леонардо получил признание изобретенный им колесцовый замок для пистолета (заводившийся ключом).
Гидравлика и гидростатика[править]
Леонардо да Винчи занимался практической гидравликой, участвуя в ряде гидротехнических работ своего времени. Он принимал участие в мелиорации Ломеллины, устройстве гидросооружений в Наваре, проектировал отвод русла реки Арно у Пизанского моста, изучал проблему осушения Понтийских работ, занимался гидроустройствами на Адде и Мартезанском канале.
При проведении гидротехнических работ Леонардо да Винчи сделал ряд изобретений. Он спроектировал похожие на современные землечерпалки, создал механические средства для прорытия каналов, усовершенствовал шлюзы с целью сделать каналы судоходными, а именно ввел систему щитов, управляющих размерами отверстий для наполнения и освобождения от воды шлюза.
В области теоретической гидростатики Леонардо знал принцип сообщающихся сосудов для жидкостей различной плотности, а также знал основной принцип гидростатики, ныне известный как закон Паскаля. Согласно историку науки Дюэму, этот закон Паскаль узнал от Леонардо да Винчи через Джован Батисто Бенедетти и Марино Мерсенна, с которым Паскаль вёл переписку.
Леонардо стал автором теории движения волн на море и высказал идею, что волновое движение лежит в основе ряда физических явлений. Согласно «Истории физики» М. Льоцци, Леонардо высказывал идеи, что свет, звук, цвет, запах, магнетизм распространяются волнами.
Полёт[править]
Леонардо да Винчи интересовался полётом на протяжении более чем двух десятилетий, с 1490 по 1513 год. Он начал с того, что исследовал полёт птиц. В 1490 году он спроектировал первую модель летательного аппарата, к которой возвращался впоследствии. У этой модели были крылья, подобные крыльям летучей мыши, и она должна была приводиться в движение мускульной силой человека. В настоящее время считается, что задача построения летательного аппарата, приводимого в движение мускульной силой, неразрешима, так как ее недостаточно для полета.
Позже Леонардо задумался о парящем полете, использующем энергию ветра.
Также Леонардо придумал идею геликоптера, движущим элементом которого должна быть быстро движущаяся спираль:[2]
...винтовой аппарат, который если его вращать с большой скоростью, ввинчивается в воздух и подымается вверх.
В «Атлантическом кодексе» Леонардо приводит по-видимому наиболее ранний проект парашюта.
Статика и динамика[править]
Занимаясь перспективой, применительно к живописи, Леонардо перешел к проблемам геометрии и механики.
Леонардо продолжил исследования центров тяжести плоских и объемных фигур, начатые древнегреческими мыслителями Архимедом и Героном. Об их идеях Леонардо мог узнать через схоластов и по работам Альберта Саксонского.
Леонардо установил, что центр тяжести тетраэдра находится в точке пересечения прямых, соединяющих вершины тетраэдра с центрами тяжести противоположных граней.
Занимаясь проблемами статики, Леонардо расширил понятие момента силы по отношению к точке, открыл для частных случаев теорему о разложении моментов и применил ее для решения задачи о сложении и разложении сил. Знал условия равновесия тела, опирающегося на наклонную плоскость. Изучая проблему устойчивости наклонных башен, открыл теорему об опорном многоугольнике: тело опирающееся на горизонтальную плоскость, остается в равновесии, если основание вертикали, проведенное из центра тяжести, попадает внутрь площади опоры.
Пытался создать теорию арки, а также занимался проблемами сопротивления балок растяжению и сжатию, анализировал механизм трения и установил его влияние на равновесие тел.
Леонардо приписывают, что он предугадал принцип инерции, также в ряде своих высказываний в «Атлантическом кодексе» предвосхитил третий закон Ньютона о равенстве действия и противодействия:
Такая же сила создается предметом против воздуха, что и воздухом против предмета.
Установил, что воздух имеет вес и пытался измерять атмосферное давление.
Экспериментальный научный метод и его применение[править]
Являясь художником, Леонардо да Винчи интересовался теорией оптики. Дал описание камеры-обскуры и использовал ее в теории зрения. Предложил очки для наблюдения Луны, установил, что глаза видят объемные тела по-разному, занимался параболическими зеркалами. Первым предположил, что пепельный свет Луны является светом, который сначала отражен от Земли, а потом от Луны. Предложил первую схему телескопа с двумя линзами.
В своих анатомических исследованиях Леонардо да Винчи обобщив результаты вскрытий, заложил основы современной научной иллюстрации, сделав ряд детализированных рисунков всевозможных органов, мышц и систем человеческого тела. Организм человека Леонардо охарактеризовал как образец «природной механики». Открыл и описал ряд костей и нервов, изучал проблемы эмбриологии и сравнительной анатомии.
Занимался ботаникой, выделяя ее в отдельную дисциплину, описывал листорасположение растений, изучал корневое давление и движение соков растений. Предположил зависимость толщины колец от количества влаги, получаемой растением за год и возможность по этому признаку реконструировать климатические условия прошлого.[3]
Леонардо да Винчи причисляется к основоположникам палеонтологии, утверждая, что окаменелости, находимые на вершинах гор, опровергают библейские представления о всемирном потопе.
Леонардо в ряде книг относят к основателям экспериментального научного метода, хотя эксперименты ставились естествоиспытателями с глубокой древности. Он говорил, что «знание — дочь опыта» и утверждал что поскольку знание начинается с чувств, то нужно ограничивать рассуждение опытом. По Леонардо вся природа пронизана математическими законами, что роднит его с Галилеем, выдвинувшим программу математизации научного знания:
никакое человеческое исследование не может претендовать на то, чтобы быть истинной наукой, если оно не использует математических доказательств и нет никакой уверенности там, где нельзя применить одну из математических наук.
Галерея[править]
Парашют
Чертеж летательной машины
Военная машина
Летательный аппарат
Автомобиль
Арбалет
Скорострельное оружие
Военный барабан
Прожектор
Золотое сечение в изображении человека
Источники[править]
- ↑ G. B. Venturi, Essai sur les ouvrages physico-mathemathiques de Leonard de Vinci avec des fragments tires de ses manusrits apportes d’Italie, Paris, 1797.
- ↑ Цитаты даны по книге Марио Льоцци «История физики»
- ↑ Крис Тёрни «Кости, скалы и звёзды: Наука о том, когда что произошло», — М.: Альпина нон-фикшн, 2011, С. 102—107. ISBN 978-5-91671-087-8
Литература[править]
- Анцелиович Е. С. Леонардо да Винчи: Элементы физики. — М.: Учпедгиз, 1955. — 88 с.
- Марио Льоцци. История физики / Перевод с итальянского Э. Л. Бурштейна — М.: Мир, 1970.
- Могилевский М. А. Оптика от Леонардо // Наука из первых рук. — 2006. — № 5. — С. 30-37.
- Сеайль Г. Леонардо да Винчи как художник и учёный (1452—1519): Опыт психологической биографии / Пер. с фр. — М.: КомКнига, 2007. — 344 с.
- Цёльнер Ф. Леонардо да Винчи 1452—1519: Полное собрание живописи и графики / Пер. с англ. И. Д. Глыбиной. — М.: Taschen; Арт-родник, 2006. — 695 с.
