Леонардо да Винчи (как геометр, механик, инженер)
Родился 15 апреля 1452, в селе Анкиано, около городка Винчи, близ Флоренции.
Умер 2 мая 1519, замок Кло-Люсэ, близ Амбуаза, Турень, Франция.
Чрезвычайно красивый человек античного телосложения, участник всех соревнований и турниров, прекрасный пловец, фехтовальщик, искусный всадник, шутник и блестящий рассказчик, эрудит-оратор, галантный кавалер, танцор, певец, поэт, музыкант и конструктор музыкальных инструментов, гениальный художник и теоретик искусства, математик, механик, астроном, геолог, ботаник, анатом, физиолог, военный инженер, мыслитель-материалист, который далеко опередил свое время.
Дома, кроме чтения, письма и арифметики, Лео научили элементарной латыни, музыке и пению. Заметив увлечение сына рисованием и лепкой, отец Леонардо Пьеро да Винчи отдает сына в обучение к знаменитому скульптору и живописцу тосканцу Андреа Вероккио. Мастерская Вероккио, где Леонардо сложился как художник и в значительной мере как ученый, была в 70-х годах XV в. главным художественным центром Флоренции. Здесь учились наиболее одаренные юноши, здесь процветало смело художественное экспериментирование, основанное на серьезных научных знаниях в области математики, перспективы, анатомии. Здесь воспитывали любовь к природе, точному рисунку и точной моделировке. В 20 лет Леонардо да Винчи был провозглашен Мастером.
С 1472 по 1482 г. он живет и работает во Флоренции, с 1482 по 1499 г. - в Милане, затем снова во Флоренции (1499-1506) и в Милане (1506-1513). В 1516 г., после трех лет работы в Риме, Леонардо да Винчи уезжает во Францию по приглашению французского короля и там проводит свои последние годы.
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.
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.)
«Механика – рай для наук», - говорил Леонардо, много времени отдавая ее изучению. 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. «Импульс есть отпечаток движения, который движущее переносит на движимое. Импульс - сила, запечатленная движущим в движимом. Каждый отпечаток тяготеет к постоянству или желает постоянства... Всякий отпечаток хочет вечности, как показывает нам образ движения, запечатлеваемый в движущемся предмете».
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.
Еще до Леонардо да Винчи ученые занимались теорией рычага и блока. Однако Леонардо впервые сформулировал мысль о том, что в этих простейших машинах выигрыш в силе происходит за счет потери во времени. Леонардо резко критиковал тех, кто стремился создать вечный двигатель: «О, искатели вечного движения, сколько пустых проектов создали вы в подобных поисках! Прочь идите вместе с алхимиками - искателями золота». «Невозможно, чтобы груз, который опускается, мог поднять в течение какого бы то ни было времени другой, ему равный, на ту же высоту, с какой он ушел».
Очень характерно для механики Леонардо да Винчи стремление вникнуть в сущность колебательного движения. Он приблизился к современной трактовке понятия резонанса, говоря о росте колебаний при совпадении собственной частоты системы с частотой извне. «Удар в колокол получает отклик и приводит в слабое движение другой подобный колокол, и тронутая струна лютни находит ответ и приводит в слабое движение другую подобную струну той же высоты на другой лютне».
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 да Винчи впервые и много занимался вопросами полета. Первые исследования, рисунки и чертежи, посвященные летательным аппаратам, относятся примерно к 1487 г. (первый Миланский период). В первом летательном аппарате применялись металлические части; человек располагался горизонтально, приводя механизм в движение руками и ногами.
В дальнейшем Леонардо заменил металл деревом и тростником, веревки - жесткими передачами, а человека расположил вертикально. Он стремился освободить руки человека: «Человек в своем летательном аппарате должен сохранять свободу движений от пояса и выше... У человека запас силы в ногах больше, чем нужно по его весу». Однако отсутствие уверенности в том, что этой силы достаточно для успешного полета в любых условиях, привело его к мысли об использовании пружины как двигателя и о планере, с которым можно осуществить если не полный полет, то хотя бы парение в воздухе. Он построил модель планера и готовил его испытание. Стремление обезопасить человека в процессе этих испытаний побудило его к изобретению парашюта.
Логически к летательным аппаратам Леонардо шел от наблюдений за полетом птиц, стрекоз, летучих мышей, считая, что крыло для человека надо делать по типу крыла летучей мыши.
В трудах по оптике, пожалуй, больше, чем в какой-либо другой области, сказалось своеобразное сочетание научного гения Леонардо да Винчи с дарованием художника. До Леонардо существовала лишь геометрическая оптика. О природе света высказывались фантастические гипотезы, не имеющие никакой связи с действительностью. Леонардо впервые высказывает смелые догадки о волновой природе света.
Во времена Леонардо да Винчи беспредельно господствовала геоцентрическая система мира Птолемея. На несостоятельность ее Леонардо указывал неоднократно. Можно считать, что Леонардо независимо от Коперника приблизился к пониманию гелиоцентрической системы мира. Об этом можно судить по следующим его высказываниям: «Солнце не движется. Земля не в центре солнечного круга и не в центре мира... Земля - звезда, почти подобная Луне... И кто стал бы на Луне, когда она вместе с Солнцем под нами, тому эта наша Земля со стихией воды показалась бы играющей и действительно играла бы ту же роль, что Луна по отношению к нам».
Трудно перечислить все инженерные проблемы, над которыми работал пытливый ум Леонардо. Он изобрел много типов станков для прядения, тканья и других целей. Среди сохранившихся его записей есть описание циркуля с передвижным центром, землечерпалки, приспособлений для водолаза, различных типов бурильного инструмента.
Леонардо да Винчи занимался также вопросами геологии и палеонтологии, физиологии растений и анатомии человека, филологии и агрономии. Можно только удивляться и восхищаться многогранностью интересов и пытливостью ума этого мыслителя. Но Леонардо да Винчи как ученый был открыт только в конце XVII в. Это не дает нам возможности в достаточной степени определить, каково было его влияние на современников и на ученых более позднего периода. Следует заметить, что Леонардо делал свои записи зеркальным письмом, перемежая его с прямым. Много слов он записывал сокращенно, слитно с другими словами. Это очень затрудняло расшифровку его рукописей. Их начали расшифровывать и издавать в конце XVIII - начале XIX в. Было издано 6 томов его рукописного наследия.
Подводя итоги научной деятельности этого гиганта, хотелось бы обратить внимание на его методологические взгляды. Леонардо резко выступал против схоластического метода: «Мне кажется, что пусты и полны заблуждений те науки, которые не порождены опытом - отцом всякой достоверности и не завершаются в наглядном опыте... Надо производить опыты, изменяя обстоятельства, пока не извлечем из них общих правил». Эти общие правила «направляют наши исследования в природе и наши работы в области искусства; они предостерегают нас от злоупотреблений и от недостаточных результатов». Высоко ценя роль опыта, роль практики, Леонардо да Винчи не был узким практиком, он хорошо сознавал необходимость теории: «Увлекающийся практикой без науки - словно кормчий, входящий на корабль без руля или компаса: он никогда не уверен, куда плывет. Всегда практика должна быть воздвигнута на хорошей теории. Наука - полководец, а практика - солдаты». Такова методология познания Леонардо да Винчи, сохранившая свою ценность и по сей день.
Леонардо да Винчи похоронен в Часовне св. Губерта, в Шато Амбуаза.
Любуясь сегодня великолепными картинами Леонардо да Винчи, рассматривая его остроумные проекты различных сооружений, перечитывая глубокие мысли ученого, благодарное человечество воздает и будет воздавать дань этому гиганту из гигантов эпохи Возрождения.
Ф.М.Дягилев. Из истории физики и жизни ее творцов.
Другие биографии категории:
Вавилов Сергей ИвановичГалилео Галилей
Бор Нильс Хенрик Давид
Вольта Алессандро
Отзывы читателей:
Кэтрин 2014-03-11 11:18:27
Иван 2013-12-19 00:13:06
пушкин саша владимирович 2012-04-26 14:13:59
Пожелания, уточнения, дополнения:
