Наука и изобретения Леонардо да Винчи

Витрувианский человек , ок. 1490 г.

Леонардо да Винчи (1452–1519) был итальянским эрудитом , считавшимся воплощением «человека эпохи Возрождения», демонстрировавшим навыки во многих различных областях обучения. Хотя наиболее известен своими картинами, такими как « Мона Лиза» и « Тайная вечеря» , Леонардо также известен в области гражданского строительства , химии , геологии , геометрии , гидродинамики , математики , машиностроения , оптики , физики , пиротехники и зоологии .

Хотя полный масштаб его научных исследований получил признание только в последние 150 лет, при жизни он работал над своими инженерными разработками и изобретательским мастерством. Многие из его проектов, например, строительство подвижных дамб для защиты Венеции от вторжения, оказались слишком дорогостоящими или непрактичными. Некоторые из его небольших изобретений вошли в мир производства незамеченными. Будучи инженером, Леонардо выдвигал идеи, намного опережавшие свое время, концептуально изобретая парашют , вертолет , боевую бронированную машину, использование концентрированной солнечной энергии , автомобиль и пушку. элементарная теория тектоники плит и двойного корпуса . На практике он значительно продвинул состояние знаний в области анатомии , астрономии , гражданского строительства, оптики и изучения воды (гидродинамики).

Один из рисунков Леонардо, « Витрувианский человек» , представляет собой исследование пропорций человеческого тела, связывающее искусство и науку в едином произведении, которое стало представлять концепцию макрокосма и микрокосма в гуманизме эпохи Возрождения .

Подход к научному исследованию

Исследование движения руки.

В эпоху Возрождения изучение искусства и науки не воспринималось как взаимоисключающее; напротив, одно рассматривалось как информирующее о другом. Хотя обучение Леонардо было в первую очередь художником, во многом оно произошло благодаря его научному подходу к искусству живописи и развитию стиля, который сочетал его научные знания с его уникальной способностью передавать то, что он видел, что создало выдающиеся шедевры искусства для которым он знаменит.

Как учёный, Леонардо не имел формального образования в области латыни и математики и не посещал университет . Из-за этих факторов его научные исследования в значительной степени игнорировались другими учеными. Подход Леонардо к науке заключался в интенсивном наблюдении и подробной записи, а его инструментами исследования были почти исключительно глаза. Его журналы дают представление о его расследованиях.

Будучи исследователем, Леонардо разделял природу и явления на все более мелкие сегменты, конкретно - ножами и измерительными инструментами, интеллектуально - формулами и числами, чтобы вырвать из нее тайны творения. Чем меньше частицы, следует из предположения; тем ближе человек подойдет к разгадке загадок.

Недавний и исчерпывающий анализ Леонардо как учёного, проведенный Фритьофом Капрой, утверждает, что Леонардо был учёным, фундаментально отличающимся от Галилея , Ньютона и других учёных, последовавших за ним, его теоретизирование и выдвижение гипотез интегрировали искусство и особенно живопись. Капра считает, что уникальные комплексные, целостные взгляды Леонардо на науку делают его предшественником современной теории систем и школ комплексной мысли.

Заметки и журналы

Леонардо вел ряд журналов , в которых писал почти ежедневно, а также отдельные записи и листы наблюдений, комментариев и планов. Он писал и рисовал левой рукой, и большая часть его текста написана зеркальным почерком , что затрудняет чтение. Сохранилось многое, иллюстрирующее исследования, открытия и изобретения Леонардо.

После его смерти сочинения были оставлены в основном его ученику и наследнику Франческо Мельци с очевидным намерением опубликовать его научную работу. Где-то до 1542 года Мельци собрал бумаги для «Трактата о живописи» из восемнадцати «книг» Леонардо (две трети из которых пропали без вести). Публикация не состоялась при жизни Мельци, и со временем сочинения были переплетены в разные формы и разошлись. Некоторые из его работ были опубликованы как «Трактат о живописи» через 165 лет после его смерти.

Публикация

Леонардо иллюстрировал книгу о математических пропорциях в искусстве, написанную его другом Лукой Пачоли и названную De divinaпропорция , опубликованную в 1509 году. Он также готовил крупный трактат о своих научных наблюдениях и механических изобретениях. Ее нужно было разделить на несколько разделов или «Книг», причем Леонардо оставил некоторые инструкции, как их следует упорядочить. Многие ее разделы есть в его записных книжках.

Эти страницы посвящены научным темам в целом, а также конкретно, поскольку они затрагивают создание произведений искусства. Что касается искусства, то это не наука, зависящая от экспериментов или проверки теорий. Он посвящен детальному наблюдению, особенно наблюдению за миром природы, и включает в себя много информации о визуальном воздействии света на различные природные вещества, такие как листва.

Леонардо писал:

Начато во Флоренции, в доме Пьеро ди Браччо Мартелли, 22 марта 1508 года. Это будет собрание без порядка, взятое из множества бумаг, которые я скопировал здесь, надеясь позднее расположить их каждый на своем месте. , в соответствии с темами, которые они могут рассматривать. Но я полагаю, что прежде чем я закончу эту [задачу], мне придется повторить одно и то же несколько раз; за что, о читатель! не обвиняйте меня, ибо тем много, и память не может удержать их [все] и сказать: «Я не буду писать этого, потому что я писал это раньше». И если бы я хотел избежать этой ошибки, то было бы необходимо в каждом случае, когда я хотел бы переписать [отрывок], чтобы, не повторяясь, я перечитывал все, что было прежде; и тем более, что между одним моментом письма и другим промежутки велики.

Естественные науки

Этюд градаций светотени на сфере ( светотень ).

Свет

Леонардо писал:

Светильники, которые могут освещать другие тела, бывают 4-х видов. Это; рассеянный свет, как у атмосферы; И Прямой, как у Солнца; Третий — отраженный свет; и есть четвертое, то есть то, что проходит через [прозрачные] тела, такие как полотно, бумага и т. д.

Дама с горностаем

Для художника, работавшего в 15 веке, изучение природы света было необходимо. Именно за счет эффективного рисования света, падающего на поверхность , можно было достичь моделирования или трехмерного внешнего вида в двухмерной среде. , также хорошо понимали Такие художники, как учитель Леонардо, Верроккьо , что видимости пространства и расстояния можно добиться на заднем плане пейзажа, рисуя менее контрастными тонами и менее яркими цветами, чем на переднем плане картины. Воздействие света на твердые тела достигалось методом проб и ошибок, поскольку лишь немногие художники, за исключением Пьеро Делла Франческа, действительно обладали точными научными знаниями по этому предмету.

В то время, когда Леонардо начал рисовать, было необычно, чтобы фигуры изображались с резким контрастом света и тени. Лица, в частности, были затенены мягким образом, при этом все черты и контуры оставались четко видимыми. Леонардо порвал с этим.На картине, обычно называемой «Дама с горностаем» (около 1483 г.), он помещает фигуру по диагонали к пространству картины и поворачивает ее голову так, что ее лицо оказывается почти параллельно ближайшему плечу. Затылок и дальнее плечо глубоко затенены. Вокруг овальной формы ее головы, а также через грудь и руку свет рассеивается таким образом, что можно рассчитать расстояние и положение света по отношению к фигуре.

Обработка света Леонардо в таких картинах, как «Мадонна в скалах» и «Мона Лиза», навсегда изменила то, как художники воспринимали свет и использовали его в своих картинах. Из всего научного наследия Леонардо это, вероятно, имело самый непосредственный и заметный эффект.

Анатомия человека

Леонардо писал:

...чтобы получить истинное и совершенное знание... я препарировал более десяти человеческих тел, уничтожив все остальные члены и удалив мельчайшие частицы плоти, которыми окружены эти вены,... и как одно целое одно тело не просуществовало бы так долго, так как нужно было постепенно переходить к нескольким телам, пока я не дошел до конца и не получил полного знания; это я повторил дважды, чтобы понять различия...

Изучение пропорций головы.

Топографическая анатомия

Леонардо начал формальное изучение топографической анатомии человеческого тела , когда был учеником Андреа дель Верроккьо . Будучи студентом, его учили рисовать человеческое тело с натуры, запоминать мышцы, сухожилия и видимые подкожные структуры, а также знакомиться с механикой различных частей скелетной и мышечной структуры. Обычной практикой в ​​мастерских было предоставление студентам гипсовых слепков частей анатомии человека для изучения и рисования.

Два анатомических исследования

Если, как принято считать, Леонардо изобразил туловище и руки Христа в «Крещении Христа» , над которым он, как известно, сотрудничал со своим учителем Верроккьо, то его понимание топографической анатомии превзошло понимание его учителя в раннем возрасте, поскольку можно увидеть, сравнив руки Христа с руками Иоанна Крестителя на той же картине.

В 1490-х годах он писал о демонстрации студентам мускулов и сухожилий:

Помните, что для того, чтобы быть уверенным в месте происхождения любой мышцы, вы должны потянуть сухожилие, из которого происходит мышца, таким образом, чтобы увидеть, как эта мышца движется, и где она прикрепляется к связкам костей.

Его постоянные исследования в этой области заняли много страниц заметок, каждая из которых систематически посвящена определенному аспекту анатомии. Похоже, что записи предназначались для публикации, и после его смерти эту задачу поручил его ученику Мельци .

В сочетании с изучением аспектов тела создаются рисунки лиц, отображающих различные эмоции, а также множество рисунков людей, страдающих деформациями лица, врожденными или вызванными болезнью. Некоторые из этих рисунков, обычно называемые «карикатурами», после анализа пропорций скелета, по-видимому, основаны на анатомических исследованиях.

Диссекция

Смотрите также: Исследования плода в утробе матери.

Рассечение черепа.

Когда Леонардо добился успеха как художник, ему было разрешено препарировать человеческие трупы в больнице Санта-Мария-Нуова во Флоренции. Позже он анатомировал в Милане в больнице Маджоре и в Риме в Оспедале ди Санто Спирито (первая больница материковой Италии). С 1510 по 1511 год он сотрудничал в своих исследованиях с врачом Маркантонио делла Торре .

Я снял кожу с человека, который настолько сморщился от болезни, что мышцы изнашивались и оставались в состоянии, подобном тонкой перепонке, так что сухожилия вместо того, чтобы сливаться с мышцами, заканчивались широкой перепонкой; а там, где кости были покрыты кожей, они почти не превышали своего естественного размера.

За 30 лет Леонардо препарировал 30 трупов мужчин и женщин разного возраста. Вместе с Маркантонио он подготовил к публикации теоретический труд по анатомии и сделал более 200 рисунков. Однако его книга была опубликована только в 1680 году (через 161 год после его смерти) под заголовком «Трактат о живописи» .

Органы женского тела

Среди детальных изображений, которые нарисовал Леонардо, немало исследований человеческого скелета . Он был первым, кто описал двойную S-форму позвоночника . Он также изучил наклон таза и крестца и подчеркнул, что крестец не был однородным, а состоял из пяти сросшихся позвонков . Он также изучал анатомию человеческой стопы и ее соединение с ногой, и благодаря этим исследованиям он смог продолжить свои исследования в области биомеханики.

Леонардо был не только физиологом, но и анатомом, изучавшим функции человеческого тела, а также исследовавшим и записывавшим его структуру. Он рассек и нарисовал человеческий череп и поперечные сечения мозга : поперечное , сагиттальное и фронтальное . Эти рисунки могут быть связаны с поиском sensus communis , локуса человеческих чувств. который, согласно средневековой традиции, располагался точно в физическом центре черепа.

Этюды плода из дневников Леонардо

Леонардо изучал внутренние органы, первым нарисовав человеческий аппендикс и легкие , брыжейку , мочевыводящие пути , репродуктивные органы , мышцы шейки матки и подробный поперечный разрез полового акта . Он был одним из первых, кто нарисовал научное представление о плоде внутриутробно.

Леонардо изучил сосудистую систему нарисовал рассеченное сердце и детально . Он правильно выяснил, как сердечные клапаны замедляют поток крови, но не до конца понимал кровообращение , поскольку считал, что кровь перекачивается к мышцам, где она потребляется. В 2005 году британский кардиохирург Фрэнсис Уэллс из больницы Папворт в Кембридже впервые начал восстанавливать поврежденное сердце, используя изображение Леонардо фазы открытия митрального клапана, чтобы оперировать без изменения его диаметра, позволяя человеку быстрее выздоравливать. Уэллс сказал: «Леонардо обладал глубоким пониманием анатомии и физиологии тела – его структуры и функций – которое, возможно, некоторые упускали из виду».

Наблюдательная проницательность Леонардо, умение рисовать и ясность изображения костных структур показывают его лучшие качества как анатома. Однако его описание внутренних мягких тканей тела во многом неверно, показывая, что он придерживался концепций анатомии и функционирования, которым в некоторых случаях было тысячелетия, и что его исследованиям, вероятно, препятствовало отсутствие методов консервации, доступных в время. Подробный рисунок внутренних органов женщины, сделанный Леонардо (см. слева), раскрывает многие традиционные заблуждения.

Изучение Леонардо анатомии человека привело также к созданию автомата , который стал называться роботом Леонардо . Вероятно, он был создан примерно в 1495 году, но был заново открыт только в 1950-х годах.

Сравнительная анатомия

Сравнение ноги человека и собаки.

Леонардо изучал не только анатомию человека, но и анатомию многих других животных. Он препарировал коров , птиц , обезьян и лягушек , сравнивая в своих рисунках их анатомическое строение с человеческим. На одной странице своего дневника Леонардо нарисовал пять профильных этюдов лошади с оскаленными в гневе зубами и, для сравнения, рычащего льва и рычащего человека.

Я нашел, что в строении человеческого тела по сравнению с телами животных органы чувств тупее и грубее... Я видел у львиного племени, что обоняние связано с частью вещества мозг, который спускается вниз, через ноздри, которые образуют просторный вместилище для обоняния, которое входит через большое количество хрящевых пузырьков с несколькими ходами, ведущими вверх, туда, куда мозг, как уже говорилось, спускается вниз.

В начале 1490-х годов Леонардо было поручено создать памятник в честь Франческо Сфорца . В его блокнотах имеется ряд планов конного памятника. Существует также большое количество сопутствующих анатомических исследований лошадей. Они включают в себя несколько схем стоящей лошади с аннотациями углов и пропорций, анатомические исследования голов лошадей, дюжину подробных рисунков копыт, а также многочисленные исследования и зарисовки выращивания лошадей.

Он подробно изучил топографическую анатомию медведя, сделав множество рисунков его лап. Также имеется рисунок мышц и сухожилий задних лап медведя.Другие рисунки, представляющие особый интерес, включают матку беременной коровы, заднюю часть дряхлого мула и исследования мускулатуры маленькой собачки.

Ботаника

Наука ботаника уже давно сложилась во времена Леонардо: трактат на эту тему был написан еще в 300 году до нашей эры. Изучение растений Леонардо, вылившееся в множество подробных рисунков в его тетрадях, заключалось не в том, чтобы записывать в схематической форме части растения, а, скорее, как художник и наблюдатель, в том, чтобы зафиксировать точный внешний вид растений, способ роста и путь что отдельные растения и цветы одного сорта отличались друг от друга.

Изучение осоки

В одном из таких исследований показана страница с несколькими видами цветов, на десяти из которых изображены дикие фиалки. Наряду с рисунком растущего растения и детали листа Леонардо неоднократно рисовал одиночные цветы под разными углами, с разным расположением их головок на стебле.

Помимо цветов в тетрадях содержится множество рисунков сельскохозяйственных растений, в том числе нескольких видов зерновых и разнообразных ягод, в том числе детальное изучение ежевики . Есть также водные растения, такие как ирисы и осока . Его записные книжки также побуждают художника наблюдать, как свет отражается от листвы на разных расстояниях и в разных атмосферных условиях .

Ряд рисунков имеют эквиваленты на картинах Леонардо. Элегантный этюд стебля лилии , возможно, был для одной из ранних картин Леонардо «Благовещение», которую держал в руке архангел Гавриил. На обеих картинах «Благовещение» трава усеяна цветущими растениями.

Растения, представленные в луврской версии « Мадонны в скалах», отражают результаты исследований Леонардо в тщательном реализме, который делает каждое растение легко узнаваемым для ботаника.

В «Трактате о живописи » Леонардо предложил следующее правило ветвления :

Все ветви дерева на каждой ступени его высоты, сложенные вместе, равны по толщине стволу [под ними].

Геология

Топографическая карта

Став взрослым, у Леонардо было всего два детских воспоминания, одно из которых — находка пещеры на Апеннинах. Хотя он опасался, что на него может напасть дикий зверь, он рискнул войти, движимый «жгучим желанием увидеть, нет ли внутри чего-нибудь чудесного».

Самый ранний датированный рисунок Леонардо представляет собой исследование долины Арно , сильно подчеркивающее ее геологические особенности. Его записные книжки содержат пейзажи с множеством геологических наблюдений из регионов Флоренции и Милана , часто включая атмосферные эффекты, такие как сильный ливень, обрушившийся на город у подножия горного хребта.

В течение многих лет было замечено, что пласты в горах часто содержат полосы морских раковин. Консервативная наука заявила, что это можно объяснить Великим потопом, описанным в Библии. Наблюдения Леонардо убедили его, что этого не может быть.

Дева в скалах

А немного дальше конгломерата песчаника туф образовался , там, где он поворачивал в сторону Кастель Флорентино; далее откладывался ил, в котором жили раковины, и который слоями поднимался по уровням, на которых мутная Арно впадала в то море. И время от времени дно моря поднималось, откладывая эти раковины слоями, как это можно видеть на разрезе в Колле Гонцоли, вскрытом Арно, разрушающим его основание; при разрезе которых очень хорошо видны указанные слои раковин в глине голубоватого цвета и там обнаружены различные морские предметы.

Эта цитата проясняет широту понимания Леонардо геологии , включая действие воды при создании осадочных пород , тектоническое действие Земли при поднятии морского дна и действие эрозии при создании географических объектов .

В самых ранних картинах Леонардо мы видим замечательное внимание, уделяемое небольшим пейзажам на заднем плане с озерами и водой, окутанными туманным светом. На большей из Благовещенских картин изображен город на берегу озера. Несмотря на то, что горы расположены далеко, можно увидеть, что они состоят из вертикальных слоев. Эту характеристику можно наблюдать на других картинах Леонардо, и она очень напоминает горы вокруг озер Гарда и Изео в Северной Италии. Это особенность обеих картин «Богоматерь в скалах» , которые также включают в себя пещеры из расколотого, обрушившегося и размытого водой известняка.

Картография

Точная карта Имолы, составленная Леонардо для Чезаре Борджиа.

В начале 16 века карты были редки и часто были неточными. Леонардо создал несколько чрезвычайно точных карт, таких как план города Имола, созданный в 1502 году, чтобы завоевать покровительство Чезаре Борджиа . Борджиа был настолько впечатлен, что нанял его военным инженером и архитектором . Леонардо также создал карту долины Кьяна в Тоскане , которую он исследовал, не используя современное оборудование, измеряя расстояния. В 1515 году Леонардо создал карту южного побережья Рима, которая связана с его работой для Ватикана и его планами по осушению болот.

Недавние исследования Донато Пеццутто показывают, что фоновые пейзажи на картинах Леонардо изображают определенные места в виде видов с воздуха с повышенной глубиной, используя технику, называемую картографической перспективой . Пеццутто определяет местонахождение Моны Лизы в Валь-ди-Кьяна, Благовещения в долине Арно, Мадонны из пряжи в долине Адда и Богородицы с Младенцем со Святой Анной в долине Сессия.

Гидродинамика

Исследования воды

Леонардо писал:

Все рукава водного [тока] на каждом этапе его течения, если они имеют одинаковую скорость, равны телу основного потока.

Среди рисунков Леонардо много рисунков, посвященных движению воды, в частности формам, которые принимает быстро текущая вода при ударе о разные поверхности.

Многие из этих рисунков изображают спиральную природу воды. Спиральная и к ее использованию в искусстве и архитектуре форма изучалась в искусстве классической , строгие математические пропорции применялись эпохи . Осознание этих правил пропорции возродилось в эпоху раннего Возрождения . В рисунках Леонардо можно увидеть исследование спирали в воде.

Есть несколько сложных изображений воды, клубящейся над объектом, расположенным по диагонали к ее течению. Есть несколько рисунков воды, падающей с высоты и завивающейся вверх по спирали. На одном из таких рисунков, помимо вьющихся волн, показаны брызги и детали брызг и пузырей.

Интерес Леонардо проявился в изображении ручьев и рек, в воздействии воды на размывание горных пород, а также в катастрофическом действии воды при наводнениях и приливных волнах. Знания, которые он получил в ходе учебы, были использованы при разработке ряда проектов, особенно в отношении реки Арно. Ни одна из крупных работ не была доведена до конца.

Путем экспериментов он разработал идеи о потоках естественных жидкостей , которые были новаторскими для его времени, хотя и не всегда соответствовали открытиям современной механики жидкости.

Астрономия

Леонардо жил в то время, когда геоцентрические теории были наиболее широко используемыми объяснениями взаимосвязи между движением Земли и Солнца. Он писал, что «Солнце обладает субстанцией, формой, движением, сиянием, теплом и порождающей силой; и все эти качества исходят из него самого, не уменьшаясь». Далее он написал:

Земля находится не в центре орбиты Солнца и не в центре Вселенной, а в центре своих элементов-компаньонов и объединена с ними. И всякий, кто стоит на луне, когда она и солнце оба находятся под нами, увидит эту нашу землю и элемент воды на ней так же, как мы видим луну, и земля осветит ее, как она освещает нас.

В одном из его блокнотов на полях есть пометка: «Солнце не движется», что может указывать на поддержку Леонардо гелиоцентризма .

Алхимия

Иногда утверждают, что Леонардо да Винчи был алхимиком . Он обучался в мастерской Верроккьо, который, по словам Вазари, был способным алхимиком. Леонардо был химиком настолько, что экспериментировал с различными средами для суспендирования красочного пигмента . В росписи фресок его эксперименты привели к печально известным неудачам: «Тайная вечеря» испортилась за столетие, а «Битва при Ангиари» скатилась со стены. На многих страницах заметок Леонардо о художественных процессах есть некоторые, касающиеся использования серебра и золота в произведениях искусства, информация, которую он усвоил еще будучи студентом.

Научный процесс Леонардо был основан главным образом на наблюдении. Его практические эксперименты также основаны на наблюдении, а не на вере. Леонардо, ставивший под сомнение порядок устройства Солнечной системы и отложение окаменелостей во время Великого Потопа , не имел времени на алхимические поиски по превращению свинца в золото или созданию зелья , дающего вечную жизнь.

Леонардо сказал об алхимиках:

Ложные толкователи природы заявляют, что ртуть является общим семенем каждого металла, не помня, что природа меняет семя в зависимости от разнообразия вещей, которые она желает произвести в мире.

Старым алхимикам... никогда ни случайно, ни путем эксперимента не удавалось создать ни малейшего элемента, который может быть создан природой; однако [они] заслуживают безмерной похвалы за полезность вещей, изобретенных для использования людьми, и заслужили бы ее еще больше, если бы они не были изобретателями вредных вещей, таких как яды и другие подобные вещи, разрушающие жизнь или разум.

И многие промышляли заблуждениями и ложными чудесами, обманывая глупую толпу.

Математические исследования

Перспектива

Искусство перспективы таково, что плоское кажется рельефным, а рельефное — плоским.

В начале 15 века Брунеллески и Альберти изучали линейную перспективу . В 1436 году Альберти опубликовал De pictura («О живописи»), в который вошли его выводы о линейной перспективе. Пьеро делла Франческа продолжил свою работу, и к 1470-м годам ряд художников смогли создать произведения искусства, демонстрирующие полное понимание принципов линейной перспективы.

Эскиз перспективы «Поклонения волхвов»

Леонардо изучал линейную перспективу и использовал ее в своих ранних картинах. Его использование перспективы в двух «Благовещениях» смело, поскольку он использует различные элементы, такие как угол здания, обнесенный стеной сад и дорожку, чтобы контрастировать с ограждением и простором.

Незаконченное «Поклонение волхвов» должно было стать шедевром, раскрывающим большую часть знаний Леонардо в области рисования фигур и перспективы. Существует ряд сделанных им исследований, в том числе детальное исследование перспективы, показывающее сложный фон разрушенных классических зданий , которые он планировал разместить в левой части картины. Кроме того, Леонардо приписывают первое использование анаморфозы , использования «перспективы» для создания изображения, которое можно понять только с помощью изогнутого зеркала или с определенной точки зрения.

Леонардо писал:

Те, кто любит практику без знаний, подобны моряку, который садится на корабль без руля и компаса и никогда не может быть уверен, куда он идет. Практика всегда должна основываться на здравой теории, и к этой перспективе есть проводник и врата; а без этого ничего хорошего в деле рисования сделать нельзя.

Геометрия

Ромбикубооктаэдр . , опубликованный в De божественной пропорции

Находясь в Милане в 1496 году, Леонардо встретил странствующего монаха и академика Луку Пачоли . Под его руководством Леонардо изучал математику . Пачоли, который первым систематизировал и записал систему двойной записи в бухгалтерском учете. уже опубликовал крупный трактат по математическим знаниям, сотрудничал с Леонардо в написании книги под названием De divinaпропорция о математических и художественных пропорциях. Леонардо подготовил серию рисунков правильных твердых тел в форме скелета для гравировки в виде пластин. «De божественная пропорция» была опубликована в 1509 году.

Все проблемы перспективы проясняются пятью терминами математиков , а именно: точка, линия, угол, поверхность и твердое тело. Точка уникальная в своем роде. А точка не имеет ни высоты, ни ширины, ни длины, ни глубины, поэтому ее следует считать неделимой и не имеющей размеров в пространстве.

Анаморфоза

Леонардо да Винчи, Атлантический кодекс : Художник, использующий «стекло», рисуя армиллярную сферу в перспективе.

...И если вы нарисуете это на стене, перед которой вы сможете свободно передвигаться, это будет выглядеть непропорционально... и если, несмотря на то, что вы все еще хотите это нарисовать, необходимо будет, чтобы ваша перспектива была видна через одно отверстие…

- Леонардо да Винчи, Атлантический кодекс.

Леонардо был автором некоторых из самых ранних известных примеров живописного анаморфоза, выявленных и изученных. Анаморфоз — это тип оптического устройства, в котором изображения представляются с измененными пропорциями и распознаются только тогда, когда изображение наблюдается с определенной точки зрения или с использованием искажающих инструментов. Ярким примером в живописи являются «Послы» (1533) Ганса Гольбейна Младшего .

Одним из инструментов, использованных Леонардо для исследования анаморфоза, был инструмент угла контингенции, воссозданный в наше время с помощью Атлантического кодекса . Это прибор для определения угла отражения луча света, падающего на поверхность цилиндрического зеркала.

Два анаморфных рисунка, лицо ребенка и глаз в лицевой стороне Codex Atlanticus, лист 98.

Первые примеры исследований Леонардо по анаморфозам можно найти как в его трактате «Трактат о живописи» («Правила для художника»), так и в его трактате «Трактат о живописи». и в Атлантическом кодексе. Два анаморфных рисунка Атлантического кодекса, изображающие голову ребенка и глаз, являются примерами плоского анаморфоза. Оба рисунка можно корректировать, если смотреть под углом ракурса , поместив глаз на правую сторону листа, примерно на средней высоте. В оригинальной статье представлена ​​заготовка с пучком линий, проведенных металлическим наконечником, внутри которого начертаны фигуры; эти линии невидимы при любой репродукции. Глава Кодекса Арундела 263 (около 62, 9р.) под названием «О естественной перспективе, смешанной со случайной перспективой» объясняет, как применить случайную точку зрения к естественной поверхности, чтобы движущийся наблюдатель мог получить видение «чудовищной» фигуры. Это была процедура, использованная для выполнения «Битвы дракона и льва» и «Картины с лошадьми», настолько своеобразной, что привлекла внимание Франциска I Французского, продемонстрировавшего наличие геометрической конструкции, лежащей в основе эскизов, которую можно увидеть на их реальные пропорции, только соблюдая их с помощью обычной техники, необходимой для «анаморфных» картин.По словам Юргиса Балтрушайтиса, это одни из старейших примеров анаморфоза, известных в то время, и относительно техники он заявил:

Инженерия и изобретения

Вазари в «Жизнеописаниях» говорит о Леонардо:

Он проектировал мельницы, салфеточные машины и двигатели, которые могли приводиться в движение силой воды... Кроме того, он создавал модели и планы, показывающие, как без труда прокладывать туннели в горах, чтобы переходить с одного уровня на другой. ; и он продемонстрировал, как поднимать и тянуть большие тяжести с помощью рычагов, подъемников и лебедок, а также способы очистки гаваней и использования насосов для всасывания воды с больших глубин.

Практические изобретения и проекты

Смотрите также: Самоходная тележка Леонардо и робот Леонардо.

Станок для шлифовки выпуклых линз.

С тем же рациональным и аналитическим подходом, который он использовал в анатомических исследованиях, Леонардо приступил к изучению и проектированию ошеломляющего количества машин и устройств. Он нарисовал их «анатомию» с беспрецедентным мастерством, создав первую форму современного технического рисунка, включая усовершенствованную технику «покомпонентного изображения» для изображения внутренних компонентов. Эти исследования и проекты собраны в его кодексах и занимают более 5000 страниц. Леонардо был мастером механических принципов. Он использовал рычаги и консольные механизмы , шкивы , кривошипы , шестерни , в том числе угловые и реечные передачи ; параллельное соединение , системы смазки и подшипники . Он понял принципы, управляющие импульсом , центростремительной силой , трением и крылом, и применил их в своих изобретениях. Его научные исследования остались неопубликованными, например, его рукописи, описывающие процессы, управляющие трением, предшествовали введению законов трения Амонтона на 150 лет.

Невозможно с уверенностью сказать, сколько или даже какие из его изобретений вошли в общее и практическое применение и тем самым оказали влияние на жизнь многих людей. Среди изобретений, которым приписывают широкое практическое применение, - мостик с опорой, автоматическая намотка шпуль , прокатный стан , машина для испытания прочности проволоки на разрыв и станок для шлифовки линз , изображенный справа. В станке для шлифовки линз вращение шлифовального круга вручную приводит в действие угловую передачу, которая вращает вал, поворачивая зубчатую тарелку, в которой находится шлифоваемое стекло или кристалл. Одно действие вращает обе поверхности с фиксированным передаточным числом, определяемым шестерней.

Будучи изобретателем, Леонардо не был готов рассказать все, что знал:

Как с помощью определенной машины многие люди могут оставаться некоторое время под водой. Как и почему я не описываю свой способ пребывания под водой и как долго я могу оставаться без еды; и я не публикую и не разглашаю их по причине злой природы людей, которые будут использовать их как средство разрушения на дне моря, отправляя корабли на дно и топя их вместе с находящимися в них людьми. И хотя я передам другим, в них нет никакой опасности; потому что устье трубки, которой вы дышите, находится над водой и поддерживается на мешочках из пробок.

Мосты и гидравлика

Различные гидравлические машины

Изучение Леонардо движения воды привело его к созданию механизмов, использующих ее силу. Большая часть его работы по гидравлике была поручена Людовико иль Моро . Леонардо написал Людовико, описывая свои навыки и то, что он мог построить:

...очень легкие и прочные мосты, которые можно легко переносить и с помощью которых можно преследовать врага, а иногда и убегать от него; и другие, безопасные и неразрушимые при пожаре или нападении, их легко и удобно транспортировать и устанавливать на место.

Среди его проектов во Флоренции был проект по изменению течения Арно и затоплению Пизы . К счастью, это стоило слишком дорого. Он также обследовал Венецию и разработал план создания подвижной дамбы для защиты города от захватчиков.

В 1502 году Леонардо создал чертеж однопролетного моста длиной 240 м (720 футов) как часть гражданского строительства для османского султана Баязида II Стамбула проекта . Мост был предназначен для перекрытия залива в устье Босфора , известного как Золотой Рог . Баязид не стал реализовывать этот проект, поскольку считал такое строительство невозможным. Идея Леонардо была возрождена в 2001 году, когда был построен мост меньшего размера по его проекту в Норвегии .Каменную модель моста оценили в 2019 году исследователи Массачусетского технологического института . Самонесущая модель в масштабе 1:500 была построена из 126 напечатанных на 3D-принтере каменных сечений, и скрепленных без раствора . Исследователи пришли к выводу, что мост мог бы выдержать собственный вес и сохранить устойчивость под нагрузкой и силой сдвига ветра .

Боевые машины

См. Также: Architonnerre и скорострельный арбалет.

Арсенал

Письмо Леонардо Людовико иль Моро заверило его:

Когда место осаждено, я знаю, как отрезать воду из траншей и построить бесконечное количество мостов, накидок, лестниц для восхождения и других инструментов, необходимых для осады. У меня также есть типы минометов, которые очень удобны и легко транспортируются.... когда место не может быть уменьшено методом бомбардировки ни из-за его высоты, ни из-за его расположения, у меня есть методы разрушения любой крепости или другого опорного пункта, даже если он будет основан на камне. .... Если бой будет на море, у меня есть много двигателей, наиболее эффективных для нападения и защиты, а также корабли, способные противостоять пушкам и пороху.

В записных книжках Леонардо есть множество военных машин, в том числе транспортное средство , которое приводится в движение двумя мужчинами, приводящими в движение коленчатые валы. Хотя сам рисунок выглядит вполне законченным, механика, по-видимому, не была до конца проработана, поскольку, если его построить так, как нарисовано, машина никогда не сможет двигаться вперед. В документальном фильме BBC команда военных построила машину и изменила механизмы, чтобы заставить машину работать. Было высказано предположение, что Леонардо намеренно оставил эту ошибку в конструкции, чтобы не допустить ее применения на практике посторонними людьми. Другая машина, приводимая в движение лошадьми с наездником на заднем сиденье, несет впереди себя четыре косы, установленные на вращающемся механизме, вращаемом валом, приводимым в движение колесами телеги, находящейся позади лошадей.

Предложенный автомобиль Леонардо

В записных книжках Леонардо также изображены пушки, которые, как он утверждал, «метали маленькие камни, как буря, и их дым вызывал у врага великий ужас, большие потери и замешательство». Он также сконструировал огромный арбалет . По его подробному чертежу один из них был построен британской армией , но его не удалось заставить вести успешный огонь. В 1481 году Леонардо спроектировал пушку с водяным охлаждением и заряжанием с казенной части, с тремя стойками стволов, позволяющими перезаряжать одну стойку во время стрельбы из другой и, таким образом, поддерживать непрерывную огневую мощь. Орудие «веерного типа» с горизонтальным расположением стволов позволяло вести широкий разброс выстрелов.

Леонардо был первым, кто нарисовал с колесным замком мушкет ок. 1500 г. н. э. (прецедент кремневого мушкета , который впервые появился в Европе в 1547 году), хотя еще в 14 веке китайцы использовали «стальное колесо» с кремневым замком для подрыва наземных мин .

Пока Леонардо работал в Венеции, он нарисовал эскиз раннего водолазного костюма , который будет использоваться для уничтожения вражеских кораблей, заходящих в венецианские воды. Для документального фильма BBC был изготовлен костюм из свиной кожи, обработанной рыбьим жиром для отталкивания воды. Голову закрывал шлем с двумя очками спереди. Дыхательная трубка из бамбука с шарнирами из свиной кожи крепилась к задней части шлема и соединялась с поплавком из пробки и дерева. Когда аквалангисты протестировали костюм, они обнаружили, что он является работоспособным предшественником современного водолазного костюма: пробковый поплавок при погружении действует как камера сжатого воздуха. Его изобретения были очень футуристическими, а это означало, что они были очень дорогими и оказались бесполезными.

Полет

См. также: Большой воздушный змей

Полет птицы

В детстве Леонардо над его колыбелью зависал ястреб. Вспоминая этот случай, Леонардо посчитал его пророческим:

Объект оказывает такое же сопротивление воздуху, как и воздух объекту. Вы можете видеть, что взмахи крыльев в воздухе поддерживают тяжелого орла в самой высокой и редкой атмосфере, близкой к сфере стихийного огня. Вы снова увидите, как воздух движется над морем, наполняете раздувающиеся паруса и управляете тяжело нагруженными кораблями. На основе этих примеров и приведенных причин человек с достаточно большими и правильно соединенными крыльями мог бы научиться преодолевать сопротивление воздуха и, победив его, преуспеть в подчинении его и возвыситься над ним.

Проект летательного аппарата с крыльями, близким к строению крыльев летучей мыши.

Желание летать выражено во многих этюдах и рисунках. Его более поздние дневники содержат подробное исследование полета птиц и несколько различных конструкций крыльев, основанных на конструкции крыльев летучих мышей, которые он описал как менее тяжелые из-за непроницаемой природы мембраны. Существует легенда, что Леонардо испытывал летательный аппарат на Монте-Чечери вместе с одним из своих учеников, и тот упал и сломал ногу. Эксперты Мартин Кемп и Лиана Бортолон сходятся во мнении, что нет никаких доказательств такого теста, о котором не упоминалось бы в его журналах.

Один из созданных им проектов представляет собой летательный аппарат, поднимаемый с помощью ротора, приводимого в движение человеком . Это бы не сработало, поскольку сам корпус корабля вращался бы в направлении, противоположном ротору.

Помимо того, что он сконструировал ряд летательных аппаратов с приводом от человека и механическими машущими крыльями, он также разработал парашют и легкий дельтаплан , которые могли летать.

Музыкальный инструмент

Основные статьи: Альт органиста и клавесин-альт.

Альт органиста ( Атлантический кодекс , 1488–1489)

Альт-органиста — экспериментальный музыкальный инструмент, изобретенный Леонардо да Винчи . Это был первый смычковый клавишный инструмент (от которого сохранились какие-либо записи), когда-либо изобретенный.

Первоначальная идея Леонардо, сохранившаяся в его записных книжках 1488–1489 годов и на рисунках в Атлантическом кодексе , заключалась в использовании одного или нескольких непрерывно вращающихся колес, каждое из которых натягивало петлеобразную дугу, что напоминало ремень вентилятора в автомобильном двигателе. и перпендикулярно струнам инструмента.

Изобретения стали реальностью

В конце 20 века интерес к изобретениям Леонардо возрос. Было реализовано множество проектов, целью которых было превратить диаграммы на бумаге в рабочие модели. Одним из факторов является осознание того, что, хотя в 15 и 16 веках Леонардо имел ограниченный набор материалов, современные технологические достижения сделали доступным ряд прочных и легких материалов, которые могли бы воплотить замыслы Леонардо в реальность. Это особенно касается его проектов летательных аппаратов .

Трудность, возникающая при создании моделей, состоит в том, что часто Леонардо не до конца продумывал механику машины до того, как ее нарисовал, или же использовал своего рода графическую стенографию, просто не удосуживаясь нарисовать в какой-то точке шестерню или рычаг. где один необходим для того, чтобы машина функционировала. Отсутствие доработки механических деталей может вызвать значительную путаницу. Таким образом, многие созданные модели, например, некоторые из тех, что выставлены в Кло-Люсе , доме Леонардо во Франции, не работают, но будут работать с небольшой механической доработкой.

Проекты

• 
  Леонардо да Винчи: Инструмент для определения угла непредвиденных обстоятельств, реконструированный на основе Атлантического кодекса.
• 
  Ходьба по воде
• 
  Циркули для рисования парабол.
• 
  Водяной гироскопический компас
• 
  , «Воздушный винт» напоминающий вертолет.
• 
  Пушки (Стрельба)
• 
  Эскиз спасательного пояса

Модели по чертежам

• 
  Модель моста Леонардо
• 
  Модель парашюта Леонардо.
• 
  Модель моста Золотой Рог по эскизу Леонардо.
• 
  Рибодекен (или органная пушка)
• 
  Модель боевой машины Леонардо.
• 
  Модель маховика
• 
  Модель крыла Леонардо да Винчи в Национальном музее науки и техники в Милане.

Выставки

• Галерея Леонардо да Винчи в Национальном музее науки и техники Леонардо да Винчи в Милане; постоянная экспозиция, самая большая коллекция проектов и изобретений Леонардо.
• Модели по эскизам Леонардо находятся в постоянной экспозиции Clos Lucé.
• В 2006 году в Музее Виктории и Альберта в Лондоне прошла выставка «Леонардо да Винчи: опыт, эксперимент и дизайн».
• Музей Логитек
• «Выставка машин да Винчи» проходила в павильоне Культурной площади в Саут-Бэнк, Брисбен, Квинсленд, Австралия, в 2009 году. Показанные экспонаты были предоставлены во временное пользование Музеем Леонардо да Винчи, Флоренция, Италия.

Телевизионные программы

• США Служба общественного вещания (PBS) в октябре 2005 года выпустила в эфир телевизионную программу под названием « Машины мечты Леонардо » о создании и успешном полете планера, основанного на конструкции Леонардо.
• В апреле 2009 года канал Discovery начал серию под названием «Doing DaVinci» , в которой команда строителей пытается построить различные изобретения Леонардо на основе его проектов.

См. также

• Список работ Леонардо да Винчи
• Глобус из страусиного яйца
• Личная жизнь Леонардо да Винчи

Ссылки

• Бсмбах, Кармен (2003). Леонардо да Винчи, мастер рисования . Нью-Хейвен: Издательство Йельского университета. п. 414 . ISBN  0-300-09878-2 .
• Уоллес, Роберт (1972) [1966]. Мир Леонардо: 1452–1519 . Нью-Йорк: Книги Time-Life.

Дальнейшее чтение

• Мун, Фрэнсис К. (2007). Машины Леонардо да Винчи и Франца Рело, Кинематика машин от Возрождения до XX века . Спрингер. ISBN  978-1-4020-5598-0 .
• Капра, Фритьоф (2007). Наука Леонардо; Внутри разума гения Возрождения . Нью-Йорк: Даблдей.

Внешние ссылки

• Искусство войны: военные машины Леонардо да Винчи
• Полный текст и изображения перевода «Тетради» Рихтера
• Леонардо да Винчи: Опыт, эксперимент, замысел (обзор)
• Некоторые оцифрованные страницы блокнота с пояснениями из Британской библиотеки (недоступно в формате HTML5)
• Цифровой и анимированный сборник страниц тетради по анатомии.
• Домашняя страница BBC Леонардо
• Леонардо да Винчи: Лестерский кодекс.
• Письмо Леонардо Людовико Сфорца.
• Анимации анаморфоз Леонардо и других художников.
• Да Винчи – Гений: обширная передвижная выставка о Леонардо да Винчи.
• Технические рисунки Леонардо да Винчи – галерея высокого разрешения
• Леонардо да Винчи: анатомические рисунки из Королевской библиотеки Виндзорского замка , полностью онлайн-каталог выставки в формате PDF из Метрополитен-музея.
• Леонардо да Винчи, мастер-рисовальщик , полностью онлайн-каталог выставки в формате PDF из Метрополитен-музея.
• Леонардо да Винчи: анатом. Королевская галерея, Букингемский дворец, с пятницы, 4 мая 2012 г., по воскресенье, 7 октября 2012 г. Анатомические рисунки в высоком разрешении.