VIVOS VOCO: Г.К. Михайлов, "Леонардо да Винчи, кто он?"

Леонардо да Винчи, кто он?

Г.К. Михайлов,
доктор физико-математических наук
Москва

По материалам доклада «Механика в рукописях Леонардо да Винчи» (критический взгляд на тему) на Международной научной конференции «Творческое наследие Леонардо да Винчи», проходившей 18 ноября 2002 г. в Москве. Ср.: Б.Фоли, В.Содэл, "Вклад Леонардо да Винчи в теоретическую механику"

Леонардо да Винчи (1452-1519) - был одним из самых легендарных и плодовитых деятелей всей эпохи Возрождения. Ему посвящено, по некоторым оценкам, до 20 тыс. публикаций, из которых подавляющее большинство приходится на вторую половину XX в. Эта литература, преимущественно идолопоклоннического характера, создала в обществе образ гениального художника, ваятеля и ученого. То, что Леонардо выдающийся живописец, было признано еще при его жизни, но он открыто претендовал также на звание инженера и архитектора и, кроме того, был скрытым естествоиспытателем, о чем он публично вовсе не заявлял. Его интересы были всеобъемлющи. Они охватывали все сферы живой природы - анатомию, физиологию, биомеханику (движение животных и полет птиц) и ботанику, а также геологию, орографию, метеорологию и широкий спектр естественных наук - прежде всего механику (включая прочность конструкций и движение вод), оптику и отчасти астрономию и химию. Глубокий интерес проявлял он также к технике - машиностроению и особенно летательным аппаратам.

Закрытая боевая машина («танк»). 1485 г.

Леонардо был проницательным наблюдателем: обладал острым глазом, виртуозно владел пером, фиксируя все, что видел. Не получив хорошего образования и не вполне владея языком науки того времени - латынью, он исписал на итальянском языке тысячи листов, посвященных всевозможным темам, дополнив их рисунками с изображением увиденного и самостоятельно придуманного.

Все свои мысли Леонардо записывал тайнописью - в зеркальном отображении, скрывая их от окружающих. Он обладал исключительным самомнением. Приведем, для примера, одну из его хвалебных записей в свой адрес, связанную с неосуществимым проектом летательного аппарата: «Большая птица начнет первый полет со спины своего исполинского лебедя, наполняя вселенную изумлением, наполняя молвой о себе все писания, - вечной славой гнезду, где она родилась!»

Согласно легенде Леонардо систематически недосыпал, целиком отдаваясь работе. Его записи сохранились лишь частично, преимущественно в бессистемной россыпи. В них он задал природе тысячи вопросов, не получив ответа почти ни на один из них. Он указал возможные экспериментальные пути к получению многих ответов, но практически не воспользовался ими сам. Мы встречаем у Леонардо неоднократные упоминания грандиозных планов написания трактатов на различные темы, хотя он понимал их полную нереальность. Увы, гениальный прожектер, он брался за все, но едва ли выполнил даже ничтожную долю намеченного. Прожив сравнительно долгую жизнь (67 лет), он так и не приблизился к завершению ни одной из своих задумок. Неспособность ставить перед собой реальные задачи была жизненной трагедией этого великого гения.

Будучи известен как выдающийся живописец эпохи, но не обладая семейным состоянием, Леонардо вынужден был искать покровителей, выдвигая на первый план свои военно-инженерные замыслы. В 1483 г. он предложил свои услуги Миланскому герцогству. В обращении к правителю Лодовико Моро Леонардо обещал открыть технические секреты и с успехом их осуществить: он перечислил в девяти пунктах всевозможные военные проекты, предлагал сооружать переносные мосты, стенобитные орудия, бомбарды, тайные туннели, бронированные наступательные повозки, выдерживающие огонь бомбард корабли и многие другие секретные приспособления; и только в десятом пункте он говорит о способностях своих как архитектора, строителя и гидротехника, а затем упоминает о своих талантах ваятеля и живописца и, в частности, обещает создать задуманную ранее миланцами конную статую герцога Франческо Сфорца - отца Лодовико Моро.

Леонардо был принят в состав герцогской инженерной коллегии. Однако о его военно-инженерной и гидротехнической деятельности на протяжении 16 лет работы в Милане нам мало что известно, за исключением некоторых планов и прожектов.

Цепная передача.

Попытка создать конный памятник Франческо Сфорца явилась, может быть, наиболее яркой иллюстрацией вечной трагедии Леонардо - противоречия между намерениями и возможностями. Он проработал над памятником все 16 лет, создав лишь глиняный макет в натуральную величину. Уже через шесть лет после начала этой работы (1489 г.) Лодовико Моро сказал: «Хотя я поручил это дело Леонардо, я не думаю, чтоб он смог выполнить его». В 1500 г., после свержения герцога, Леонардо записал: «Герцог потерял государство, имущество, свободу, и ни одно из его дел не было им закончено». Критически оценив работу герцога, он не заметил, что то же самое можно сказать и о нем самом. Леонардо брался за все, но не успевал завершить почти ничего. В 1513 г. сын Лоренцо Великолепного Джованни Медичи, ставший папой Львом X, сказал в адрес Леонардо: «Увы, никогда ничего не сделает тот, кто начинает думать о конце работы, еще не начав ее».

Рукописные заметки научно-технического характера, оставленные Леонардо да Винчи, содержат много любопытного. Часть из них стала впервые известна широкому кругу ученых и историков в самом конце XVIII в., когда в Париже было опубликовано общее описание некоторых его рукописей, вывезенных Наполеоном из Милана. Затем на протяжении второй половины XIX и всего XX в. были факсимильно воспроизведены многочисленные собрания разрозненных записок Леонардо. Среди них следует упомянуть прежде всего находящийся теперь в Милане колоссальный Codex Atlanticus (новое факсимильное издание его в 12 томах с 12 томами транскрипций опубликовано в 1973-1975 гг.), большое собрание, попавшее неизвестным путем в Виндзорский замок, и напечатанные впервые сравнительно недавно (1974 г.) Мадридские кодексы (имеется и множество меньших по объему разрозненных изданий, среди которых и изданная Ф.Ф.Сабашниковым в 1893 г. в Париже рукопись «О полете птиц»).

Вплоть до середины прошлого века рукописи Леонардо вызывали только общее изумление и граничащее с преклонением восхищение гениальностью их автора. Обширные систематически упорядоченные извлечения из них воспроизводились по-итальянски и в переводах на многие языки. Обстоятельный русский перевод избранных естественнонаучных записок Леонардо да Винчи был опубликован известным историком науки Василием Павловичем Зубовым. Это том, объем которого превышает тысячу страниц [1].

Слава Леонардо как инженера и ученого непрестанно росла на протяжении XIX и XX вв. вместе с числом посвященных ему публикаций. Действительно, в отдельных его высказываниях можно усмотреть прообразы общих законов динамики и даже вариационных принципов механики, он утверждает единство законов движения на Земле и во Вселенной, набрасывает конструкции достаточно сложных технических устройств (включая вертолет), выступает против возможности создания вечного двигателя.

Однако предтеча современной истории механики Пьер Дюэм (1861-1916) и особенно ее основатель Клиффорд Трусделл (1919-2000) критически отнеслись к излишнему возвеличиванию Леонардо да Винчи как ученого-экспериментатора, далеко опередившего свое время. В начале XX в. Дюэм открыл для современной науки средневековую механику и кинематику. Оказалось, что в Оксфордской и Парижской школах XIV в. были введены при изучении процессов движения количественные характеристики и графические изображения функциональных зависимостей, что явилось совершенно новым этапом по сравнению с античной наукой.

Дюэм издал работу «Этюды о Леонардо да Винчи», снабдив ее подзаголовком: «Те, кого он читал, и те, кто его читали». Таким образом, впервые был поставлен вопрос о месте Леонардо в истории науки. В 1905 г. Дюэм писал: «В работах по механике Леонардо да Винчи нет ни одной существенной идеи, которая не возникла бы из работ средневековых математиков».

В середине прошлого века (1957) - в связи с 500-летием со дня рождения Леонардо - американский историк науки Дж.Рэндалл писал:

«Прочитав сам некоторые труды антиклерикальных итальянских авторов по натурфилософии эпохи кватроченто, <…> я обнаружил, что все предположительно «новаторские» идеи, до открытий Дюэма приписывавшиеся Леонардо, были известны и изучались в итальянских университетах XV в. в Падуе, Болонье, Павии и повсюду».

Более того, подводя итоги своего изучения трудов Леонардо, он утверждал:

«Сам Леонардо не был ученым в том смысле, в каком он и его современники понимали науку, или в любом другом смысле, в котором кто-либо другой понимал науку <…>. В Кодексах Леонардо невозможно обнаружить ни одной теоретической научной идеи, которая была бы совершенно новой или же неизвестной сформировавшимся научным школам Италии того времени. Представление, - не противоестественно возникшее, когда его Кодексы были впервые опубликованы после 1881 г., - о том, что его записки полны поразительно оригинальных пророчеств, было следствием превалирующего в то время полнейшего незнания того, что было известно об ученых - современниках Леонардо» [2].

Попытки Дюэма критически оценить наследие Леонардо вызвали первоначально неприятие у многих историков науки. В конце 1940-х - начале 1950-х годов Дюэма подвергали резкой критике, обвинив в католическом клерикализме. Однако серьезная Американская школа медиевистики середины XX в. полностью оправдала Дюэма.

Безусловно, труды любого ученого должны рассматриваться в сопоставлении с достижениями его предшественников и современников и в свете их влияния на последующее развитие науки. Вследствие скрытности Леонардо и обнаружения части его рукописей лишь через 300 лет после их написания, естественно, не приходится говорить о влиянии этих записок на последующее развитие естественных наук и техники. Серьезного сопоставления текстов Леонардо да Винчи с сохранившимися рукописями и даже с публикациями современников и предшественников до второй половины XX в. практически не проводилось. Непредвзято и критически подошел к научно-техническому наследию Леонардо профессор Трусделл, не побоявшийся бросить вызов традиционным взглядам [3]. Он указал на явное преувеличение многими современными историками глубины ряда высказываний Леонардо, на непоследовательность, противоречивость и умозрительность многих его замечаний, почти полное отсутствие описания его собственных экспериментов, широкое использование заимствованных материалов. Трусделл подчеркнул необходимость серьезного историко-критического анализа записок Леонардо, сопоставления их содержания с другими материалами его эпохи, для того чтобы вычленить действительно оригинальные и однозначно сформулированные им суждения. Это грандиозная работа, которая сейчас только начинается и требует высококвалифицированных специалистов, владеющих как соответствующими естественными и техническими науками, так и знанием средневековых печатных и рукописных источников.

К сожалению, мы не знаем точно, чьи сочинения читал Леонардо. Упоминания других ученых у него крайне редки, к тому же он из принципа отвергал всякое слепое следование авторитетам. У Леонардо встречаются (как правило, вне научного контекста) ссылки на Аристотеля, Архимеда и Теофраста - из древних авторов (IV-III вв. до н.э.), Витрувия, Герона, Лукреция и Фронтина - периода расцвета Римской империи (I в. до н.э. - I в. н.э.), Сабита ибн Корру - из арабских ученых (IX в.), Иордана Неморария и Роджера Бекона (XIII в.), Альберта Саксонского, Суайнсхеда и Хейтесбери (XIV в.), Альберти и Фоссамброне (XV в.). Едва ли не единственным исключением в записках Леонардо стала его непосредственная полемика с Альбертом Саксонским о движении. Однако нам неизвестно, что он на самом деле читал. Определить это можно только путем кропотливого сличения заметок Леонардо с текстами его предшественников и современников, часто сохранившимися лишь в рукописях.

Известно, что у Леонардо встречаются вольные пересказы тех или иных авторов. Так, по разным источникам мы знаем, что он был знаком с учением Парижской школы XIV в. о природе движения и теории рычага. Однако Леонардо не добавил ничего существенного: высказывания его здесь нечетки и непоследовательны. Но, может быть, он был первым, кто заинтересовался движением по наклонной плоскости.

Вообще, в разделах науки, требующих обобщений, Леонардо не проявляет особой проницательности, по-видимому, вследствие слабой общей естественнонаучной подготовки. Там же, где нужен острый глаз, он непревзойден и гениален. Не будучи подготовлен к серьезному изучению динамики процессов, он блестящ в наблюдении их кинематики.

Своеобразно отношение Леонардо к математике. Часто приводят следующие слова из его записок: «Пусть не читает меня тот, кто не является математиком». Не ясно, как понимать это заявление и не является ли оно переложением слов греческих авторов. В другом месте Леонардо пишет: «Механика есть рай математических наук, посредством нее достигают математического плода». Но надо иметь в виду, что Леонардо почти не владел математикой: он складывал дроби, но едва владел начатками алгебры, не умел решать даже простейшие линейные уравнения и пользовался только пропорциями. Поэтому приведенные высказывания о математике носят, может быть, чисто апологетический характер.

Леонардо формулировал все законы только в виде простых пропорциональностей. Иногда они могли совпадать с действительностью, иногда - нет. И трудно судить, когда он приходит к правильному заключению сознательно, а когда случайно.

Любопытно, однако, что, рассматривая некоторые геометрические задачи, которые он не мог решить аналитически, Леонардо придумывал механические приборы, которые давали решения. По части того, что можно рассмотреть и сконструировать, он был безусловно гениален.

Механическая колесница. 1490 г.

Леонардо постоянно говорит об экспериментах, о необходимости их постановки. Но мы не знаем, сколь часто он их на самом деле выполнял. Единственным замечанием Леонардо, бесспорно опирающимся на эксперимент, является утверждение о том, что сила трения пропорциональна нагрузке, причем коэффициент трения составляет одну четверть. Это первая известная нам и довольно правдоподобная оценка коэффициента трения. В этом отношении Леонардо безусловно предвосхитил работы Гийома Амонтона конца XVII в., которому обычно приписывается открытие законов трения.

Большое количество записок Леонардо посвящено прочности колонн, балок и арок. В подтверждение своих суждений он ссылается иногда на эксперимент, но чаще предлагает убедиться на опыте самому читателю. Заключение Леонардо об обратной пропорциональности прочности опор их высоте противоестественно, хотя он и ссылается неоднократно на мысленные эксперименты. На основании тщательного анализа всех записок о прочности конструкций Трусделл пришел к заключению, что Леонардо не располагал в этой области ни одним верным результатом, кроме очевидного положения о том, что прочность пропорциональна сечению колонны (балки), - положения, a priori интуитивно известного любому строителю.

Наоборот, там, где знание достигается наблюдением, Леонардо гениально проницателен. Так, явно на основе наблюдений он устанавливает места излома арок и сводов при их нагружении. Он обнаружил резонансное возбуждение колебаний в колоколах, появление волновых картин на покрытых мелкой пылью вибрирующих пластинах, - явления, которые были описаны лишь в XVII и XVIII вв.

Особенно широкое поле наблюдений представляло для Леонардо движение вод. Здесь многое замечено им впервые. Он описывал движение волн на воде и, в частности, распространение круговых волн на поверхности и взаимное их беспрепятственное прохождение. Отметил образование донных песчаных гряд в потоках и аналогичных гряд, обусловленных действием ветра на суше. Он наблюдал и зарисовывал траектории движения частиц при истечении из отверстий и через водосливы. Замечательны его схематические зарисовки картин вторичных течений в жидкости при сходе потока с донной ступени. Он наблюдал за движением вод в реках и, по-видимому, первым отметил закон неразрывности - обратную пропорциональность скоростей площадям поперечных сечений.

По-видимому, Леонардо не только предложил и описал плоский щелевой лоток для изучения движения жидкости, но и на самом деле пользовался им для наблюдения траекторий течения путем помещения в жидкость подходящих трассеров, в качестве которых он использовал сухие зерна.

Таким образом, Леонардо обнаружил много нового в движении вод, хотя и не довел, как всегда, своих широких планов до реализации. Не случайно кардинал Барберини поручил в середине XVII в. подготовить для него на основе записок Леонардо да Винчи сохранившийся до нашего времени «Трактат о движении и измерении вод», опубликованный впервые в 1826 г.

Таков Леонардо да Винчи во всех своих противоречиях. Он умел правильно ставить вопросы, указывая иногда и возможные пути поиска решений. Безусловно в этом сказалась гениальность Леонардо. Он не стал путепроходцем в науке, но мог быть путеводителем, если бы не его болезненная скрытность и самомнение, лишившие следующие поколения знакомства с его заметками.

Леонардо да Винчи жил в эпоху формирования новой науки, зарождавшейся как раз на рубеже XV-XVI вв. И хотя он не заложил ни одного из направлений в естественных науках той эпохи, он остается для нас проницательнейшим наблюдателем природы, поражает невероятной разносторонностью своих интересов и догадок, интуицией и провидением.

Литература

1. Леонардо да Винчи. Избранные естественнонаучные произведения / Под ред. В.П.Зубова. М., 1955.

2. Randall J.H. The place of Leonardo da Vinci in the emergence of modern science // Roots of Scientific Thought. N.Y., 1957.

3. Truesdell C. Essays in the History of Mechanics. Berlin, 1968.

Б. Фоли, В. Содэл, "Вклад Леонардо да Винчи в теоретическую механику"