Глава 12
Леонардо/Изобретения
А если меня, изобретателя, презирают, насколько более должны быть порицаемы сами — не изобретатели, а трубачи и пересказчики чужих произведений!
Леонардо да Винчи
Во множестве идей и изобретений, принадлежащих Леонардо, были предсказаны открытия и разработки последующих 300 лет. Если бы его записные книжки с самого начала стали известны обществу, прогресс в науке и технике ускорился бы невероятно.
Бюлент Аталай
Покойный мастер [Леонардо] жив, он говорит с нами, со мной, напрямую, непосредственно, и этим снова подтверждается его величие, потому что я, такой непохожий на него, такой далекий, отделенный классом, расой, языком и прежде всего временем, могу общаться напрямую с великим творцом.
Дональд Сассун
Изобретения Леонардо настолько предвосхитили будущее, что люди эпохи Возрождения не могли ни оценить, ни понять их. Когда Леонардо еще был учеником в мастерской Верроккьо, он научился шлифовать линзы так, чтобы, концентрируя солнечные лучи, добиваться нагрева металла, достаточного для сварки и закалки. Кроме того, он обнаружил, что с помощью вогнутой линзы можно получать сильно увеличенные изображения. Он писал:
Чтобы увидеть природу планет, открой крышку и покажи вогнутому основанию [зеркалу] одну-единственную планету, тогда отраженное движение на этом экране укажет тебе увеличенную названную планету.
Зеркальные телескопы — это огромные, громоздкие приборы. Среди историков науки сейчас ведутся споры, кто изобрел первый более легкий в использовании переносной телескоп. Использование этой простой трубки с линзами на обоих концах позволило приблизить удаленные объекты. Это одно из изобретений, преобразовавших мир. Его огромное влияние на военные действия, торговлю, астрономию и навигацию трудно переоценить. Принято считать, что честь открытия принадлежит голландскому очковому мастеру Иоанну Липперсгею, который запатентовал этот прибор в 1608 году. Было еще несколько человек из Северной Европы, которые могли опередить Липперсгея.
И тем не менее вполне оправданно искушение усматривать некоторую связь между Леонардо и этим изобретением. В одном месте он записал себе напоминание «сделать стекла, чтобы увидеть увеличенную Луну». В его записных книжках множество рисунков, на которых показано, как лучи света взаимодействуют с объектами на своем пути и как отсутствие света рождает тени и полутени. Интерес в этой области привел его к описанию прототипа современного фотометра — устройства для измерения интенсивности света (неизвестного до 1844 года, когда этот прибор повторно изобрел Роберт Вильгельм Бунзен). Леонардо даже разработал настольную лампу, которая может светить с разной интенсивностью. Его предположение о возможности коррекции глазных нарушений с помощью контактных линз опередило свое время почти на полтысячелетия. Он начертил схему прибора для регистрации силы света, мало отличавшуюся от предложенной американцем Бенджамином Томпсоном через 300 лет.
Леонардо описал принцип работы камеры-обскуры и изобрел тем самым первый фотоаппарат. Он создал восьмиугольную комнату, на каждой стене которой было отполированное зеркало. Сидя в центре такой комнаты, человек мог видеть свое изображение с поворотом лица на три четверти. Искусствоведы предполагают, что знаменитый портрет старого мудреца, написанный сангиной, — это автопортрет Леонардо, сделанный в этой восьмиугольной комнате.
Как я уже отмечал выше, большинство историков науки первым настоящим ученым считают Галилео Галилея. По иронии судьбы Галилей ослеп из-за того, что часто наблюдал за Солнцем невооруженным глазом. Он размышлял над своим тяжелым положением:
Вселенная, которую я расширил в тысячи раз… теперь сжалась до узких размеров моего собственного тела. Что ж, так было угодно Богу, значит, я приму это.
Если бы он прочел сделанные столетием раньше рекомендации Леонардо смотреть на Солнце только через крошечное отверстие в плотной бумаге, «первый ученый» не пострадал бы от потери зрения.
Во время загородных прогулок Леонардо размышлял о том, как можно получать энергию с помощью ветра, еще за 50 лет до того, как голландцы придумали свои живописные и при этом эффективные ветряные мельницы. Он определил роль невидимого газа кислорода: «Там, где не живет пламя, не живет ни одно животное, которое дышит». Леонардо спроектировал двухкорпусное транспортное судно, которое никогда так и не было построено, но в XX веке такая конструкция стала стандартной для нефтяных танкеров. Он придумал множество вещей — от обычных ножниц до складной мебели и внес значительный вклад в строительную технику и планировку городов. Он даже применил свои знания в области садового и ландшафтного дизайна, создав проекты некоторых наиболее великолепных и оригинальных садов Европы.
Обычно изобретение оружия не ассоциируется с тонкой настройкой нестандартных музыкальных инструментов. Однако многогранный Леонардо с поразительной легкостью мог переключаться с одного предмета на другой. Поскольку города-государства Италии неизменно находились в состоянии войны, опыт в конструировании оружия увеличивал ценность молодого человека для потенциальных покровителей.
Оставим в стороне страшную причину военных изобретений и посмотрим на них просто как на инновации — и здесь мы видим еще одну сторону гениальности Леонардо. Он придумал огнемет, пулемет, первые казнозарядные ружья, устройство для сверления стволов, первое паровое оружие и гигантский арбалет, для стрельбы из которого требовалось несколько человек. Он усовершенствовал катапульты и бомбарды и разработал веревочные лестницы для штурма высоких стен. Первый в истории танк появился именно на его чертежах.
Существуют доказательства, что он придумал колесцовый замок — тип устройства для воспламенения заряда, позволяющего уменьшить размер оружия. Изобретение Леонардо представляло собой кусочек кремня и колесико, туго закрепленное на пружинном механизме и раскручивающееся в момент нажатия на курок. Крутящееся колесико при соприкосновении с кремнем, закрепленным напротив, высекало сноп искр, попадавший в маленькую чашечку с порохом. Экономичность этой системы позволила мастерам уменьшить размер оружия так, что теперь его можно было носить в руке. Появился пистолет.
Среди военных изобретений Леонардо есть как миниатюрные, так и поистине грандиозные. Он мог переключаться от разработки крошечных пистолетов на создание планов обороны и атаки, в том числе на перекрытие основного русла реки, с тем чтобы лишить расположенные рядом с рекой города-государства жизненно важной воды. С возрастом, уже после службы у Борджиа, Леонардо потерял интерес к военным разработкам. Например, он изобрел подводную лодку, но не хотел, чтобы ее чертежи стали известны, так как был уверен, что ее будут использовать для военных действий.
Будучи непревзойденным музыкантом, Леонардо придумал множество оригинальных музыкальных инструментов. Легкость, с которой он сочинял и исполнял музыку, пел и занимался хореографией, существенно увеличивала его ценность как наемного работника для потенциального покровителя. Основной и изначальной причиной, почему герцог Сфорца нанял на службу именно Леонардо, был его музыкальный талант. Он усовершенствовал клавесин — самый популярный инструмент того времени. В литературе, посвященной Леонардо, идут споры, он или не он изобрел прототип скрипки.
Благодаря записным книжкам Леонардо историки знают, что он умел читать и писать ноты. Демонстрируя ловкость обращения с нотной грамотой, в одном месте в своих записях он использует ребус с нотами!
Леонардо всегда оставался ученым: интерес к музыке привел его к изучению распространения звука в пространстве и времени. Детально разобравшись в анатомии гортани и голосовых связок, он задумался о происхождении человеческой речи и пения. Занимаясь анатомией уха, он заинтересовался тем, как мы слышим.
Его увлечение полетом привело к изобретению парашюта, планера и вертолета. Изобретатель современного вертолета, родившийся в Российской империи Игорь Сикорский, считал себя в долгу у Леонардо, который почти пятью столетиями ранее описал принципы полета, нарисовал первый пропеллер и создал концепцию первого вертолета.
На страницах записных книжек Леонардо можно встретить чертеж и велосипеда, и автомобиля с пружинным приводом. Он изобрел карданный вал, ставший важнейшим компонентом автомобильной трансмиссии, и предложил шариковые подшипники для снижения трения и увеличения скорости и легкости передвижения наземного транспортного средства. Примерно через 350 лет после Леонардо в 1791 году англичанин Филип Вогхэм получил первый патент на подшипники.
Леонардо спроектировал усовершенствованные понтонные, разборные и подъемные мосты. Крупнейшим проектом, который он предлагал, было возведение моста через пролив Босфор. Во времена молодости Леонардо флорентинцы были в хороших отношениях с турками. В своем письме к султану Леонардо писал: «Я слышал, что ты имеешь намерение соорудить мост из Галаты в Стамбул, но что ты не соорудил его из-за отсутствия знающего мастера». Леонардо предложил построить такой мост, под которым смогут проходить парусные суда. Предполагалось, что он будет на 233,44 метра выше уровня воды. Совершенно фантастический размер. Крупнейший мост того времени был через реку Адда. Сооруженный в 1370–1377 годах, он имел пролет 72 метра и высоту 21 метр. Через 500 лет этот проект был реализован в уменьшенной версии в Норвегии.
Леонардо интересовался движением в воде, над и под водой. Чтобы сделать плавание более безопасным, он придумал спасательные жилеты, перчатки с перепонками и дыхательные трубки. Для подводных работ он изобрел акваланг и маску, а также подводную лодку. Он усовершенствовал конструкцию водного велосипеда и впервые предложил использовать судоходные шлюзы, значение которых в современной речной навигации сложно переоценить.
Если бы изобретения Леонардо в области гидравлики стали известны в его время, они могли бы многое изменить. Он спроектировал усовершенствованные водяные колеса и колодезные насосы. Его чертежи механических устройств до сих пор остаются самыми красивыми изображениями механизмов и их компонентов в изящных искусствах. Среди его изобретений можно найти прядильную машину, токарный станок с педальным приводом, аппарат для сшивания бумаг, механические пилы, станки для горизонтального и вертикального сверления металла, камнерезные станки и хитроумный механизм по скручиванию веревок. Кроме того, он придумал металлический винт и принцип строительства домов из сборных конструкций.
Он измерил предел прочности разных материалов, предложил новые системы блоков и оригинальный блочный подъемник. Среди его рисунков мы находим первую схему литейной фабрики и чертеж усовершенствованного подъемного крана. Он понимал возможность применения машин лучше, чем любой его современник, и постоянно размышлял, как механизмы могут облегчить жизнь человеку. Во многих своих технологических и инженерных достижениях Леонардо на 350 лет опередил промышленную революцию, связанную с интенсивным внедрением механизмов.
Чтобы произвести впечатление на потенциальных покровителей, Леонардо создавал роботов, управляемых программами наподобие компьютерных. Когда король Франции посетил Милан, Леонардо запрограммировал механического льва так, что тот смог подойти к королю и остановиться рядом. Затем грудная клетка льва распахнулась, и оттуда показалась геральдическая лилия. И лев, и лилия символизировали французский престол. Современный специалист по робототехнике Марк Эллинг Розхейм считает, что лев Леонардо представлял собой самого настоящего робота.
Леонардо изобрел множество измерительных приборов для использования в своих научных проектах. Он заметно улучшил конструкцию часов, изобрел приборы, измеряющие поток воды, и анемометр, определяющий скорость ветра. Современный гигрометр, измеряющий влажность воздуха, был сконструирован в 1783 году швейцарцем Орасом Бенедиктом де Соссюром, но у Леонардо несколькими столетиями ранее была уже действующая модель.
К числу многих разочарований в жизни Леонардо можно отнести и то, что ни один из его новаторских архитектурных проектов не был реализован. В его записных книжках встречается много чертежей зданий, содержащих новые подходы, но, насколько нам известно, ни одна из этих идей не была осуществлена в реальности при его жизни.
Благодаря исключительной детализации анатомических рисунков Леонардо его заслуги в области физиологии и анатомии (в том числе сравнительной) широко известны. В результате этих исследований он не только совершил множество потрясающих открытий, но и оставил потомкам самые красивые из когда-либо созданных анатомических изображений человеческого тела.
Желание Леонардо точнее рисовать тело человека подстегнуло его интерес к изучению взаимосвязей в природе. Он критиковал микеланджеловские изображения мускулатуры за то, что они похожи на «мешки с орехами». Леонардо чувствовал, что его гениальный современник плохо изучил строение тела человека и поэтому рисует мышцы не точно и преувеличивает их объем.
Леонардо исправил ошибочное представление, что сердце имеет две камеры. Проведенные им вскрытия показали, что их четыре, и да Винчи кропотливо описал их строение и связи друг с другом. Он подошел удивительно близко к разгадке тайны кровообращения, которую потом в 1628 году раскрыл Уильям Гарвей. И Леонардо, и Гарвей понимали, что сердце работает как насос, но отсутствие микроскопов (их еще не изобрели к тому времени) помешало пониманию действия системы. Никто их них не мог объяснить, как артериальная кровь превращается в венозную, поскольку капилляры, в которых это происходит, слишком малы и не видны невооруженным глазом.
Увлеченный идеей микрокосма, Леонардо считал, что тело человека подобно нашей планете и кровь приливает и отливает, а не циркулирует по замкнутому кругу. Тем не менее его описания сердца, коронарных артерий, сердечных клапанов, аорты, основных артерий и венозных клапанов фактически были прорывом.
Леонардо рассуждал о том, как сделать суперрисунок, где были бы наложены друг на друга десять изображений ноги, на каждом их которых прорисованы или нервы, или артерии, или кости, или мышцы, или лимфатические узлы и «…еще одиннадцатый, наподобие прозрачной ноги, в которой можно было бы видеть все названное выше».
Вклад Леонардо в область нейробиологии достаточен, чтобы его с полным правом можно было назвать первым нейроанатомом. Он впервые описал детальное строение желудочков мозга, первым определил, что часть волокон зрительного нерва идет в противоположное глазу полушарие — сейчас это называют зрительным перекрестом. Он предположил, что импульс распространяется по всей длине нерва. Хотя в причинах этого явления он ошибался, его исходное предположение было верным. Благодаря интересу к офтальмологии Леонардо обнаружил, что хрусталик проецирует на сетчатку перевернутое изображение.
Леонардо был настолько изумлен, наблюдая за работой глаза, что воодушевленно писал:
Глаз, называемый окном души, есть главный путь, благодаря которому общее чувство может в наибольшем богатстве и великолепии созерцать бесконечные произведения природы. <…>
Разве ты не видишь, что глаз охватывает красоту всего мира? <…>
Именно он дает советы всем человеческим искусствам и исправляет их.
Он — государь математических наук, его науки — достовернейшие. Глаз измерил высоту и величину светил, он открыл стихии и их расположение. <…>
Он породил архитектуру, перспективу и божественную живопись. О превосходнейший из всех вещей, созданных богом! Какие хвалы могут выразить твое благородство? Какие народы, какие языки способны вполне описать твои подлинные действия? Глаз есть окно человеческого тела, чрез которое он глядит на свой путь и наслаждается красотою мира. Благодаря ему душа радуется в своей человеческой темнице, без него эта человеческая темница — пытка. <…>
О чудесная необходимость, ты с величайшим умом понуждаешь все действия быть причастными причин своих, и по высокому и непререкаемому закону повинуется тебе в кратчайшем действовании всякая природная деятельность! Кто мог бы думать, что столь тесное пространство способно вместить в себе образы всей вселенной?
Ботаника была еще одной областью, в которой великолепно разбирался Леонардо. Желание точно изображать на своих картинах разные виды трав и деревьев привело Леонардо к изучению разнообразия растительного мира. Благодаря всепоглощающему желанию разгадать тайны трав и цветов Леонардо совершил ряд важных открытий в области физиологии растений. Он был первым, кто определил, что камбий — тонкий слой, лежащий непосредственно под корой, одна из важнейших частей растения. Кроме того, он выяснил, что древесный сок дерева выполняет ту же функцию, что и кровь у животных, то есть доставляет питательные вещества и выводит отходы.
Леонардо детально описал филлотаксис — сложную закономерность расположения листьев на стебле растений. Он в одиночку основал дендрохронологию, когда понял, что по древесным кольцам можно определить возраст растения. Более того, сравнивая толщину разных колец, Леонардо правильно предположил, что по ним можно судить о температурных и климатических условиях каждого года.
Помимо всего прочего Леонардо изучал зарождение человеческой жизни. Он препарировал матку недавно усопшей беременной женщины и тщательно зарисовал положение плода в ее утробе. Он определил, что именно пуповина является источником питания зародыша, и признал, вопреки общественным представлениям того времени, что «семя матери имеет влияние на зародыш, равное с семенем отца». (Для представителя крайне патриархального общества это был очень смелый вывод.) Интересуясь эмбриологией, Леонардо препарировал и других умерших беременных животных, отмечая темп роста плода. Эти исследования дают ему право называться первым в истории эмбриологом.
Первым, кто диагностировал атеросклероз, тоже был Леонардо. Он ухаживал за больным стариком, который умер у него на глазах. Тогда сразу же Леонардо провел первое в истории вскрытие современного типа, обнаружив, что у умершего вся аорта забита бляшками. Леонардо совершенно верно определил, что непосредственной причиной смерти было снижение кровотока вследствие уменьшения диаметра артерии. Этот случай правильной диагностики благодаря вскрытию трупа дает нам все основания считать да Винчи основоположником патологической анатомии. Поскольку Гиппократ и другие классические медики ставили диагноз только на основе симптомов и физического состояния пациента, маловероятно, чтобы кто-то из них проводил вскрытие для определения причины смерти.
В какой-то момент Леонардо упоминал 120 книг по анатомии, составленных им. Антонио де Беатис, секретарь кардинала Арагонского, сообщает, что Леонардо да Винчи «написал замечательное сочинение об отношении анатомии к живописи; там описаны кости, члены, мышцы, жилы, вены, сочленения, внутренности — словом, все то, что необходимо для изучения как мужского, так и женского тела, и как до него никто не сделал». И добавляет: «Мы сами видели это сочинение».
Интерес Леонардо к анатомии заставил его задуматься о сходстве человека и животных. Препарируя заднюю лапу медведя, он обратил внимание, что мышцы и сухожилия очень похожи на человеческие. Помимо изучения анатомии человека он направил усилия на исследование скелета и мускулатуры лошади, несомненно, потому, что хотел отлить в бронзе крупнейшую конную статую. При подготовке к этой задаче Леонардо сделал первое подробное исследование анатомии лошади.
Его наблюдения о схожести строения человека и других высших животных были первым в истории шагом в область сравнительной анатомии. Если бы Леонардо опубликовал эти данные и свои представления о древнем возрасте Земли, теория эволюции могла бы появиться заметно раньше, а не ждать еще более трех столетий, пока случится озарение у великого Дарвина.
С учетом всех достижений Леонардо можно утверждать, что это гений, какого мир не знал ни до, ни после. Леонардо предвосхитил технологии будущего на сотни лет. Он был первым и самым выдающимся футурологом.
