Ученые проанализировали заметки Леонардо да Винчи и обнаружили, что итальянский ученый XV–XVI веков на полтора столетия предвосхитил открытие Ньютоном закона всемирного тяготения. Да Винчи почти смог рассчитать ускорение свободного падения, но допустил ошибку в уравнении. Исследование опубликовано в журнале Leonardo.
Леонардо да Винчи, живший с 1452 по 1519 год, — гений своего времени: художник, скульптор, архитектор и выдающийся ученый, в некоторых областях на столетия опередивший мировую науку. Например, он разработал концепцию аэроплана и проектировал нечто вроде «протовертолета». Однако его интересы не ограничивались исключительно инженерным делом. Да Винчи занимался и фундаментальными науками, например физикой. Проблема Леонардо да Винчи была в том, что он жил в Европе XV–XVI веков. Следовательно, ему не хватало технологий, чтобы провести некоторые измерения или подтвердить гипотезы.
Тем не менее да Винчи оставил после себя множество трудов. Среди них — «Кодекс Арунделя». Это сборник статей да Винчи, посвященных науке. Профессор Калифорнийского технологического института Мори Гариб изучал методы визуализации потока да Винчи, чтобы обсудить их со студентами, и заметил в оригинальной рукописи некие наброски в виде треугольников из похожих на песок частиц, которые вытекали из банки.
«Мое внимание привлекло то, что он написал "Equatione di Moti" на гипотенузе одного из нарисованных им треугольников — того, который был равнобедренным прямоугольным треугольником. Мне стало интересно узнать, что Леонардо имел в виду под этой фразой», — рассказал Мори Гариб.
Вместе с коллегами из США и Швейцарии ученый начал анализировать рукописи Леонардо да Винчи. В одной из них гениальный итальянец описывал эксперимент, в котором наполненный водой или песком кувшин перемещали по прямой траектории параллельно земле. При этом по пути из него выливали воду или песок. Из заметок очевидно, что да Винчи знал, что вода или песок будут падать не с постоянной скоростью, а с ускорением, и что при этом вода или песок не будет ускоряться по горизонтали, так как движение кувшина на них больше не влияет. Иначе говоря, да Винчи знал о существовании гравитации и о том, что падающие под ее воздействием предметы ускоряются. При этом только в 1604 году Галилео Галилей выдвинул теорию о том, что расстояние, пройденное падающим объектом, пропорционально квадрату прошедшего времени, и только в середине XVII века Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения.
Именно ускорение из-за гравитации и описывали треугольники. Если кувшин движется с постоянной скоростью, линия, созданная падающим материалом, вертикальна, поэтому треугольник не образуется. Если кувшин ускоряется с постоянной скоростью, линия, созданная падающим материалом, создает прямую наклонную линию, которая затем образует треугольник. И, как указал да Винчи, если движение кувшина ускоряется с той же скоростью, с которой гравитация ускоряет падающий материал, то получается равносторонний треугольник. Именно это явление Леонардо да Винчи и назвал Equatione di Moti, или «уравнивание (эквивалентность) движений».
Да Винчи попытался математически описать это ускорение. Авторы исследования смоделировали эксперимент ученого с водой и обнаружили, что он допустил ошибку. «Мы видели, что Леонардо боролся с ней, но он смоделировал так, что расстояние до падающего объекта было пропорционально 2 в степени t, где t представляет время, а не пропорционально t в квадрате. Это неправильно, но позже мы узнали, что он правильно использовал это неправильное уравнение», — рассказал Крис Ро из Калифорнийского технологического института. Ученые выяснили, что даже с условием этой ошибки да Винчи приблизился к правильным значениям.
«Мы не знаем, проводил ли да Винчи дальнейшие эксперименты, или исследовал этот вопрос более глубоко. Но тот факт, что он боролся с этой проблемой таким образом — в начале 1500-х годов — показывает, насколько далеко зашло его мышление», — подытожил Мори Гариб.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
