Перейти до вмісту
Головна » Леонардо да Вінчі

Леонардо да Вінчі

Більш 40 років Леонардо да Вінчі невтомно провадив наукові дослідження, рушійною силою яких була палка допитливість, любов до природи і до усіх живих створінь. Леонардо прагнув не підкорювати природу, але якомога більше вчитися у неї. Він досліджував складні природні форми, структури, процеси і усвідомлював те, що винахідливості природи значно перевершує людські замисли

НАУКА ЛЕОНАРДО. СВІТ ОЧАМИ ВЕЛИКОГО ГЕНІЯ

«Якщо цитувати Кеннета Кларка – відомого дослідника Ренессансу, «Леонардо – Гамлет історії мистецтва: кожен з нас повинен створювати його для себе знов». Мистецтвознавець Мартін Кемп в каталозі для виставки малюнків Леонардо в лондонської галереї Хейуорду писав: «Здається, в спадщині Леонардо є певна сутність, яка залишається прийнятної для різних поколінь, навіть після викривлень, які виникають при передачі цієї спадщини. В художніх творах Леонардо відчувається дещо більше, ніж просто мистецтво. Вони – частина світосприйняття, яке пронизане глибоким уявленням взаємопов’язаності. Коли Леонардо характеризує будь-яку окрему частину світу, завжди так або інакші розуміється усе життя зі всіма складнощами і в контексті всієї світобудови. На  мій погляд, це його бачення світу як певного єдиного організму співзвучно до сьогоднішнього часу і актуально саме сьогодні, коли технічний потенціал досяг страхітливої потужності.». Саме такого Леонардо відкриває моє дослідження його унікального синтезу науки і мистецтва».

Фритьоф Капра

Берклі, грудень 2006 р.

Як і у всіх справжніх вчених, наука Леонардо базується, в першу чергу, на систематичному спостереженні. Тому, головним інструментом для нього є здатність бачення. Нечуваними для того часу були його дослідження анатомії людського ока і причини зору. Він звернув особливу увагу на зв’язок ока з мозком та зробив серію рисунків людського черепу. Шляхом блискучо проведених розтинів Леонардо вперше показав повний шлях зору – від зіниці і кришталику по зоровому нерву до особливої порожнини у головному мозку, яка в сучасної неврології має термін «третій мозковий шлуночок».

Саме тут, вважав Леонардо, знаходиться «помешкання душі» і сюди потрапляють усі почуття. В своєму сприйнятті душі він підійшов дуже близько до сучасного терміну в когнітивістиці «Пізнання» – процес отримання знань. Теорія Леонардо про те, як імпульси почуттів передаються від органів чуття до мозку настільки смілива і дотепна, що для сучасної нейроанатомії це означала би проведення наукових досліджень без знань і відомостей про електромагнетизм, біохімію і мікробіологію.

СВІТЛОВІ ПІРАМИДИ

Підхід Леонардо до мистецтва і науки був переважно зоровим і своє дослідження «науки живописи» він починав з вивчення перспективи – яким чином відстань, світло та атмосферні явища впливають на зовнішній облік предметів. Для цього він рухався в двох протилежних напрямах: 1. Дослідження геометрії світлових променів, взаємодія світла і тіні і саму природу світла; 2. Вивчення анатомії ока, фізіологію зору та провідникові шляхи чутливих сприйнятій, які ведуть по нервах до «помешкання душі».

Для сучасного інтелектуалу, який звик до роздробленості наукових дисциплін, незвичайно бачити, як Леонардо швидко переходить від перспективи і ефектів світло-тіні до природи світла, від провідникових шляхів зорових нервів до дій душі. Вільний від дуалізму душі і тіла, який був проголошений Декартом сто п’ятдесят років потому, Леонардо не відділяв епістемологію (теорію пізнання) від онтології (теорія про буття усього сущого), рівно як й філософію від науки і мистецтва. В результаті чисельних досліджень усього процесу сприйняття він формулює доволі оригінальні ідеї про зв’язок між фізичною реальністю і когнітивними процесами («діяннями душі» за його виразом). Ці ідеї відродилися лише нещодавно внаслідок розвитку пост картезіанської (філософське й природничо-наукове вчення Декарта) науки про пізнання.

НАУКА ПЕРСПЕКТИВИ

Леонардо вважав свої відкриття в оптиці і фізіології зору основою його власної науки про живопис, яка бере початок з науки про перспективу – цієї видатної інновації мистецтва в епоху Відродження. «Основа живопису – це перспектива, – пояснює він, – перспектива же є саме досконале знання про роботу ока». Від перспективи Леонардо далі досліджує геометрію світлових променів (сьогодні це – геометрична оптика), ефекти від падаючого світла на сфери і циліндри, природу тіні і контрастів при накладанні кольорів.

Основою надзвичайної художньої здібності Леонардо до передачі витончених  зорових нюансів звичайно є його системні наукові спостереження, які він ілюстрував довгим рядом віртуозних малюнків. Одним з його винаходів була особлива техніка світлотіні сфумато, суть якої є розмивання тонів, ніжний і м’який контур фігур. Мистецтвознавець Даніель Арасс писав: «найвище відбиття науки про живопис і її божественної природи – леонардово сфумато – це та сила, яка міститься в поезії його картин, і тайна, яку вони випромінюють». Після складних досліджень ефектів світлотіні Леонардо перейшов до вивчення самої природи світла. В його розпорядженні були лише прості інструменти, але завдяки феноменальним здібностям спостереження і порівняння  та глибокому інтуїтивному уявленню про природу світла, яку він отримав як живописець, він сформулював ідеї, які були діаметрально протилежні уявленням сучасників, але дивним чином збігаються з відомою хвильової теорією світла Християна Гюйгенса, яку було запропоновано лише  через два сторіччя.

Перші дослідження Леонардо про сприйняття почалися з начала його наукової діяльності. «Все наше пізнання починається з відчуття»,- зауважив він в першій своєї записної книжці 1484 року. В наступні роки Леонардо починає дослідження анатомії ока і зорових нервів, а також вивчає геометрію лінійної перспективи і світло-тіні, демонструє ці поняття своїми першими шедеврами «Поклоніння волхвів» та «Мадонна в скалах».

Інтерес Леонардо до математики, яка лежить в основі перспективи і оптики, посилюється після знайомства з математиком Фацію Карданом в університеті Павії 1490 року. Вони довго обговорювали питання лінійної перспективи і геометричної оптики, які в той час об’єдналися в понятті «наука про перспективу».

На початку ХV сторіччя архітектори Брунеллескі і Альберті затвердили лінійну перспективу як математичне точний метод представлення тримірних образів на двомірній плоскості. В своєї класичної праці «Про живопис» (De Picture) Альберті говорить, що всі предмети на картині по мірі віддалення повинні зменшуватися і зорові лінії сходитися в одній центральної точці (пізніше її назвали «точкою сходу»), яка відповідає точки зору нерухомого глядача. Історик архітектури Джеймс Акерман вважає: «Як метод побудови абстрактного простору, в якому будь-яке тіло можна співвідносити з будь-яким іншим тілом, перспективу цих художників можна вважати передумовою до сучасної фізики і астрономії. Тобто, вони перші розробили узагальнену математичну модель простору, яка є необхідним шагом в еволюції від середньовічного символізму до сучасного образу всесвіту».

Намагаючись удосконалити теорію перспективи, Леонардо ставить під питання спрощений тезис Альберті про те, що лінії усіх зорових пірамід сходяться в однієї точці усередині ока. Він звертається до вивчення реальної фізіології зору, відмічає, що «перспектива є ні що інше, як досконале знання роботи ока». Леонардо брав до уваги факт, що природний зір бінокулярний, тобто створюється двома рухомим очами, а не одним нерухомим, так як в геометрії Альберті. Він дослідив реальні шляхи – провідників почуттів і крім того, врахував вплив атмосферних умов на зорове сприйняття.

Результатом досліджень анатомії і фізіології зору стала теорія перспективи, яка набагато випереджала ідеї Альберті, П’єра Делла Франческа та інших художників раннього Відродження. За думкою Леонардо: «Перспектива поділяється на 3 частини. Перша – містить тільки контури тіл; друга – зменшення кольорів на різних відстанях, третя – утрата виразності тіл на різних відстанях». Він конкретизує: перший – традиційний вид перспективи – це «лінійна перспектива» (lineare), другий – «кольорова перспектива» (di colore), третя – «перспектива зникнення» (di spedizione). Також треба враховувати її четвертий вид – «повітряна перспектива» (aerea), зумовленою впливом атмосфери на кольори та інші аспекти зорового сприйняття. Дійсно Леонардо демонструє свою майстерність в передачі цих тонких аспектів у багатьох своїх картинах.

СВІТ І ТІНЬ

Більша частина оптичних досліджень Леонардо торкались ефектів, які призводить падаючий на предмети світ і природу різного роду тіней. Як живописець він славився тонким використанням світлотіні, тому недивно, що п’ята частина його «Трактату про живопис» озаглавлена «Про тінь і світ». В основі цієї частини лежить більш рання запис в манускрипті «С», в якої містяться практичні поради живописцю в зображенні плавного переходу тонів від світу до тіні в пейзажах і людських лиць, а також окремі міркування про природу тіні, накладення кольорів та т.і.

Для Леонардо тінь – центральний елемент в науці живопису. Тінь дозволяє живописцю успішно представляти тверді тіла об’ємними, які виступають із фону живописної поверхні. Поетичне визначення тіні в Атлантичному Кодексі явно написано з точки зору художника: «… Будь-яке непрозоре тіло оточено тінями і світом… Крім того, тіні мають різні якості темноти, тому, що вони позбавлені різної кількості світлових променів… Це перші тіні, які навколо тіла, до якого вони прилягають…»

Намагаючись повністю зрозуміти складнощі взаємодії світлі і тіні, Леонардо розробив ряд складних експериментів з лампами, промені від яких падають на шари і циліндри та, пересікаючись і відбиваючись, створюють нескінченне різноманіття тіней. Як і в своїх експериментах з лінійною перспективою, Леонардо систематично застосовує різні варіанти змінних величин, в цьому випадку – розмір і форму лампи, розмір освітленого предмету і відстань між ними. Він проводить різницю між тінями «первинними» (які утворюються на самому предметі) і «другорядними» (відбитими предметом крізь повітря на інші поверхні).

Рисунок: Степінь інтенсивності початкових і другорядних тіней (Манускрипт Ешбернхема ІІ, 13v)

На рисунку показано шар, освітлений світлом, який падає з вікна. Леонардо прочертив промені від 4 точок (a,b,c,d), показав 4 степені інтенсивності первинних тіней на шарі (n, o, p, q) і відповідних степені інтенсивності другорядних тіней, які відбиті між межами восьмі променів позаду шару (помічені літерами вздовж нижнього краю схеми).

В цих експериментах Леонардо використовує як розширені (наприклад, вікно), так й точкові джерела світла (полум’я свічки) і розглядає ефекти з’єднання прямого сонячного світла та розсіяного світла, який він називає «всебічним світом неба». Крім того, він використовує декілька ламп і визначає, як змінюється інтенсивність тіней при запаленні кожної нової лампи і як рухаються тіні при переміщенні ламп і предмету. Як відмітив Кеннет Кларк: «Його обчислювання настільки складні і важкі, що ми практично вперше відчуваємо, як наукове дослідження стає для Леонардо самоціллю, а не засобом для його мистецтва».

ОПТИКА І АСТРОНОМІЯ

Оптичні спостереження Леонардо включали в себе й спостереження небесних тіл, особливо Сонця і Місяця. Він усвідомлював Птоломеєву систему планетарного руху, але його власні астрономічні дослідження в основному торкалися зовнішнього обліку небесних тіл і розповсюдженню світла від одного тіла до іншого. Леонардо розглядав астрономію як доповнення до оптики і перспективи. І дійсно, він стверджував: «Нема ні однієї частини в астрології, яка б не була ділом зорових ліній і перспективи».

Леонардо намагався вичислити висоту Сонця над горизонтом по 2-м різним кутовим висотам, використовуючи камеру-обскуру. Але його більше цікавила передача світла між небесними тілами. Він був знайомий з античним розділом Всесвіту на «небесну сферу», де досконалі тіла рухаються згідно точних незмінних математичних законів, і «земну сферу» з її складними, безперервно змінними недосконалими явищами. Леонардо також знав, що Аристотель вважав Місяць і інші планети ідеально сферичними, які мали своє власне освітлення, і не був згоден з античним класиком. На основі своїх власних спостереженнях неозброєним оком, він прийшов до свого висновку: «Місяць власного світла не має і лише тому, що Сонце його бачить, тоді воно робить його світлим, і цієї світлості ми бачимо стільки, скільки світлості бачить він (Місяць) у нас».

Впевнившись в тому, що Місяць не світиться, а відбиває світ Сонця, Леонардо розвиває мисль про те, що він не може бути ідеальним шаром, тому, що на ньому не видно яркого круглого блиску. Він припустив, що плямисте сяяння Місяця – результат багатьох відбитків сонячного світла від хвиль його океану: «Покров, або вірніше поверхня води, з якої утворюється море Місяця і море нашої Землі, завжди має складки і вони є причиною розповсюдження незлічених образів Сонця, відбитих на пагорбах та впадинах, на бокових і передніх сторонах складок».

Далі, міркує Леонардо, на місячному морі мають бути хвилі, так, якщо би вітер рябив його поверхню; отож , на Місяці, як і на Землі, існує 4 елемента. В завершенні своїх незалежних спостережень і доводів, Леонардо зауважує, що сонячне світло, яке відбивається від вод цього місячного моря, повинно передаватися і в зворотному напрямку – від Місяця до Сонця. Подібний рух мислі приводить його до пророчого висновку: «І хто би став на Місяці… тому наша Земля зі стихією води уявлялася би такою, що грає таку ж роль, що Місяць по відношенню до нас».

Цікаво те, що Леонардо не поділяв древньої віри про те, що зірки мають вплив на земне життя. Астрологія мала великий авторитет в епоху Відродження. Тому Леонардо, напевно, не афішував при дворі свої погляди про астрологію, але у записних книжках зауважує: «про неправдиву розумово-замкнену астрологію, хай простить мене той, хто живе нею за допомогою дурнів». Головним об’єктом досліджень Леонардо була сфера земного життя разом з його формами, які постійно змінюються, і він вважав, що «прояви цього життя не залежать від зірок і підкорюються своєї власної необхідності». Саме цю «необхідність» він прагнув осягнути і з’ясувати за допомогою міркування, основою якого є безпосередній досвід.

ПРИРОДА СВІТЛОВИХ ПРОМІНІВ

Вивчення перспективи і світло-тіні не тільки дозволило Леонардо майстерно зображати зорові ефекти за допомогою живопису, але й спонукало його наукову мисль до дослідження природи променів, передаючих світло по лініям пірамід від предмету до ока. Завдяки систематичним спостереженням оптичних феноменів і сміливим експериментам з використанням лише примітивних приборів, Леонардо зумів сформулювати ідеї про природу світла, які було заново відкрито лише сторіччя потому.

Після ряду випробувань Леонардо підтверджує правоту традиційної теорії: «Промені від сонця… та інших тіл, які світяться, проходячи крізь повітря можуть діяти тільки по прямої лінії». Крім того він вказує, що ці лінії безкінечно тонкі, подібні до геометричних ліній. Він називає їх «духовними» в тому сенсі, що вони не мають матеріальної сутності. А також Леонардо стверджує, що світлові промені є проміннями сили – або, як сьогодні ми сказали би, енергії, які виходять з центру тіла, яке світиться, наприклад, Сонця. «Для дослідників є очевидним, – пише він, – що кожне тіло, яке світиться, має в себе прихований центр, з якого і в який … прямують усі лінії, створенні поверхнею, яка світиться».

Таким чином, Леонардо визначив 3 основних властивості світлових променів: 1) це промені енергії, які створені в центрі тіла, яке світиться; 2) вони нескінченно тонкі і не мають матеріальної суті; 3) вони розповсюджуються тільки по прямим лініям. Ця концепція була єдиною аж до відкриття електромагнітної природи світла в ХІХ сторіччі, і навіть після суперечності відносно природи світлових хвиль збереглися, і тільки Альберт Ейнштейн розв’язав їх в ХХ сторіччі.

ХВИЛЬОВА ПРИРОДА СВІТЛА

В середньовічної оптиці була популярна ідея світових пірамід, які наповнюють повітря образами об’ємних тіл, – цю ідею запозичив Леонардо у Джона Пекама (який в свою чергу був під впливом Альгазена). «Тіло повітря, пояснює Леонардо, – наповнено нескінченними пірамідами, які складаються з прямих ліній світла, які розповсюджуються від країв поверхні об’ємних тіл, розташованих в повітрі; і чим дальше вони від свого джерела, тим гостро-кутові піраміди, і не зважаючи на те, що їх збігаючи шляхи перетинаються і проникають одне в одне, вони ніколи не зливаються, але розповсюджуються незалежно, переповнюючи все навколишнє повітря».

Спочатку Леонардо поєднує той факт (перевірений ним експериментально), що світло випромінюється рівномірно в усіх напрямках з образом зорових пірамід. Він креслить схему – сферичне тіло, від якого в різних напрямках виходять рівні піраміди (представлені в вигляді трикутників) і пояснює, що їх вершини з’єднані колом: «Рівновіддалений периметр променів піраміди, які сходяться, надає їх предметам кути рівної величини». Іншими словами, якщо би спостерігачі розташувалися по колу в вершинах цих пірамід, їх кути зору були би однаковими. Якщо подовжити одну з пірамід щоб показати, що кут зору в її вершині зменшується по мірі подовження піраміди.

З цього прикладу він робить висновок, що світло розповсюджується по колу і одразу асоціює цю кругову модель з розповсюдженням брижі на воді і поширенням звуку в повітрі: « Як й кинутий в воду камінь становиться центром і причиною різних кругів, так й кругами розповсюджується звук, так же і будь-яке тіло, яке розташоване на світлому повітрі, поширюється кругами і наповнює оточуючі частини нескінченними своїми образами…»

Зв’язуючи круговий принцип розповсюдження світла з аналогічним розповсюдженням кругів на воді, Леонардо намагається вивчити деталі цього феномену в водоймі з метою дізнатися більш про випромінювання світла. В манускрипті «А» він описує свої ретельні дослідження кругового розповсюдження хвиль в воді: «Якщо кинути 2 каміння на деякої відстані одне від одного на гладку і нерухому поверхню води, то бачимо як виникає два незалежних один від одного безліч кругів, які ростуть і зрештою зустрічаються, потім входять один в другий, перетинаються один з другим і завжди зберігають свій центр – то місце, куди каміння вдарилися».

Леонардо ілюструє це явище схемою.

І це результат його спостережень: «Хоча й з’являється деяка видимість руху, але вода зі свого місця не зрушується, тому що отвір, який зробили в ньому каміння, відразу зімкнулися, і цей рух від розмикання і змикання води призводить в ній деякий струс, який можна скоріше розглядати як тремтіння, але не просування. … І навіть соломинка остається на місці і не підпадає під дію водних хвиль, виникненні під ними від проходження кругів»…

На протязі усієї історії людства незлічима кількість людей кидали в воду камінчики в спостерігали за кругами навколо них, але мало хто досягав такого рівня точності спостережливості в цьому стеженні. Він зрозумів суть хвильового руху – частинки воду не рухаються разом з хвилями, а лише підіймаються і опускаються («тремтіння» – так він це назвав)…