Разгадали код да Винчи: ученые узнали о ранее неизвестном открытии гения

• За 400 лет до Эйнштейна
• Уравнение неправильное, ответ — верный
• Одинокий первооткрыватель

“Универсальный человек” Леонардо да Винчи не перестает удивлять ученых. Как выяснили недавно инженеры из Калифорнийского технологического института, гений эпохи Возрождения приблизился к современному пониманию гравитации, опередив науку на столетия.

За 400 лет до Эйнштейна

Гравитация — сила, которая одинаково действует на все без исключения обладающие массой тела. Она сыграла ключевую роль в создании и эволюции нашей Вселенной: первичные атомы водорода после Большого взрыва благодаря гравитации сталкивались между собой и производили гелий. Так появились звезды. А процессы внутри них привели к возникновению остальных элементов таблицы Менделеева.

История открытия гравитации хорошо известна. Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. В 1589-м, сбрасывая шары с Пизанской башни, Галилео Галилей определил: если исключить воздействие воздуха, скорость падения предметов одинакова.

Спустя три с половиной века это наглядно продемонстрировал астронавт Дэвид Скотт. Стоя на поверхности Луны, он поднял молоток и перо сокола на уровень плеч, а затем отпустил — объекты упали на реголит одновременно.

Кроме того, в 1604-м Галилей предположил, что высота падения предмета пропорциональна квадрату времени, затраченного на полет. В конце XVII века Исаак Ньютон развил эту идею и открыл закон всемирного тяготения. Наконец, дальнейшее изучение вопроса привело к созданию Общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Как теперь выяснилось, да Винчи понял, как работает гравитация, примерно на сто лет раньше Галилея. Об этом рассказывает статья ученых из Калтеха, опубликованная в журнале Leonardo.

Уравнение неправильное, ответ — верный

Профессор аэронавтики и медицинской инженерии Мори Гариб, изучая с аспирантами Кодекс Арундела (сборник записей да Винчи), заметил серию эскизов — треугольники, образованные высыпающимися из емкости частицами, похожими на песок.

«Мое внимание привлекла надпись Equation di Moti (“уравнение движения”. — Прим. ред.) на гипотенузе одного из нарисованных треугольников — равнобедренного и прямоугольного. Я решил узнать, что Леонардо имел в виду», — приводит слова Гариба пресс-релиз Калтеха.

Эксперимент да Винчи с кувшином

Как и многие другие научные заметки да Винчи, эта записана знаменитым зеркальным письмом — развернутые задом наперед буквы читаются слева направо. Для расшифровки текста привлекли профильных специалистов.

Исследование эскизов и записей позволило установить суть эксперимента. Кувшин перемещался по прямой линии параллельно земле, сбрасывая по пути либо воду, либо гранулированный материал — скорее всего, песок.

Судя по всему, да Винчи знал, что вода или песок будут падать не с постоянной скоростью, а с ускорением. Кроме того, он понимал, что материал, покинув сосуд, перестает ускоряться по горизонтали — его ускорение направлено исключительно вниз из-за силы тяжести.

Да Винчи выяснил, что условный треугольник, образованный линией движения кувшина, высотой от исходной точки движения до земли и косой линией, созданной высыпающимися частицами, может существовать лишь в том случае, если сосуд движется с постоянным ускорением. А если ускорение кувшина равно ускорению падения материала, получается равносторонний треугольник. Это и показано на ключевой диаграмме, на которую обратил внимание Гариб.

Сравнение графиков «удвоенной t» и «t в квадрате»

Да Винчи попытался описать это явление математически. И ошибся. По его расчетам, расстояние, пройденное падающим объектом, было пропорционально времени t, умноженному на два, а не квадрату t, как на самом деле.

Тем не менее да Винчи, по выражению ученых, в дальнейшем использовал это неверное уравнение правильно. Динамику падения материала он продемонстрировал на отрезке времени, разбитом на четыре интервала — в этот период графики обоих уравнений (c “удвоенным t” и «t в квадрате») близки и в верхней правой точке совпадают.

Одинокий первооткрыватель

Неизвестно, разрабатывал ли да Винчи эту тему позже, однако, по мнению авторов статьи, “тот факт, что он пытался решить задачу таким образом в начале 1500-х годов, демонстрирует, насколько далеко продвинулось его мышление».

Да Винчи называют универсальным человеком — его гений проявился в разных областях, включая фундаментальную науку. О многих достижениях Леонардо исследователям стало известно только в наши дни.

Так, в 2016-м обнаружили скетчи Да Винчи, посвященные исследованиям по определению коэффициента трения и скольжения. Авторы материала, опубликованного в журнале Wear, отмечают: хотя слово “трибология” (наука о контактном взаимодействии твердых тел) впервые появилось почти через 450 лет после смерти Леонардо, можно сделать вывод, что он был знаком с основными концепциями этой области знания.

Правда, его работа не оказала никакого влияния на развитие предмета в последующие столетия. Та же участь постигла большинство других открытий ученого и художника эпохи Возрождения.