|
Забытые эксперименты Леонардо да Винчи
|
|
|
|
Инженеры из Калифорнийского технологического института обнаружили, что понимание гравитации Леонардо да Винчи — хотя и не совсем точное — опережало его время на столетия. В статье, опубликованной в журнале Leonardo, исследователи опираются на свежий взгляд на одну из записных книжек да Винчи, чтобы показать, что знаменитый эрудит разработал эксперименты, чтобы продемонстрировать, что гравитация является формой ускорения, и что он дополнительно смоделировал гравитационную постоянную, чтобы около 97 процентов точности.
|
|
|
|
Да Винчи, живший с 1452 по 1519 год, был намного впереди в изучении этих концепций. Только в 1604 году Галилео Галилей выдвинул теорию о том, что расстояние, пройденное падающим объектом, пропорционально квадрату прошедшего времени, и только в конце 17 века сэр Исаак Ньютон расширил это, чтобы разработать закон всемирного тяготения. описание того, как объекты притягиваются друг к другу. Основным препятствием для да Винчи было ограниченное количество инструментов, находящихся в его распоряжении. Например, ему не хватало средств для точного измерения времени падения предметов.
|
|
|
Впервые эксперименты да Винчи были замечены Мори Гарибом, профессором аэронавтики и медицинской инженерии Ганса В. Липмана, в Кодексе Арундела, сборнике статей, написанных да Винчи, которые охватывают науку, искусство и личные темы. В начале 2017 года Гариб изучал методы визуализации потока да Винчи, чтобы обсудить их со студентами, которых он преподавал в аспирантуре, когда он заметил серию набросков, показывающих треугольники, образованные похожими на песок частицами, вытекающими из банки, в недавно выпущенном Codex Arundel, который можно просмотреть онлайн благодаря Британской библиотеке.
|
|
|
|
«Что привлекло мое внимание, так это то, что он написал «Equatione di Moti» на гипотенузе одного из нарисованных им треугольников — того, который был равнобедренным прямоугольным треугольником», — говорит Гариб, ведущий автор статьи о Леонардо. «Мне стало интересно узнать, что Леонардо имел в виду под этой фразой». Чтобы проанализировать записи, Гариб работал с коллегами Крисом Ро, в то время научным сотрудником Калифорнийского технологического института, а ныне доцентом Корнельского университета, а также с Флавио Нока из Университета прикладных наук и искусств Западной Швейцарии в Женеве. Нока предоставил переводы итальянских заметок да Винчи (написанных его знаменитым зеркальным письмом для левой руки, которое читается справа налево), пока троица корпела над диаграммами рукописи.
|
|
|
|
В документах да Винчи описывает эксперимент, в котором кувшин с водой перемещали по прямой траектории, параллельной земле, выливая по пути либо воду, либо зернистый материал (скорее всего, песок). Из его заметок становится ясно, что он знал, что вода или песок не будут падать с постоянной скоростью, а будут ускоряться, а также что материал перестанет ускоряться по горизонтали, поскольку на него больше не влияет кувшин, и что его ускорение чисто вниз под действием силы тяжести.
|
|
|
|
Если кувшин движется с постоянной скоростью, линия, созданная падающим материалом, вертикальна, поэтому треугольник не образуется. Если кувшин ускоряется с постоянной скоростью, линия, созданная сбором падающего материала, образует прямую, но наклонную линию, которая затем образует треугольник. И, как указал да Винчи на ключевой диаграмме, если движение кувшина ускоряется с той же скоростью, с которой сила тяжести ускоряет падающий материал, он создает равносторонний треугольник — это то, что первоначально заметил Гариб, что да Винчи выделил примечанием: Equatione di Moti», или «уравнивание (эквивалентность) движений». Да Винчи пытался математически описать это ускорение. Именно здесь, по мнению авторов исследования, он не совсем попал в цель. Чтобы изучить процесс да Винчи, команда использовала компьютерное моделирование для проведения эксперимента с вазой с водой. Это привело к ошибке да Винчи.
|
|
|
|
«Мы видели, что Леонардо боролся с этим, но он смоделировал это, поскольку расстояние до падающего объекта было пропорционально 2 в степени t [где t представляет время], а не пропорционально t в квадрате», — говорит Ро. «Это неправильно, но позже мы узнали, что он правильно использовал это неправильное уравнение». В своих заметках да Винчи проиллюстрировал падение объекта в течение четырех интервалов времени — периода, в течение которого графики обоих типов уравнений близко выстраиваются в линию. «Мы не знаем, проводил ли да Винчи дальнейшие эксперименты или исследовал ли этот вопрос более глубоко», — говорит Гариб. «Но тот факт, что он боролся с этой проблемой таким образом — в начале 1500-х годов — показывает, насколько далеко зашло его мышление».
|
|
|
|
Статья называется «Визуализация Леонардо да Винчи гравитации как формы ускорения».
|
|
|
|
Источник
|
