7 Глава. Эпоха Леонардо.
«Наука – полководец, и практика – его солдаты.»
Леонардо да Винчи
Более трёх тысяч лет прошло от мифа до реального полёта. И сколь разительно отличался этот настоящий полёт оснащённого техникой человека от того, как его представляли древние люди. «Во всех начинаниях разума самое трудное это начало» , - говорил Платон. И без начала не могло быть ни события, ни изобретения. Но как мы выяснили из предыдущих глав и само начало бывает раздроблено во времени на десятки , а может быть и тысячи лет. Ведь не в один же миг единственный человек задумал летать как птица? Оказалось, что изобретательству подвластно всё, и оно может быть увенчано удачами и неудачами. Но главное не в этом, а в том, что сам процесс этого движения выводил вперёд творческих людей, он их окрылял, и они окрыляли за собой всё человечество. Таким человеком был Леонардо да Винчи (15 апреля 1452 г.
- 2 мая 1519 г.)
Он был изобретателем до самых кончиков волос. Всё к чему он прикасался – полотна, краски , ткани, камни, глина – всё несло на себе отпечаток необычности, новшества. Он изобретал в рисунках, макетах и чертежах: города, подъёмные механизмы, механизмы вращения, измерения, движения, передачи, винты. Необычность его картин до сих пор заставляет людей восхищаться ими. Вот, к примеру Джоконда – сколько таинств в этом полотне! В этом взгляде! Кажется, что молодая женщина следит улыбаясь за нами, но взгляд её всё же направлен мимо нас…
Леонардо был сыном своего времени, и в то же время, как и все великие шагнул от него далеко вперёд, и не просто шагнул, а тянул за собой само время, открывая новые принципы гуманизма, красоты, человеколюбия. Его изобретения предвосхитили развитие химии, физики, механики. Из них можно выделить такие новшества, как парашют, акваланг, пулемёт, самокатящиеся тележки, велосипед, подъёмные механизмы, подшипники, шестерни. Во все области своей деятельности: искусства, архитектуры, строительства он пытался внести элемент усовершенствования. Это он подготовил прообраз летательного аппарата.
Но главным сюжетом его творчества был конечно – человек, - его красота, гармония, пропорции золотого сечения. На его рисунке «Витрувианский человек» как бы отражены два способа осмысления гармонии, в центре которых находится сам человек. Много времени, что бы понять сущность человека он уделял изучении анатомии. Потребность человека можно уловить лишь изучая его внутренний мир: по строению мышц можно определить пригодность человека к полёту или более грамотно изобразить человека на холсте, а по изучению тонких психологических очертаний можно создавать восхитительные шедевры искусства.
В центре эпохи возрождения оказался сам человек. Человеческий разум расталкивал религиозную пыль и стремился к свободе всё более тесня божественное провидение и создавая великие творения: Сикстинскую капеллу, Крейцерову сонату, Собор Святого Петра, купол Флорентийского собора, лестницу Лауренцианы и многое другое. Всё это величие посвящённое божественному промыслу в то же время возвышало самого человека-творца, человека-изобретателя. А открытия астрономов вращения Земли вокруг Солнца, доказательства окружности Земли вслед за географическими открытиями повлекли за собой научную и промышленную революции.
Человек становился другим. Его разум требовал больше правды и знаний. Неведомый мир природных сил всё больше открывал пытливому уму свои тайны. И чем больше становилось открытий и изобретений, тем больше людей в них стало нуждаться. Кустарное ремесло одиночек уже не удовлетворяло возрастающий спрос. Им на смену шли фабрики, мануфактуры, заводы. Человек становился мерой всех вещей и самого себя.
Объёмность, массовость производства в свою очередь требовали универсализации и совершенствования оборудования, новых станков, паровых машин, водяных колёс, вращающих станки, железных дорог, угля и нефти. Тут и понадобились и шестерни, и звёздочки и механизмы с подшипниками и в следующей главе мы прикоснёмся к очень важному и нужному изобретению – токарному станку. А сейчас остановимся на одном маленьком , но не менее важном изобретении, без которого сегодня не обойдётся ни один токарь. Это – мерительный инструмент Штангенциркуль.
Прямые, квадратные поверхности ты сможешь измерить с помощью линейки, но как измерить точно диаметр цилиндрической детали, ещё и зажатой в патроне токарного станка? А с развитием машин и механизмов точность измерения возросла в тысячи раз.
В 1631 году французский математик изобрёл инструмент нониус, шкалу позволяющую отсчитывать доли показаний на основной шкале измерительного прибора. Изобретение было до гениальности просто. Насечка делений на основной шкале (штанге) была обычной дискретностью в 1 мм., а вот на подвижном нониусе 10 делений помещалось в 9 миллиметров штанги.
Таким образом, чтобы получить измеряемый размер: миллиметры смотрим по верхней шкале левее нуля шкалы нониуса. В данном случае – 7 миллиметров, а десятые доли смотрим по совпадающим рискам, совпала цифра 6. Значит измеряемое (от нуля штанги до нуля нониуса) значение равно 7,6 миллиметров. Согласитесь, что нолик смещаемой шкалы чуть дальше от середины между 7 и 8, но вот насколько – покажет шкала нониуса в данном случае с точностью до десятых долей. Для удобства измерений к прямой штанге были изобретены губки и такие же ответные к подвижной рамке с нониусом.
Первые* штангенциркули были деревянными, но уже в конце 18 века в Англии появляются металлические. Этим изобретением и пользуются по сей день.
Но было ещё одно изобретение основанное на смещающихся шкалах – логарифмическая линейка. В том же 1631 году англичанами Уильямом Отредом и Ричардом Деламейном были представлены смещающиеся линейки для упрощения математических вычислений. Это сейчас ты пользуешься компьютером и калькулятором, а тогда, с развитием механики и торговли потребовалось простое устройство для быстрого вычисления.
Так Томас Эверард на своей линейке расположил не только двойные и тройные шкалы для возведения чисел в квадрат и куб, извлечения квадратного и кубического корне, но и отметил на шкалах особые точки – числа, наиболее часто встречающиеся при расчетах у предпринимателей того времени:
- сторона квадрата, вписанного в круг диаметра 1 (0,707);
- сторона квадрата, равновеликого кругу диаметра 1 (0,886);
- длина окружности с диаметром 1 (3.14);
- объем стандартного галлона вина в кубических дюймах (231);
- объем стандартного бушеля солода (2150,42);
- объем стандартного галлона эля (282).
Эта картинка логарифмической линейки взята из Википедии. Рассмотрим простую схему умножения и деления. Эта функция отложена на шкалах C и D
Центральная часть линейки смещается так чтобы цифра 1 шкалы C совпала с умножаемым числом – шкала D . В данном случае это 1,3. Множитель мы ищем на шкале С при помощи риски на движущейся рамке. На рисунке он стоит на цифре 2, а ответ ищем по той же риске, но на шкале D = 2,6 . Деление происходит в обратном порядке.
Открытие логарифмов – упрощения для трудоёмких вычислений предвосхитило создание вычислительной линейки. Лаплас говорил, что изобретение логарифмов «сократив труд астронома, удвоило его жизнь». Логарифмическая функция y=log a x и сегодня незаменима во многих областях человеческой деятельности.