Леонардо, мастерски умевший наблюдать движение, переносил его касанием кисти в свои произведения искусства. Кроме того, пока он работал при дворе Сфорца, его зачарованность движением постепенно перерастала в серьезные научные и инженерные исследования, среди которых особняком стоят изучение полета птиц и попытки изобрести летательный аппарат для человека.
Глава 11Птицы и полет
Театральные полеты фантазии
«Сделаешь анатомию крыльев птицы, вместе с мускулами груди, движущими эти крылья, — записал Леонардо у себя в рабочей тетради. — И сходное сделаешь у человека, дабы показать возможность, имеющуюся в человеке, держаться по желанию в воздухе при помощи взмахов крыльями»[334].
На протяжении двадцати с лишним лет, начиная примерно с 1490 года, Леонардо с необычайным усердием изучал полет птиц, а также возможность сконструировать такие машины, которые позволили бы человеку летать. Он посвятил этой теме более пятисот рисунков и 35 тысяч слов, которые заняли больше десятка его тетрадей. В этих исследованиях тесно переплелись его интерес к природе, наблюдательные навыки и инженерные наклонности. Здесь также нашел применение его метод выявления аналогий, который позволял открывать общие принципы, действующие в природе. Но в данном случае процесс выявления сходства зашел даже дальше, чем обычно: по сравнению с другими исследованиями, Леонардо едва не шагнул в царство чистой теории, приблизившись к гидродинамике и к законам движения.
Интерес Леонардо к летательным устройствам зародился еще в ту пору, когда он работал над театральными представлениями. С первых дней в мастерской Верроккьо до последних дней во Франции он всей душой отдавался постановке зрелищ. Сделанные им механические птицы летали в первый раз (впрочем, и в последний) именно на придворной сцене[335].
Именно на таких увеселительных представлениях он впервые увидел хитроумные механизмы, позволявшие актерам подниматься, опускаться и парить, будто в полете. Его предшественник, флорентийский художник и инженер Брунеллески выступал «мастером эффектов» в ослепительном религиозном спектакле «Благовещение», поставленном в 1430-х годах, а в 1471 году, когда во Флоренции уже работал 19-летний Леонардо, тот спектакль показали снова, используя ту же самую театральную машинерию. С потолочных балок свешивалось кольцо, на котором сидели двенадцать мальчиков, наряженных ангелами. Благодаря приспособлениям, состоявшим из больших подъемных блоков и ручных лебедок, все на сцене двигалось и парило. Благодаря механическим устройствам ангелы с позолоченными крыльями слетали с небес, держа в руках арфы и размахивая мечами, и спасали души праведников, а между тем из-под сцены — то есть из Преисподней — выскакивали черти. Затем явился с благой вестью архангел Гавриил. «Слетая вниз под возгласы ликования, — писал один из зрителей, — он поднимал и опускал руки и хлопал крыльями, словно взаправду летел».
В другом спектакле того времени — «Вознесении» — тоже имелись летающие персонажи. Вот как это описывал один современник: «Небеса раскрывались, и оттуда показывался Небесный Отец, чудесным образом подвешенный в воздухе, а актер, игравший Иисуса, казалось, возносился ввысь сам собой и плавно поднимался на изрядную высоту». Возносящегося Христа сопровождал сонм крылатых ангелов, которые сидели на бутафорских облаках, подвешенных над сценой[336].
Впервые Леонардо начал изучать полет птиц как раз для того, чтобы придумать кое-какие сценические приспособления для театральных зрелищ. В серии рисунков, выполненных им накануне отъезда из Флоренции в Милан в 1482 году, изображены крылья, похожие на крылья летучей мыши, с коленчатыми рычагами, которые должны были приводить это устройство в движение, хотя о настоящем полете речь, конечно же, не шла. По-видимому, это приспособление предназначалось для театральных трюков[337]. На другом рисунке Леонардо изобразил крыло без перьев, к которому присоединялись шестерни, шкивы, коленчатые рычаги и провода: форма коленчатого рычага и величина шестеренок указывают на то, что вся эта конструкция придумана для театра, а вовсе не для настоящих полетов по воздуху. Сфера применения этих аппаратов Леонардо ограничивалась театром, но он очень прилежно наблюдал за природой. На оборотной стороне того же листа он прочертил волнистую линию, направленную вниз, и пояснил: «Вот так приземляются птицы»[338].
Есть и еще одно указание на то, что эти рисунки флорентийского периода имели отношение именно к театральным постановкам, а не к настоящим полетам: в хвастливом письме с предложением своих услуг, которое Леонардо написал в ту пору Лодовико Моро, среди перечисленных военно-инженерных машин, которые он якобы умеет сооружать, ни словом не упомянуты аппараты, способные поднимать человека на воздух. Лишь после переезда в Милан он перестал ограничиваться театральными фантазиями и замахнулся на инженерные проекты для реального мира.
Наблюдение за птицами
Давайте кое-что проверим. Всем нам случалось видеть, как летают птицы, но присматривались ли вы когда-нибудь к ним настолько внимательно, чтобы заметить: с одинаковой ли быстротой птица машет крыльями, когда поднимает их и когда опускает? Леонардо это делал, причем ему даже удалось найти ответ: это зависит от вида птицы. «Есть птицы, которые машут крыльями быстрее, когда опускают их, чем когда поднимают, а именно так поступают голуби и им подобные, — записал он в тетради. — А другие, напротив, опускают крылья медленнее, чем поднимают, и это мы наблюдаем у ворон и им подобных». И есть еще такие птицы — например, сороки, — которые поднимают и опускают крылья с одинаковой скоростью[339].
Леонардо выработал тактику для оттачивания своих наблюдательских навыков. Он писал самому себе пошаговые инструкции, методично определяя, в каком порядке надлежит проводить наблюдения. Вот один пример: «Сперва определи движение ветра, а затем опиши, как птицы управляются с ним, просто балансируя при помощи крыльев и хвоста. Займись этим после описания их анатомии»[340].
В его тетрадях собраны десятки подобных наблюдений, и большинство из них кажутся нам удивительными, потому что сами мы, поглощенные повседневными делами, никогда не удосуживаемся так внимательно присматриваться к окружающим нас явлениям. Однажды, во время поездки во Фьезоле — селение к северу от Флоренции, где у Леонардо имелся виноградник, — он видел, как вспархивает азиатский кеклик. «Когда у птицы очень широкие крылья и небольшой хвост, — сообщает Леонардо, — и хочет она подняться, тогда она сильно поднимает крылья и, вертясь, заберет под крылья ветер»[341]. От наблюдений такого рода он переходил к более общим выводам о взаимоотношении хвоста птицы с ее крыльями: «Птицы с короткими хвостами имеют очень широкие крылья, которые своей шириной как бы подменяют хвост; и они часто пользуются штурвалами, которые помещаются у них на плечах, когда хотят развернуться». И далее: «Когда птицы, опускаясь, приближаются к земле с головой ниже хвоста, тогда сильно раскрытый хвост опускается и крылья делают короткие удары, и от этого голова оказывается выше хвоста и скорость замедляется так, что птица опускается на землю без какого-либо толчка»[342]. Вы когда-нибудь такое замечали?
После двадцати лет наблюдений Леонардо решил объединить свои заметки в связный трактат. Многие записи собраны в тетрадь из восемнадцати листов, которая известна теперь как «Кодекс о полете птиц»[343]. Начинает Леонардо с рассмотрения таких понятий, как тяжесть и плотность, а заканчивает размышлениями о запуске придуманного им летательного аппарата и сопоставлением его частей с частями тела птицы. Но, как и многие другие труды Леонардо, этот трактат так и остался незавершенным. Похоже, ему гораздо интереснее было выражать свои мысли, чем наводить на них глянец, делая пригодными для публикации.
Одновременно с подготовкой трактата о птицах Леонардо начал раздел в другой тетради, намереваясь впоследствии поместить все эти записи в более широкий контекст. «Для того чтобы дать истинную науку о движении птиц в воздухе, необходимо дать сначала науку о ветрах, которую докажем посредством движений воды, — писал он. — Наука эта, в своей сути чувственная, образует лестницу, ведущую к познанию того, что летает в воздухе и ветре»[344]. Он не только верно изложил общие принципы гидродинамики, но и сумел превратить свои интуитивные догадки в зачатки гипотез, предвосхищавшие учения Ньютона, Галилея и Бернулли.
Ни один ученый до Леонардо еще не объяснял так методично, почему птицы движутся по воздуху и не падают. Большинство просто приукрашивали суждения Аристотеля, который ошибочно полагал, будто птицы опираются на воздух подобно тому, как корабли опираются на воду[345]. Леонардо же понял: чтобы удерживаться в воздухе, требуется принципиально иная динамика, нежели та, что позволяет телам удерживаться на поверхности воды, так как птицы тяжелее воздуха, а потому их должно сильно притягивать к земле. На первых двух страницах его «Кодекса о полете птиц» рассматриваются законы тяготения, которые сам Леонардо именует «притяжением одного предмета к другому». Сила притяжения, писал он, направлена на «воображаемую линию, проходящую посередине каждого предмета»