Сердце
112. Сердце и Салаи.
На одном из Леонардовых листов с рисунками человеческого сердца, выполненными чернилами по синеватой бумаге (илл. 112), присутствует напоминание о человеческой — и даже человечной — грани его анатомических занятий[720]. Наверху нарисована папиллярная мышца сердца, а рядом описано, как она сокращается и растягивается, когда бьется сердце. А потом — словно спохватившись и подивившись собственной бесстрастности, — Леонардо позволил себе отвлечься, и рука его машинально принялась рисовать что-то постороннее. Так здесь возник очаровательный профиль Салаи — с кудрями, ниспадающими по длинной шее, с узнаваемым срезанным подбородком и мясистым горлом, которому придала мягкие очертания характерная штриховка Леонардо с наклоном влево. В правой части его груди изображено сердце в разрезе с намеченными мышцами. Анализ рисунка показал, что вначале было нарисовано сердце. По-видимому, лишь потом Леонардо нарисовал вокруг него портрет Салаи.
Леонардо изучал человеческое сердце в рамках общих занятий анатомией и препарированием, но именно в этой области ему удалось проявить наибольшую настойчивость и добиться значительных научных успехов[721]. Благодаря своему интересу к гидравлике и гидротехнике, а также давней страсти к течению жидкостей, Леонардо совершил открытия, которые еще несколько веков никто не мог в полной мере оценить.
В начале XVI века знания европейцев об устройстве и работе сердца совсем недалеко ушли от представлений Галена, жившего во II веке н. э. В эпоху Возрождения о его трудах по медицине снова вспомнили. Гален полагал, что сердце — не просто мускул: оно состоит из особого вещества, которое и наделяет его жизненной силой. Кровь образуется в печени, утверждал он, а из нее разносится по венам. А сердце производит некие «жизненные духи», разбегающиеся по артериям, которые Гален и его преемники считали обособленной системой. Он думал, что ни кровь, ни «жизненные духи» не циркулируют, а просто пульсируют взад и вперед по венам и по артериям.
Леонардо одним из первых до конца осознал, что центром кровеносной системы является вовсе не печень, а сердце. «Все вены и артерии берут свое начало в сердце», — написал он на той странице, где помещены рисунки, позволяющие сопоставить ветви и корни растительного семени с венами и артериями, исходящими от сердца. Он решил доказать и словами, и подробным рисунком, что «наиболее крупные вены и артерии находятся там, где они соединяются с сердцем, а чем более они удаляются от сердца, тем становятся тоньше, разделяясь на все более мелкие ветви». Он первым обратил внимание на то, что толщина ветвей уменьшается с каждым новым разветвлением, и проследил за ними вплоть до самых тонких, почти невидимых капилляров. Тем же, кто возразил бы ему, что вены укоренены в печени — подобно тому, как растение укоренено в почве, — он указывал на то, что и корни, и ветви растения выпущены из семени, подобно тому, как от сердца отходят вены [722].
Еще Леонардо сумел показать, что, вопреки учению Галена, сердце — это просто мышца, а вовсе не какая-то особая форма жизненного вещества. Как и все мышцы, сердце тоже снабжается кровью и имеет собственные нервы. «Оно питается при помощи артерий и вен, как и остальные мускулы», — обнаружил он[723].
А еще он поправил Галена, полагавшего, что у сердца имеется только два желудочка. Проведя ряд вскрытий, он увидел своими глазами, что есть два верхних и два нижних желудочка. И они, заявил Леонардо, явно служат разным целям, так как разделены клапанами и перепонками. «Если бы они выполняли одну работу, не было бы нужды в клапанах, разделяющих их». Чтобы понять, как именно функционируют желудочки, Леонардо вскрыл свинью, пока у нее еще билось сердце. И обнаружил, что верхние и нижние желудочки раскрываются в разное время. «Верхние желудочки сердца имеют иное предназначение и иную природу, чем нижние, и они разделены хрящом и различными перегородками»[724].
Леонардо согласился с неверной теорией Галена, гласившей, будто кровь теплая оттого, что ее нагревает сердце, и пытался сам найти разумное объяснение тому, как именно происходит это нагревание. В итоге он остановился на предположении, что теплота рождается от движения сердца и от трения крови о сердечные стенки. «Кружение и бурление крови, ее трение о стенки, и сотрясения, происходящие при этом, и являются причиной нагревания крови», — заключил Леонардо. Желая, по своему обыкновению, испытать свою гипотезу при помощи аналогий, он задумался о том, нагревается ли молоко, когда его сбивают в масло. «Заметь, приводит ли взбивание молока при изготовлении масла к его нагреву», — внес он новый пункт в перечень запланированных дел[725].
Аортальный клапан
Занимаясь анатомией и, в частности, изучая устройство сердца, Леонардо сделал крупное открытие: он понял, как работает клапан аорты. Справедливость его суждения получила подтверждение лишь гораздо позже. Это открытие он не совершил бы, если бы не разбирался в спиральных потоках. Всю жизнь Леонардо неудержимо притягивали водовороты, завихрения воздушных потоков и завитки волос, ниспадавших вдоль шеи. Применив свои знания, он понял, как именно спиральный поток крови, проходящий через ту часть аорты, что известна сейчас под названием синусов Вальсальвы, создает завихрения, которые заставляют закрываться клапан бьющегося сердца. Леонардо провел исследование, которое заняло шесть страниц: всего — 20 рисунков и сотни слов замечаний и разъяснений[726].
Вверху одной из первых страниц своего разбора он начертал девиз, восходящий к надписи над входом в платоновскую Академию[727]: «Пусть не читает меня тот, кто не математик»[728]. Это не означает, что его исследование кровяного потока, подходящего к сердцу, опиралось на сложные вычисления: в действительности, при описании завихрений и водоворотов он не слишком углублялся в математику, разве что слегка коснулся числовой последовательности Фибоначчи. Смысл его девиза был другой: он просто в очередной раз выражал уверенность в том, что наблюдаемые в природе действия подчиняются физическим законам и обнаруживают математическую достоверность.
К открытиям, касавшимся сердечного клапана, Леонардо подошел благодаря тому, что в 1510 году занимался разными вопросами гидродинамики, в том числе — вопросом о том, как вода, падая из труб в емкость, образует водовороты. Одним из интересовавших его явлений было гидродинамическое сопротивление. Он выяснил: когда поток течет по трубе, или по каналу, или просто по руслу реки, то вода, находящаяся ближе к стенкам (или берегам), течет медленнее, чем вода посередине. Это происходит оттого, что вода с боков трется о стенки трубы или о речные берега, и трение замедляет ее бег. Соседний слой воды тоже замедляет движение, но не так сильно. Меньше всего замедляет бег вода, текущая посередине трубы или речного потока. Когда же вода вытекает из трубы и падает в емкость или из реки, образующей порог, — в заводь, разница в скорости между быстро бегущим центральным потоком и заторможенными боковыми струями приводит к образованию водоворотов и завихрений. «Из всей воды, что выливается из горизонтальной трубы, та часть, что ближе к центру отверстия, вырвется дальше всего от отверстия трубы», — писал Леонардо. Еще он описывал, как жидкости, текущие вдоль искривленных поверхностей или по расширяющемуся каналу, образуют воронки или завихрения. Он помнил об этом явлении, когда наблюдал за размыванием речных берегов, когда изображал на картинах текущую воду и когда пытался понять, как кровь откачивается из сердца[729].
В частности, Леонардо интересовало, как кровь накачивается из сердца вверх — через треугольное отверстие, ведущее к основанию аорты, которая разносит по организму поступающую от сердца кровь. «Средняя часть крови, бьющей вверх через этот треугольник, достигает большей высоты, чем та, что поднимается вдоль стенок», — утверждал он. Далее он описывал, как образуются спиралевидные завихрения, когда эта новая кровь вливается в ту, что уже находится в расширенных частях аорты. Сейчас эти части известны как синусы Вальсальвы — они названы в честь итальянского анатома Антонио Вальсальвы, который описал их в начале XVIII века. По справедливости, их следовало бы называть синусами Леонардо, и, скорее всего, именно так они и назывались бы, если бы Леонардо опубликовал сделанные им открытия за два столетия до Вальсальвы[730].
Закручивание потока крови после того, как она закачалась в аорту, заставляет листки треугольных клапанов между сердцем и аортой распрямляться, а затем и закрывать отверстие. «Вращающаяся кровь бьется о стенки трех клапанов и закрывает их, и потому не может опуститься назад». Точно так же вихревой ветер расправляет углы треугольного паруса — и именно к этой аналогии прибегнул Леонардо, объясняя свое открытие. На рисунке, который показывает, как закрученные струи крови надавливают на затворы клапанов и открывают их, он написал: «Дай названия связкам, которые открывают и закрывают два паруса».
113. Аортальный клапан.
Вплоть до 1960-х годов большинство кардиологов считали, что клапан захлопывается сверху после того, как в аорту поступило столько крови, что она начинает отходить назад. Именно так устроено большинство других клапанов: они закрываются, когда поток устремляется в обратную сторону. В течение четырех с лишним столетий кардиологи не обращали никакого внимания на довод Леонардо, находившего, что клапан не закрылся бы как следует от одного только давления сверху: «Кровь, которая возвращается, когда сердце вновь открывается, — это не та кровь, которая закрывает сердечные клапаны. Это было бы н