Гидравлика

Большое место в трудах Леонардо да Винчи занимала гидравлика. Он начал заниматься гидравликой еще в ученические годы и возвращался к ней в течение всей своей жизни. Как и в других областях своей деятельности, Леонардо сочетал в гидравлике разработку теоретических принципов с решением конкретных прикладных задач. Теория сообщающихся сосудов и гидравлических насосов, соотношение между скоростью течения воды и площадью сечения - все эти вопросы в основном родились из прикладных инженерных задач, которыми он так много занимался (постройка шлюзов, каналов, мелиорация). Леонардо спроектировал и частично осуществил постройку ряда каналов (канал Пиза - Флоренция, оросительные каналы на реках По и Арно). Он почти вплотную приблизился к формулировке закона Паскаля, а в теории сообщающихся сосудов практически предвосхитил идеи XVII в.

Леонардо занимала также теория водоворота. Имея довольно ясное понятие о центробежной силе, он заметил, что «вода, движущаяся в водовороте, движется так, что те из частиц, которые ближе к центру, имеют большую вращательную скорость. Это – поразительное явление, потому что, например, частицы колеса, вращающегося вокруг оси, имеют тем меньшую скорость, чем они ближе к центру: в водовороте мы видим как раз обратное».²⁸ Леонардо пытался классифицировать и описать сложные конфигурации воды в турбулентном движении.

Леонардо, которого называли «хозяином воды», консультировал правителей Венеции и Флоренции; соединяя теорию и практику, он стремился показать, почему смерчи поглощают берега, доказать, что для достижения желаемых результатов следует использовать неиссякаемую силу движущейся воды, а противостоять ей.

Еще более отчетливы и замечательны воззрения Леонардо на волнообразное движение. «Волна – говорит он, - есть следствие удара, отраженного водою».²⁹ «Часто волны движутся быстрее ветра. Это происходит оттого, что импульс был получен, когда ветер был сильнее, чем в данное время. Скорость волны не может измениться мгновенно».³⁰ Чтобы пояснить движение частиц воды, Леонардо начинает с классического опыта новейших физиков, т.е. бросает камень, производя круги на поверхности воды. Он дает чертеж таких концентрических кругов, затем бросает два камня, получает две системы кругов и задается вопросом: «Отразятся ли волны под равными кругами?»³¹ затем он говорит: «Таким же образом можно объяснить движение звуковых волн. Волны воздуха удаляются кругообразно от места своего происхождения, один круг встречает другой и проходит далее, но центр постоянно остается на прежнем месте»³²

Этих выписок достаточно, чтобы убедиться в гениальности человека, в конце XV века положившего основание волнообразной теории движения, которая получила полное признание лишь в XIX столетии.

Физика

В области практической физики Леонардо также выказал замечательную изобретательность. Так, задолго до Соссюра, он соорудил весьма остроумный гигрометр. На вертикальном циферблате находится род стрелки или весов с двумя шариками равного веса, из которых один из воска, другой из ваты. В сырую погоду вата притягивает воду, становится тяжелее и перетягивает воск, вследствие чего рычаг подвигается, и по количеству пройденных им делений можно судить о степени влажности воздуха. Кроме того, Леонардо изобретал разные насосы, стекла для усиления света ламп, водолазные шлемы.

Еще Вентури утверждал, что Леонардо раньше Кардано и Порты изобрел камеру – обскуру. Теперь это вполне доказано благодаря исследованиям Гроте, который нашел у да Винчи соответствующие рисунки и описания.³³

В области прикладной физики весьма интересна изобретенная Леонардо паровая пушка. Действие ее состояло в том, что в сильно нагретую камеру вводилась теплая вода, мгновенно превращавшаяся в пары, которые своим давлением вытесняли ядро. Кроме того, он изобрел вертел, вращавшийся посредством токов теплого воздуха.