Не позволяйте вчерашнему дню влиять на себя сегодня

Леонардо да Винчи открыл законы гравитации на 100 лет раньше Ньютона

Леонардо да Винчи

Леонардо да Винчи


Как прототип человека эпохи Возрождения, Леонардо да Винчи был художником, ученым, изобретателем и всесторонним гением, который оставил наследие открытий и инноваций, которым восхищаются и по сей день. Но если авторы недавно опубликованного исследования правы, да Винчи мог быть даже более мудрым и проницательным, чем предполагалось ранее. По словам этих ученых, да Винчи оставил ряд заметок и набросков в своей коллекции бумаг, доказывающих, что он постиг фундаментальные аспекты гравитации за столетия до того, как родился Исаак Ньютон .

Группа ученых во главе с Калифорнийским технологическим институтом (Калифорнийский технологический институт) профессора аэронавтики и медицинской инженерии Мори Гариба представила результаты своего исследования теории гравитации да Винчи . Они объяснили, как рисунки да Винчи научного эксперимента, который он задумал, но не провел, пробудили их интерес и привели к открытию того, как много он знал о гравитации и о том, как она на самом деле работает.

На рассматриваемых эскизах изображен кувшин с водой, который перемещается по воздуху по прямой линии, при этом частицы, похожие на песок, выпадают и падают на землю по пути. В некоторых набросках кувшин с водой двигался с одинаковой скоростью, в то время как в других он ускорялся с постоянной скоростью, при этом в каждом сценарии выпадали частицы песка.

Иллюстрация эксперимента, придуманного да Винчи для измерения гравитации

Иллюстрация эксперимента, придуманного да Винчи
для измерения гравитации


В своих заметках да Винчи отслеживал ожидаемые изменения скорости кувшина при его ускорении, а также изменения скорости частиц песка по мере того, как они ускорялись на своем нисходящем пути. Последнее движение да Винчи было невероятно важным и новаторским, потому что оно означало, что он признал силу гравитации постоянной силой ускорения. Он знал, что гравитация заставит падающий объект двигаться все быстрее и быстрее, пока он не упадет на землю и его движение не остановится.

Да Винчи указывает, что если кувшин движется равномерно с заданной скоростью, то падающий материал формирует вертикальную линию и не образует треугольника, если он движется с фиксированным ускорением, формируется наклонная линия. При этом при движении кувшина с тем же ускорением, которое придает объектам сила тяжести, падающий материал формирует равнобедренный треугольник.

Леонардо пытался сформировать математическое уравнение, которое описывало бы это ускорение, но в этом, как полагают авторы исследования, зашел в тупик. Он рассчитывал, что расстояние до падающего объекта было пропорционально 2 в степени t (t — время), а не квадрату времени. Тем не менее компьютерное моделирование показало, что, если ученый провел описанные эксперименты, он мог рассчитать значение ускорения свободного падения с точностью до 97%.

Эксперимент да Винчи

Эксперимент да Винчи, смоделированный в Калифорнийском
технологическом институте. Видео: Caltech


Это был большой скачок вперед и важный первый шаг на пути к пониманию того, как действует гравитация и влияет на все физические объекты повсюду.

Но на этом гениальность да Винчи не остановилась. В своих экспериментах он обнаружил нечто более конкретное, что еще на один шаг приблизило его к полностью разработанной теории гравитации.

Машины, предназначенные для преодоления гравитации

Известно, что конструкции да Винчи включали машины,
предназначенные для преодоления гравитации


Рисунки Леонардо да Винчи, которые были опубликованы в сборнике его статей под названием Codex Arundel, включали в себя треугольники, которые он создал из линий, которые отслеживали движения кувшина с водой и движения различных падающих частиц. Различные формы треугольников создавались в зависимости от изменения скорости кувшина, и именно рисунок одного из этих треугольников — плюс сопутствующая надпись — привлек внимание Мори Гариба в 2017 году, когда он использовал Кодекс Арундела в качестве источника. материал в аспирантуре, которую он преподавал.

Чтобы глубже изучить идеи и открытия да Винчи , Гариб нанял исследователя с докторской степенью из Калифорнийского технологического института Криса Ро (ныне доцента Корнельского университета) и Флавио Нока из Университета прикладных наук и искусств Западной Швейцарии в Женеве, чтобы те помогли ему изучить рисунки да Винчи и отмечает более внимательно. Нока помог с переводом Кодекса Арундела, и, работая вместе, команда в конце концов обнаружила, насколько далеко продвинулся да Винчи в своем понимании гравитации.

В дополнение к тому, что он узнал, что это ускоряющая сила, они также узнали, что имел в виду да Винчи, когда использовал фразу Equatione di Moti'.

Кажется, да Винчи понял, что когда движение кувшина ускоряется, чтобы соответствовать скорости гравитационного ускорения, приложенного к частицам, в результате получается идеально сбалансированный равносторонний или прямоугольный равнобедренный треугольник. Это было важно, потому что это показало, что да Винчи достиг той стадии, когда он был готов вычислить гравитационную постоянную, важнейшую меру, необходимую для создания более полной теории гравитации. Он использовал геометрические рассуждения, чтобы достичь этой стадии, после чего попытка определить действительное математическое значение станет следующим шагом на пути к такой теории.

К сожалению, да Винчи допустил несколько ошибок, пытаясь вычислить эту константу, которую исследователи из Калифорнийского технологического института смогли отследить при расшифровке его работы. Но даже здесь его усилия были впечатляющими, поскольку в итоге он получил цифру, которая была точной примерно на 97 процентов. В общем, это было невероятное усилие, предвосхитившее работу других интеллектуальных гигантов.

Леонардо да Винчи жил с 1452 по 1519 год и, как полагают авторы исследования, опередил свое время: ему не хватало инструментов для формулирования окончательного закона. Тем не менее, используя доступные ему методы — геометрию, он максимально близко подошел к открытию законов гравитации. После него только в 1604 году Галилео Галилей выдвинул гипотезу, что расстояние, пройденное падающим объектом, пропорционально квадрату времени, а в середине XVII века Исаак Ньютон расширил эту теорию, чтобы разработать закон всемирного тяготения.