Инженери от Калифорнийския технологичен институт (Caltech) установиха, че разбирането на Леонардо да Винчи за гравитацията – макар и не съвсем точно – е изпреварило времето си с векове. В статия, публикувана в списание Leonardo, изследователите се опират на един от бележниците на Да Винчи, за да покажат, че известният ерудит е измислил експерименти, за да докаже, че гравитацията е форма на ускорение – и той допълнително е моделирал гравитационната константа с около 97 процента точност.
Да Винчи, който е живял от 1452 до 1519 г., бил доста напреднал в изследването на тези концепции. Едва през 1604 г. Галилео Галилей ще теоретизира, че разстоянието, изминато от падащ обект, е пропорционално на квадрата на изминалото време, и едва в края на XVII век сър Исак Нютон ще разшири това, за да разработи закон за всеобщото привличане, описвайки как обектите се привличат един към друг. Основното препятствие пред Да Винчи е било това, че е бил ограничен от инструментите, с които е разполагал. Например липсвало му е средство за прецизно измерване на времето, докато обектите падат.
Leonardo da Vinci / The Codex Arundel / British Library
Експериментите на Да Винчи били забелязани за първи път от Мори Гариб, професор по аеронавтика и медицинско инженерство, в Codex Arundel – колекция от документи на Да Винчи, които обхващат наука, изкуство и лични теми. В началото на 2017 г. Гариб изследва техниките на Леонардо за визуализация на потока, когато забелязва поредица от скици, показващи триъгълници, генерирани от подобни на пясък частици, изливащи се от стомна. Codex Arundel със скиците на гения може да се види онлайн благодарение на Британската библиотека.
„Това, което привлече вниманието ми, беше, че той е написал „Equatione di Moti“ върху хипотенузата на един от своите скицирани триъгълници – равнобедрен правоъгълен триъгълник – казва Гариб, водещ автор на статията. – Заинтересувах се да видя какво е имал предвид Леонардо с тази фраза.“
В документите Да Винчи описва експеримент, при който стомна за вода се движи по права линия, успоредна на земята, изсипвайки вода или гранулиран материал (най-вероятно пясък) по пътя. Неговите бележки показват ясно, че той е бил наясно, че водата или пясъкът няма да падат с постоянна скорост, а по-скоро ще се ускорят – също така, че материалът спира да се ускорява хоризонтално, тъй като вече не се влияе от каната, и че неговото ускорение е чисто надолу поради гравитацията.
California Institute of Technology
Ако стомната се движи с постоянна скорост, линията, създадена от падащия материал, е вертикална, така че не се образува триъгълник. Ако стомната се ускорява с постоянна скорост, линията, създадена от падащия материал, образува права, но наклонена линия, която след това образува триъгълник. И както посочва Да Винчи в ключовата диаграма, ако движението на стомната се ускори със същата скорост, с която гравитацията ускорява падащия материал, това създава равностранен триъгълник – което Леонардо е подчертал с бележката „Equatione di Moti“, или „изравняване (еквивалентност) на движенията“.
Да Винчи се е опитал да опише математически това ускорение. Именно тук според авторите на изследването той не е улучил точно целта. За да проучи процеса на Да Винчи, екипът на Гариб използвал компютърно моделиране за възпроизвеждане на неговия експеримент. Това довело до грешката на Леонардо.
„Леонардо се бори с това, но той го моделира така, че разстоянието до падащия обект да е пропорционално на 2 на степен t, където t представлява времето, а не пропорционално на t на квадрат – казва Крис Ро от Caltech. – Грешно е, но по-късно разбрахме, че той е използвал този вид грешно уравнение по правилния начин.“ В своите бележки Да Винчи е илюстрирал падане на обект за четири интервала от време – период, през който графиките на двата вида уравнения се подреждат плътно.
„Не знаем дали Да Винчи е правил допълнителни експерименти, или е изследвал по-задълбочено този въпрос – казва Гариб. – Но фактът, че той се е борил с този проблем по този начин в началото на 1500 г., показва колко далеч е стигнало мисленето му.“
ВИЖТЕ ОЩЕ: Физици решиха парадокс на Леонардо да Винчи
