Затем Леонардо провел ряд других опытов, чтобы установить количественные закономерности. Давая предмету скатываться по наклонной плоскости, он создал прибор — известный сейчас как трибометр, — который заново изобретут лишь в XVIII веке. Пользуясь этим прибором, он нашел величину, которую сегодня мы называем коэффициентом трения, то есть отношение силы, способной сдвинуть тело вдоль поверхности, к силе, которая прижимает тело к поверхности. Леонардо подсчитал, что для деревянного бруска, скользящего по другому деревянному бруску, это отношение равняется 0,25, — и этот результат близок к правильному.
Он выяснил, что если смазать наклонную плоскость, то трение уменьшается, а потому он стал одним из первых в мире инженеров, которые обязательно смазывали маслом трущиеся элементы своих механических приборов. А еще он придумал, как можно использовать шарикоподшипники и роликовые подшипники, хотя широкое применение эти устройства получили лишь в конце XIX века[375].
56. Винтовой домкрат с шарикоподшипниками.
В «Мадридском кодексе I», который состоит по большей части из проектов разных усовершенствованных механизмов, есть рисунок нового вида винтового домкрата (илл. 56) — одного из тех устройств, в которых большой винт поворачивается и толкает вверх тяжелый предмет. В XV веке они использовались очень широко. Одним из их недостатков является сильное трение, возникающее при толкании тяжелого груза. Леонардо (возможно, первым) предложил такое решение этой проблемы: между плоским диском и шестерней нужно поместить несколько шарикоподшипников. Эту деталь он показал крупнее слева от основного рисунка, посередине листа, а у левого края листа дал более понятное схематичное изображение. «Если груз с плоской поверхностью движется по сходной поверхности, то его движение можно облегчить, поместив между двумя поверхностями шарики или цилиндры, — написал он в пояснительном тексте. — Если шарики или цилиндры будут касаться друг друга во время движения, они будут затруднять движение, потому что когда они соприкасаются, трение вызывает движение в противоположную сторону, и два этих движения мешают друг другу. Но если оставить между шариками или цилиндрами зазоры… то желаемое движение будет облегчено»[376]. Затем Леонардо, оставаясь верным себе, выполнил на множестве страниц зарисовки мысленных экспериментов, в ходе которых варьировал размер и расположение шарикоподшипников. Три шарика лучше, чем четыре, определил он, так как три точки задают плоскость, а значит, три шарика всегда будут соприкасаться с плоской поверхностью, тогда как четвертый шарик может выбиваться из общего строя.
А еще Леонардо первым записал рецепт лучшей смеси металлов для получения сплава, уменьшающего трение. Нужно взять «три части меди и семь частей олова и сплавить их». Похожий сплав он использовал для изготовления зеркал. «Формула Леонардо дает прекрасно работающий антифрикционный состав», — написал Ладислао Рети — историк техники, который сыграл важную роль в обнаружении и публикации «Мадридских кодексов» в 1965 году. Леонардо и здесь опередил свое время на три столетия. Создание первого антифрикционного сплава обычно приписывают американскому изобретателю Айзеку Бэббитту, который запатентовал в 1839 году сплав, содержавший медь, олово и сурьму[377].
Придумывая и совершенствуя разные машины, Леонардо пришел к механистическим представлениям о мире, которые предвосхитили мировоззрение Ньютона. Он заключил, что все движения во Вселенной — будь то движение человеческих рук или ног, или зубцов в механизмах, или крови в наших венах, или воды в реках, — подчиняются одним и тем же законам. Эти законы сходны: движения в какой-то одной области можно сравнить с движениями в другой области — и выявить общие принципы. «Человек — машина, птица — машина, вся Вселенная — тоже машина», — писал Марко Чанки в работе, посвященной разбору придуманных Леонардо устройств[378]. Вместе с другими мыслителями подводя Европу к порогу новой научной эпохи, Леонардо высмеивал астрологов, алхимиков и прочих адептов лженауки, которые верили в немеханические объяснения причинно-следственной связи, и выводил идею религиозных чудес за рамки научного дискурса, предоставляя ее попам.
Леонардо все яснее сознавал, что главным средством, которое поможет ему выводить теории из наблюдений, является математика. Она — тот язык, на котором природа писала свои законы. «Никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических наук»[379], — заявлял он. И был прав. Применяя геометрию, чтобы понять законы перспективы, он хорошо усвоил, что при помощи математики можно выведать у природы тайны ее красоты и постичь красоту ее тайн.
