ЗРИТЕЛЬНАЯ ТРУБА ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ

ЗРИТЕЛЬНАЯ ТРУБА ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ
В. А. ГУРИКОВ
В 1977 году исполняется 525 лет со дня рождения Леонардо да Винчи — великого итальянского художника, гениального ученого и инженера,
виднейшего представителя искусства и науки эпохи Возрождения. О многогранности таланта этого человека свидетельствует и малоизвестный факт его
деятельности в области технической оптики.
До нашего времени сохранились многочисленные рукописи и рисунки Леонардо, касающиеся
вопросов оптики. Леонардо глубоко интересовался и посвятил много времени физиологической
оптике (человеческий глаз, его строение и свойства, ход лучей в нем), фотометрическим
исследованиям, геометрической оптике (построения хода лучей в линзах, в камере-обскуре,
экспериментальный метод определения аберраций), технологии изготовления оптических
деталей — линз и зеркал.
Леонардо да Винчи с полным правом можно считать ученым-оптиком, которому были известны
основные оптические трактаты своего времени (Альхазена, Вителло, Бэкона). Однако в курсах
истории оптики имя Леонардо почти не упоминается.
По мнению С. И. Вавилова, это связано с тем, что «он не помещается в логизированную схему
развития науки. Леонардо или необычайно обгоняет свою эпоху, или отстает, или идет
стороной, и, что является самым трудным, почти невозможно доказать его влияние на
дальнейший рост науки» (С. И. Вавилов. Собр. соч., т. 3. М., Изд-во АН СССР, 1956, с. 243).
Из всего научного творчества Леонардо в области оптики нас будет интересовать только одно:
изобрел ли он двухлинзовый телескоп? Но прежде чем ответить на этот вопрос, познакомимся с
самыми известными конструкциями зрительных труб.
Леонардо да Винчи (1452-1519).
Автопортрет.
Зрительная труба Галилея. В ее оптической схеме используются две линзы — выпуклая (собирательная) и вогнутая (рассеивающая). Изображение в
такой трубе получается прямым, увеличенным.
Зрительная труба Кеплера. В ее оптической схеме две линзы, но обе они выпуклые. Телескопическая система, собранная по схеме Кеплера, дает
обратное, увеличенное изображение наблюдаемого объекта.
Рис. 1 Ход лучей в зрительной трубе Галилея (1609 г.)
Рис. 2 Ход лучей в зрительной трубе Кеплера (1611 г.)
Рис. 3 Однолинзовый телескоп (рисунок Леонардо да Винчи).
Показано ограничение поля зрения глаза наблюдателя однолинзовым телескопом.
В рукописях Леонардо описано, как простейшим способом добиться значительного увеличения с помощью одной-единственной двояковыпуклой линзы,
фокусное расстояние которой больше, чем расстояние наилучшего зрения (25 см). В рукописи, относящейся к 1492 году и сейчас известной как кодекс
А, читаем (лист 12): «Чем дальше отодвинешь ты стекло от глаза, тем большими покажет оно предметы для глаз 50 лет; если глаза для сравнения
глядят один через очковое стекло, другой вне его, то для одного предмет покажется большим, а для другого малым; но для этого видимые вещи
должны быть удалены от глаза на 200 локтей*» (Леонардо да Винчи. Избранные естественнонаучные произведения. М., Изд-во АН СССР, 1955, с. 729).
Леонардо приводит рисунки «однолинзового телескопа» и рассматривает, каким будет его поле зрения, а также перспективные изменения
наблюдаемых объектов. Французские оптики А. Данжон и А. Куде указывают, что с линзой, фокусное расстояние которой 12 м, наблюдатель, имеющий
нормальное зрение, может получить 50-кратное увеличение, а близорукий — еще больше (A. Danjon et A. Couder. «Lunettes et telescopes». Paris, 1935, p.
1 et 531).
* Имеется в виду флорентийский локоть (braccio), равный примерно 60 см.
Есть основания утверждать, что Леонардо изобрел и двухлинзовый телескоп. Первым такое предположение высказал историк оптики Д. Арджентьери
(Италия), ссылаясь на текст кодекса F, лист 25. (Кодекс F—это записная книжка, которую Леонардо вел в 1508—1509 годах.) Учитывая исключительную
важность этого текста, привожу его в русском переводе полностью: «Хрустальное очковое стекло (ochiale) толщиною по краям в одну унцию от унции
[то есть в 1/12 от 1/12=1/144 локтя. В. Г.]. Это хрустальное очковое стекло не должно иметь пятен и быть очень ясным. С краев оно должно быть
толщиною в одну унцию от унции, то есть в 1/144 локтя, а в середине — тонким, соответственно зрению, которое им пользуется, то есть соответственно
пропорции тех очков, которые для такого зрения годятся. И оно должно быть изготовлено при помощи той же формы (sfampa), что и эти очки. Ширина
такого продолговатого стекла (tavola) будет равна 1/6 локтя, а длина 1/4 локтя; следовательно, оно будет иметь в длину 3 унции, а в ширину 2, иначе
говоря, 1,5 квадрата. И таким очковым стеклом нужно пользоваться, держа его на расстоянии 1/3 локтя от глаза, и на столько же оно должно быть
удалено от буквы, которую ты читаешь. Если же оно будет удалено на большее расстояние, эта буква покажется крупнее; в самом деле, обычная
печатная буква будет видна как буква на аптекарской коробке.
Это очковое стекло удобно держать на письменном столе, а если ты хочешь держать его, наблюдая вдаль, сделай его длиною в 1/8 локтя, а шириною в
1/12».
Ход рассуждений Арджентьери таков: он берет начало приведенного выше текста, обрывает его на слове «тонким» и читает вторую фразу так: «С краев
оно [очковое стекло.— В. Г.] должно быть в одну унцию от унции, то есть в 1/144 локтя, а в середине — тонким». Однако этого делать нельзя,
поскольку Леонардо продолжает свою мысль следующим образом: «тонким, соответственно зрению, которое им пользуется, то есть соответственно
пропорции тех очков, которые для такого зрения годятся». Оборвав фразу на середине, Арджентьери делает вывод о том, что здесь идет речь о стекле,
которое тоньше в середине, чем по краям, то есть о вогнутой линзе. Но так как подобная линза увеличения дать не может, а Леонардо явно описывает
увеличивающую оптическую систему («...обычная печатная буква будет видна как буква на аптекарской коробке»), то Арджентьери предполагает
наличие второй линзы, выпуклой. По его мнению, рамка, изображенная на листе 25 кодекса F, не что иное, как рисунок трубы, на концах которой
должны находиться выпуклая и вогнутая линзы (D. Argentieri. L'optica de Leonardo.— «Leonardo da Vinci. Edizione curata della moztra di Leonardo da Vinсi in
Milano», Firenze, 1939, p. 405), Это заключение совершенно безосновательно и из приведенного у Леонардо рисунка вовсе не следует. В издании текстов
Леонардо да Винчи на немецком языке (L da Vinci. Tagebucher... Leipzig, 1952, s. 625) упомянутое изображение правильно трактуется как «лупа в
четырехугольной рамке».
Репродукция части листа 25 кодекса F с описанием однолинзового телескопа Леонардо.
Слева вверху изображена свинцовая форма для шлифовки линз, справа - лупа в четырехугольной рамке.
Исходя из своей неверной концепции, Арджентьери реконструировал «трубу Леонардо» и даже заключил, что она должна была давать увеличение в
1,41 раз?! Модель «реконструированной зрительной трубы Леонардо» демонстрировалась на винчианской выставке в Милане в 1939 году.
Несостоятельность предложенной Арджентьери реконструкции показал итальянский ученый С. Тимпанаро (Seb. Timpanaro. Un errors d'inlerpre-lazione
d'una pagina di Leonardo. Scriiii di storia e critica della scienza. Firenze, 1952, pp. 80—85). Следовательно, зрительной трубы системы Галилея Леонардо да
Винчи, по всей видимости, не изобрел, так как в его распоряжении, судя по рисункам и их описанию, не было вогнутой линзы.
Но в рукописях Леонардо имеется рисунок, на котором явно изображена двухлинзовая
зрительная труба с выдвижным тубусом, Объективом трубы служит выпуклая линза, окуляром
— двояковыпуклая. Несомненно, перед нами — конструкция двухлинзовой зрительной трубы,
известной сейчас как зрительная труба системы Кеплера. Подтверждают высказанное
предположение и пояснения, сделанные Леонардо да Винчи к его рисункам. В рукописи
«Атлантического кодекса», лист 190а, читаем: «Сделай очковые стекла (ochiali) для глаз, чтобы
видеть Луну большой» (Leonardo da Vinci. «LIL Codice Atlantico...», I Tavole, С. А. 190а), Здесь
Леонардо явно говорит о зрительной трубе, причем не однолинэовой, а двухлинзовой,
поскольку «очковое стекло» (линза) упомянуто не в единственном, а во множественном числе.
Итак, анализ рисунков и манускриптов Леонардо да Винчи дает основание полагать, что
оптическая схема зрительной трубы с двумя выпуклыми линзами была впервые предложена
Леонардо примерно в 1509 году, то есть более чем на 100 лет раньше, чем это сделал Кеплер.
В заключение хочу обратить внимание читателей на то, что многие из них уже заметили,
рассматривая рисунок зрительной трубы Леонардо: рисунок перечеркнут крест-накрест и
поперек. В рукописях Леонардо довольно часто встречается перечеркнутый им самим текст,
что отнюдь не означает, будто Леонардо отказывается от своих идей или считает их
неверными. «Часто,— отмечает переводчик рукописей Леонардо В. П. Зубов,— это означает,
что он перенес написанное в другие (по большей части не дошедшие до нас) рукописи». Как
знать, не посвятил ли Леонардо двухлинзовой зрительной трубе отдельный, не сохранившийся
до нашего времени манускрипт?
Кандидат технических наук В. А. ГУРИКОВ
Статья была опубликована в №4 журнала "Земля и Вселенная" за 1977г.
На рисунке:
Вверху: Схема зрительной трубы (рисунок Леонардо да Винчи). Обозначения: cd —
линза объектива, АВ — тубус-бленда объектива, EF —- тубус окуляра, mn —
хрусталик глаза наблюдателя, расположенный за линзой окуляра.
Внизу: Зрительная труба Леонардо да Винчи (реконструкция В. А. Гурикова).
OCR Александр Панов [email protected]
Сканирование Астрономический сайт "Галактика"
Примечание «АиТ»:
Среди прочих сохранились чертежи шлифовальников для изготовления сферических и параболичеких зеркал с коротким фокусным расстоянием (слева)
и длиннофокусных (справа). Однако остается неясным, использовал ли их Леонардо только для живописи или также в исследованиях законов оптики.
Сотрудники музея Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia на основе зарисовок Леонардо да Винчи смогли восстановить приблизительный вид
этих механизмов:
Леонардо да Винчи писал по-итальянски, используя специально им изобретенный способ скорописи-стенографии. Написание предложений было
зеркальным и справа налево, и только если Леонардо хотел, чтобы его заметки могли прочитать обычные люди, он использовал традиционное
написание слов.
Стенографические заметки да Винчи
(слева) и его роспись (справа).
Современники Леонардо да Винчи отмечали также, что он был левшой, что в те времена суеверий, мягко говоря, не поощралось. Известно, что детей,
рисующих или пишущих левой рукой, принудительно заставляли держать кисть или перо правой. Леонардо же, вопреки всем поверьям, даже делал
эскизы своей левой руки за работой.