Положение о городском физико-математическом турнире 4 «Никола Тесла»

Вид материала

Документы

Содержание 4. Естественнонаучные взгляды да Винчи. 6.   Список используемой литературы

Подобный материал:

• Никола тесла. Изобретения Теслы. Тесласкоп. Общение с Марсом и Венерой. Никола Тесла., 262.42kb.
• Положение о математическом турнире «Квадратура круга» Общие положения, 30.9kb.
• Никола Тесла. Повелитель Вселенной, 320.77kb.
• Никола Тесла родился ровно в полночь с 9 на 10 июня 1856 года в Хорватии, 306.84kb.
• Источник: Перекресток Кентавра, 12(160) 2009 перекресток кентавра никола Тесла – повелитель, 207.02kb.
• Биография Николы Тесла, 169.89kb.
• Текст взят с психологического сайта, 17177.51kb.
• Никола тесла ржонсницкий Б. Н. Глава первая, 1925.05kb.
• Никола тесла славянский гений ю. В. Мазурин, 1884.68kb.
• Положение о городском историко-краеведческом конкурсе-игре «Во славу Отечества», 495.02kb.

3. Многогранность таланта Леонардо.

Гениальный итальянский художник и ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452—1519) сделал выдающийся вклад в науку как естествоиспытатель, будучи основоположником экспериментального естествознания. Ведущее значение он придавал опыту, практике, свои исследования основывал на физике и математике. Он стремился познать общие законы природы, используя оба методологических подхода, применяемые в современной науке: от частного к общему, от общего к частному. Леонардо да Винчи создал проекты подводной лодки, танка, парашюта, летательных аппаратов, опередив науку на целые столетия, и явился основоположником ряда наук. Да, мало, потому что ему приходилось оставлять кисть ради лопаты, молотка, зубила.

"Это был величайший прогрессивный переворот из всех пережитых до того времени человечеством; эра, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по разностронности и учености", - так писал о столетиях Ренессанса любимый нами Фридрих Энгельс.

Но из лучезарной когорты творцов, обогативших планету своим наследием, пожалуй, самая значительная доля оставлена великим Леонардо.

Флорентиец и сам знал о разносторонности личных дарований. Об этом говорит его письмо к миланскому владыке Людовико Сфорца. В расцвете творческих сил тридцатилетний Леонардо характеризовал себя так:

"Пресветлейший сударь мой! Увидев и рассмотрев попытки тех, кто почитает себя мастерами и конструкторами военных орудий, и найдя, что устройства и действие названных орудий ничем не отличаются от общепринятого, попытаюсь я, без желания повредить кому другому, светлости вашей представиться, открыв ей свои секреты, и затем, когда позволит время, осуществить с успехом все то, что вкратце поименовано будет ниже..."

И далее в девяти пунктах шло перечисление военных секретов. Здесь были методы строительства переносных мостов; способы осушения рвов и разрушения вражеских крепостей; бомбарды, мортиры и снаряды, отличные от заурядных. Он берется также сооружать подземные ходы под рвами; делать повозки, способные прорываться во вражеский стан...

Ну, а занятия мирного времени да Винчи кратко назвал в десятом пункте обращения:

"В отсутствие ратных тягот способен никому не уступать как архитектор общественных и частных зданий, а также как гидростроитель. Еще берусь рисовать картины, ваять и соорудить бронзовую статую, имеющую быть нетленной славой и вечной честью блаженной памяти отца вашего и знаменитого дома Сфорца".

Завершение авторекомендации таково: "А буде что из вышеназванного показалось бы кому невозможным, выражаю готовность сделать опыт в парке вашем или в месте, какое угодно будет вашей светлости".

Через пять с половиной веков нам стало известно, что сей обширный реестр не был самовосхвалением. И к закату жизни автор дополнил его иными гениальными пунктами, а именно: конструкциями паровой мортиры, пружинного автомобиля, танка, мускулолета вертикального старта, подвесного быстросъемного моста, копра для забивки свай, многоствольной артустановки, анемометра, разводного ключа, гидротурбины, редуктора, экскаватора, парашюта, телескопической лестницы, преобразователя поступательного движения во вращательное, колесцового ружейного замка, походного курвиметра, механизма выгрузки рыбы из шаланд.

А ведь на дворе еще лишь занимался XVI век!

Леонардо — не первый ученый, которого заинтересовала возможность человека долгое время оставаться под водой. Например, Леон Баттиста Альберти планировал поднять некоторые римские суда со дна озера Неми. Леонардо же пошел дальше просто планов: он создал проект водолазного костюма, который изготавливался из водонепроницаемой кожи. Он должен был иметь большой нагрудный карман, который заполнялся воздухом для увеличения объема, что облегчало подъем водолаза на поверхность. Водолаз у Леонардо был снабжен гибкой дыхательной трубкой, которая соединяла его шлем с защитным плавучим куполом на поверхности воды (сделанным, предпочтительно, из тростника с кожаными соединениями).

Ученые работы Винчи заключаются главнейшие в следующем. Он изобрел так называемый овальный патрон, служащий для обтачивания эллипсов произвольного эксцентрицитета на токарном станке. Известно, что он занимался различными вопросами механики, как можно судить по оставшимся после него записным книжкам, заключающим много весьма разнообразного материала; но цельных сочинений по механике не осталось. Вентури в своем «Essai sur les ouvrages physicomathematiques de Leonard de Vinci» (Париж, 1797) указывает на то, что Винчи был известен закон возрастания скорости свободно падающего тела. Либри, в своей «Histoire des sciences mathematiques en Italie» (Париж, 1838 - 41) приписывает Винчи следующие исследования: О падении тела по наклонной плоскости, о центрах тяжести пирамид, об ударе тел, о движении песка на звучащих пластинках; о законах трения, и изобретения: динамометра, одометра, некоторых кузнечных инструментов, лампы с двойным притоком воздуха; кроме того, Либри говорит, что Винчи написал сочинение по гидравлике. Ему приписывают также разъяснение видения предметов зараз двумя глазами, в отличие от рассматривания только одним.

Общеизвестно, что Леонардо да Винчи также разработал чертеж «предка» современного вертолета. Радиус винта должен был составлять 4,8 м. По плану ученого он имел металлическую окантовку и полотняное покрытие. Винт приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги. «Я думаю, что если этот винтовой механизм добротно сделан, то есть сделан из накрахмаленного полотна (во избежание разрывов) и быстро раскручен, то он найдет себе поддержку в воздухе и взлетит высоко вверх», — писал да Винчи в своих работах.

Одна из самых необходимых вещей для обучения человека плаванию — спасательный круг. Это изобретение Леонардо осталось практически без изменений.

Для ускорения плавания ученый разработал схему перепончатых перчаток, которые со временем превратились в общеизвестные ласты.

Трудно поверить, но для облегчения труда рабочих Леонардо придумал… экскаваторы, которые скорее были предназначены для подъема и транспортировки вырытого материала, чем для рытья как такового. Как предполагают ученые, экскаваторы могли быть нужны для проекта отведения реки Арно. Предполагалось вырыть ров шириной 18 м и длиной 6 м. Рисунки изобретателя дают представление о размерах машины и канала, который предстояло выкопать. Подъемный кран со штангами разной длины был интересен тем, что мог использоваться с несколькими противовесами на двух или более уровнях экскавации. Стрелы крана развертывались на 180° и перекрывали всю ширину канала. Экскаватор устанавливался на рельсы и, по мере продвижения работ, передвигался вперед при помощи винтового механизма на центральном рельсе.

Один из самых знаменитых рисунков Леонардо представляет древние разработки автомобиля. Самодвижущаяся телега должна была двигаться с помощью сложного арбалетного механизма, который передавал бы энергию приводам, соединенным с рулем. Задние колеса имели дифференцированные приводы и могли двигаться независимо. Четвертое колесо соединено с рулем, при помощи которого можно управлять телегой. Первоначально это транспортное средство предназначалось для увеселения королевского двора и относилось к тому ряду самодвижущихся машин, которые были созданы другими инженерами средневековья и Возрождения.

Некоторые изобретения ученого человечество отваживается испытать только сейчас: например, в норвежском городке Ас в 2001 году был открыт 100-метровый пешеходный мост, созданный по проекту Леонардо да Винчи. Это был первый случай за 500 лет, когда архитектурный проект Мастера, намного опередившего свое время, получил реальное воплощение..

Леонардо да Винчи спроектировал это сооружение для турецкого султана: мост должен был быть перекинут через залив Золотой Рог в Стамбуле. Если бы проект был реализован, этот мост был бы самым длинным мостом своего времени — его длина составляла 346 метров. Однако Леонардо не удалось реализовать свой проект — султан Баязет II отказался от предложений флорентийского художника.

Правда, новый мост уступает своему средневековому прототипу в длине — 100 м вместо 346 — однако он в точности повторяет все конструкторские и эстетические достоинства проекта Леонардо. Этот мост служит в качестве пешеходного перехода, перекинутого на высоте 8 м над автострадой Е-18, в 35 км к югу от Осло. При его строительстве пришлось поступиться только одной задумкой Леонардо да Винчи — в качестве строительного материала было использовано дерево, тогда как 500 лет назад мост планировалось построить из камня.

В 2002 году в Великобритании также было воссоздано одно из изобретений великого Леонардо да Винчи: в небе над графством Суррей был успешно испытан прообраз современного дельтаплана, собранный точно по его чертежам.

Испытательные полеты с холмов Суррея осуществила дважды чемпион мира по дельтапланеризму Джуди Лиден. Ей удалось поднять «протодельтаплан» да Винчи на максимальную высоту в 10 м и продержаться в воздухе 17 секунд. Этого было достаточно, чтобы доказать, что аппарат на самом деле работает.

Полеты были проведены в рамках экспериментального телевизионного проекта. Аппарат воссоздал по знакомым всему миру рисункам 42-летний механик из Бедфордшира Стив Робертс.

Средневековый дельтаплан напоминает сверху скелет птицы. Он сделан из итальянского тополя, тростника, сухожилий животных и льна, обработанного глазурью, полученной на основе выделений жуков.

Сама по себе летательная машина оказалась далека от совершенства. «Управлять ею было почти невозможно. Я летела туда, куда дул ветер, и не могла ничего с этим поделать. Наверное, так же чувствовал себя испытатель первого в истории автомобиля», — рассказала Джуди.

Как считал Леонардо да Винчи, «если у человека есть тент из плотной ткани, каждая из сторон которого составляет 12 длин руки, и высота — 12, то он может прыгнуть, не разбившись, с любой значительной высоты». Испытать этот аппарат ему самому не удалось, тем не менее, в декабре 2000 года британский парашютист Адриан Николас в Южной Африке спустился с высоты 3 тыс. метров с воздушного шара на парашюте, сделанном по эскизу Леонардо да Винчи. Спуск прошел успешно.


4. Естественнонаучные взгляды да Винчи.

 В математике Леонардо да Винчи видел образец научного доказательства. «Никакое человеческое исследование, — говорил он,— не может быть названо истиной, если оно не проходит через математические доказательства».

Сквозь призму математических знаний он лучше понимал перспективу картин и глубже проникал в окружающий мир. Математика во всей его жизни была верным и надежным помощником. Она помогла ему достигнуть таких вершин искусства и науки, о которых можно только мечтать.

Слава Леонардо как изобретателя прочна и незыблема. На его счету создание многих видов ткацких станков; строгального, сучильного, чесального, печатного, винторезного станков; станка для автоматического нанесения насечки; молотобоиной машины для формовки слитков золота; прядильной машины для шерсти; устройства для шлифовки стёкол. Он конструирует боевые машины, хотя не одобряет войну и называет её «жесточайшим помешательством».

Музыкальные инструменты… Металлургические печи… Стальные цепные передачи, и ныне применяемые в велосипедах… Различного рода сцепления… Опоры, которые до сих пор используют в автомобилях… Землечерпалки для рытья каналов… Многочисленные машины, механизмы и… очки! О них Леонардо говорит: «…чтобы видеть Луну большой».

Нет, Леонардо далеко не кабинетный мечтатель. Несмотря на то, что главные мечты его не осуществились – не создан летательный аппарат и не выстроен идеальный город с великолепными купольными зданиями, которые впервые предложил Леонардо, и которые получили большое распространение, - в эпоху Возрождения, - он почитаем потомками как самый великий инженер из всех, каких знала история. Ведь ни одну конструкцию нельзя создать без знания и владения геометрией. Ни одну машину – без предварительного расчёта. И Леонардо не только пользуется геометрическими и математическими знаниями, известными до него, но создаёт свои методы, свои теоремы, внося значительный вклад в науке, казалось бы, исчерпанные Евклидом, Архимедом и другими великими математиками.

Однажды Леонардо столкнулся с проблемой равновесия тела. У него было два пути. Он мог сделать несколько вариантов механизма и выбрать из них наиболее устойчивый. Или же пойти по пути теоретического исследования. Учёный взял вверх над конструктором. Леонардо занялся изучением вопроса о центре тяжести плоских и объемных фигур.

Когда- то Архимед тоже думал над этой проблемой и нашёл центр тяжести многих плоских фигур. Леонардо понадобилось найти центр тяжести тетраэдра и, позже, любой пирамиды. И он находит его. И выводит теорему, которая является теперь золотым фондом математики.

Леонардо да Винчи доказывает: прямые, соединяющие вершины тетраэдра с центрами тяжести противоположных граней, пересекаются в точке, являющейся центром тяжести тетраэдра и делящей каждую из прямых на две части, из которых та, что прилегает к вершине, втрое больше другой.

Об этой теореме любой математик скажет: изящная теорема. В её существе, в понимании совершенства геометрических форм есть много от совершенства знаменитых леонардовских композиций в живописи и скульптуре: ощущение гармонии, равновесия всех частей целого.

Он же использует в строительных и архитектурных проектах приём разложения сил( нагрузок на конструкцию), который до него и после него безуспешно искали многие учёные и до которого додумались лишь много позже Галилей и Стевин.

Уже в 15в. поднимался вопрос об устойчивости Пизанской башни. И не только её. Подобные сооружения находятся в Болонье и в других итальянских городах. В наше время объявляются международные конкурсы на лучший проект спасения этих памятников старины. В ту же пору правитель Пизы просто спросил мнение Леонардо: угрожает ли наклонная башня населению?

Исследовательский темперамент Леонардо нам известен. Разумеется, он не удовлетворяется рассмотрением частного случая. Он ставит перед собой проблему в общем виде: проблему равновесия тел, опирающихся на плоскость.

Вывод, к которому он приходит, таков: тело, опирающиеся на горизонтальную плоскость, остаётся в равновесии, если основание вертикали, проведённой из его центра тяжести, попадёт внутрь площади опоры.

Что ж, если Леонардо не приказал разрушить Пизанскую башню, значит, он высчитал, что эта вертикаль остаётся в приделах основания башни. И если башня стоит до сих пор, значит, основание вертикали ещё не вышло наружу…

Столкнувшись с этой проблемой, Леонардо помог согражданам не только решить её, но обогатил науку ценной теоремой, называемой «теоремой об опорном многоугольнике».

Леонардо да Винчи ввел термин "золотое сечение", означающий такое деление отрезка на две части, когда большая его часть является средним геометрическим всего отрезка и меньшей его части.

Уверенность Леонардо в решающей роли математики во всех сферах науки близка позиции Галилея. Леонардо считает, что природа пронизана математическими законами: «…никакое человеческое исследование не может претендовать на то, чтобы быть истинной наукой, если оно не использует математических доказательств, и нет никакой уверенности там, где нельзя применить одну из математических наук».

И ещё один штрих, подчёркивающий, что Леонардо да Винчи на голову выше предшественников: он уже понимает, что математика только тогда будет максимально полезна в познании действительности, когда будет накоплено столько фактов, чтобы из них, как из кирпичей, можно было воздвигнуть надёжное здание науки.




Леонардо одинаково любил и математику и анатомию.
В сопроводительных записях Леонардо да Винчи указал, что рисунок был создан для изучения пропорций (мужского) человеческого тела, как оно описано в трактатах античного римского архитектора Витрувия (Vitruvius), который написал следующее про человеческое тело:
Природа распорядилась в строении человеческого тела следующими пропорциями:
длина четырёх пальцев равна длине ладони, четыре ладони равны стопе, шесть ладоней составляют один локоть,
четыре локтя - рост человека. Четыре локтя равны шагу, а двадцать четыре ладони равны росту человека.
Если вы расставите ноги так, чтобы расстояние между ними равнялось 1/14 человеческого роста, и поднимите руки таким образом, чтобы средние пальцы оказались на уровне макушки, то центральной точкой тела, равноудаленной от всех конечностей, будет ваш пупок.
Пространство между расставленными ногами и полом образует равносторонний треугольник.
Длина вытянутых рук будет равна росту. Расстояние от корней волос до кончика подбородка равно одной десятой человеческого роста. Расстояние от верхней части груди до макушки составляет 1/6 роста. Расстояние же от верхней части груди до корней волос - 1/7.
Расстояние от сосков до макушки составляет ровно четверть роста. Наибольшая ширина плеч - восьмая часть роста.Расстояние от локтя до кончиков пальцев - 1/5 роста, от локтя до подмышечной ямки - 1/8. Длина всей руки - это 1/10 роста. Начало гениталий находится как раз посредине тела. Стопа - 1/7 часть роста. Расстояние от мыска ноги до коленной чашечки равно четверти роста, а расстояние от коленной чашечки до начала гениталий также равно четверти роста. Расстояние от кончика подбородка до носа и от корней волос до бровей будет одинаково и, подобно длине уха, равно 1/3 лица. Повторное открытие математических пропорций человеческого тела в XV веке, сделанное Леонардо Да Винчи и другими, стало одним из великих достижений, предшествующих итальянскому ренессансу. Рисунок сам по себе часто используется как неявный символ внутренней симметрии человеческого тела, и далее, Вселенной в целом.

5.Заключение.

…Леонардо, любитель и создатель всяческих мистерий, был похоронен среди принцев и государственных советников в Амбуазе. В суматохе последующих лет, во время гугенотских войн и революций, кладбище, на котором он лежал, пришло в запустение. В начале ХIХ века французский поэт-романтик Арсен Оссей попытался извлечь останки художника из общей погребальной ямы. Останки захоронены в маленькой часовне рядом с замком.

 Закончить словами Вазари, сказанным им через тридцать один год после смерти Леонардо: «Величайшие достоинства, которыми когда-либо обладал человек, как ниспосланные свыше, так и врождённые, - или нет, все же сверх естественные, чудесным образом соединившиеся в одном человеке: красота, грация, талант – были таковы, что к чему бы этот человек, столь счастливо одарённый, ни обращался, любое его действие было божественно; он всегда оставлял всех других людей позади, и это воочию доказывало, что он ведом рукой самого Господа.

В любой области знаний он оставил глубокий след. Он занимался с увлечением и большой проницательностью такими науками, как математика, механика, физика, астрономия, геология, ботаника, анатомия и физиология человека и животного.

Леонардо да Винчи написал трактат «О многообразии» (1505), где изложил весьма интересный геометрический материал, нужный в скульптуре, зодчестве и строительном искусстве. Значительное место в трактате занимают вопросы преобразования равновеликих площадей и объемов.

В математике Леонардо да Винчи видел образец научного доказательства. «Никакое человеческое исследование, — говорил он,— не может быть названо истиной, если оно не проходит через математические доказательства».

Сквозь призму математических знаний он лучше понимал перспективу картин и глубже проникал в окружающий мир. Математика во всей его жизни была верным и надежным помощником. Она помогла ему достигнуть таких вершин искусства и науки, о которых можно только мечтать.

6.   Список используемой литературы:

1. Дягилев Ф.М. «Концепции современного естествознания»

2. Солопов Е.Ф. «Концепции современного естествознания»

3.Леонардо да Винчи «Анатомия. Записи и рисунки» /Перевод с итальянского М.В. Кондратьевой и З.Б. Подкопаевой/, Москва: «Наука», 1965 год (пунк- введение)
4.Леонардо да Винчи «Избранные естественнонаучные произведения» /Ред., перевод и комментарии В.П. Зубова/ Москва, 1955 год. (Пункт Л.Да Винчи и медицина)
5.Гастев А.А. «Леонардо да Винчи», Москва: «Молодая гвардия», 1982 год
6. Лев Любимов «Искусство Западной Европы», Москва, 1982

7.Дюваль М. Анатомия для художников. - М., 1998. (пункт–Л.Да Винчи –художник)
8.Леонардо да Винчи. Избранные произведения / Под общ. ред. Б. В. Леграна, А. М. Эфроса. –СПб.; М., 1999. - Т. 1. (рисунки Л. Да Винчи)

9.Уоллэйс Р. Мир Леонардо. 1452-1519. - М., 1997.