Da Vincijevi genialni izumi

6. 6. 2015
Deli

Odkrijte, kako je genialnost pristnega renesančnega moža navdihnila bodoče generacije znanstvenikov. Gospe in gospodje, izumi Leonarda Da Vincija

Arhitekt, izumitelj, inženir, kipar in slikar Leonardo da Vinci je eden največjih umov v človeški zgodovini in vodilni nosilec kulturno-umetniškega razcveta v renesansi, enem najplodnejših obdobij za svetovno znanost in umetnost. Bil je polihistor, vseved brez primere, raziskoval in proučeval je različne vidike umetnosti, znanosti in filozofije svojega časa. Njegove umetnine, kot sta Zadnja večerja in Mona Lisa, so številnim že zelo dolgo dobro znane, njegove izume pa smo začeli podrobno spoznavati, razumevati in ceniti šele v tem stoletju.

Njegovi slikarski izdelki ponujajo le delček tega, česar je bil sposoben ustvariti njegov briljantni um. Svoje beležke, ki vsebujejo številne skice, razlage, opombe, formule in načrte, je zapisoval z zdaj legendarno tehniko zrcalnega pisanja (bil je levičar in je pero vlekel od desne proti levi), v njih pa se zrcalijo dosežki moža, ki je poskušal razumeti svet okrog sebe; risal je namreč tako rekoč vse, kar je povezano z življenjem, od skic zarodka v maternici do podrobnih načrtov mehanskega letenja.

Medtem ko umetnost in znanost še vedno pojmujemo kot ločeni področji ustvarjanja,

da Vinci med njima nikoli ni razlikoval. Kadarkoli je moral opisati svoje teorije in izume, je zraven narisal risbo, tako da so njegove umetniške veščine vedno dopolnjevale njegova tehnološka spoznanja. Kot pravi avstrijsko-ameriški fizik in filozof Fritjof Capra, njegove znanosti "ne moremo razumeti brez njegove umetnosti in njegove umetnosti ne brez njegove znanosti".

V znanosti je bil veliko pred svojim časom. Razvil je številne inovacije, za katere so drugi potrebovali desetletja in celo stoletja, in čeprav so bile njegove zamisli pogosto povsem elementarne, so vsebovale zametke inovacij, ki so čez več sto let za vedno spremenile naš svet. Ne da bi se zavedal pomembnosti svojih izumov, si je prvi zamislil vozilo na lastni pogon, letalno napravo in celo robota.

Kasnejše generacije znanstvenikov so nekatere da Vincijeve skice preprosto prerisale in malce izpopolnile, spet druge njegove zamisli pa so navdihnile nastanek novih izumov, ki so spremenili naša življenja tako, kot si tega še sam ni predstavljal. Celo za nekatere od njegovih manj praktičnih zamisli, kot je zgodnja različica oklepnega tanka, so čez stoletja ugotovili, da so izvedljive in da delujejo, zato je njegov vpliv na sodobno znanost in tehnologijo neprecenljiv.

Nekaj njegovih zanimivejših izumov:

  • Ornitopter

Vsvojem Kodeksu o ptičjem letenju se je da Vinci ukvarjal z vprašanji aeorodinamike in predstavil je različne načine, kako bi človek lahko posnemal naravni mehanizem, ki krilatim živalim omogoča letenje. Med letoma 1488 in 1514 je bil namreč obseden s sposobnostjo letenja in je v želji, da bi razumel in uporabil njihove osnovne principe letenja, ves čas opazoval ptice in netopirje. V svojem Kodeksu je tako zapisal: "Ptica je instrument, ki deluje po matematičnih zakonih, instrument, katerega gibanje je človek sposoben poustvariti."

Osnutki ornitopera oziroma mahokrilca, enokrilne letalne naprave, ki naj bi jo poganjal človek, kažejo na to, da je Leonardo hotel neposredno posnemati mehanizem naravnega letenja. Narisal je več oblikovnih različic naprave, ki naj bi jo upravljal en sam pilot tako, da bi visel pod njenimi krili, naprava pa bi se prek serije vzvodov in prestav premikala oziroma plahutala. Po njegovem razmišljanju naj bi takšno plahutanje potiskalo plovilo naprej, ga dvignilo v zrak in mu omogočalo letenje.

Da Vincijevo ogrodje letalne naprave je leseno in brez prevleke, čeprav je prek kril najverjetneje nameraval razpeti platno ali mrežo, kar bi krilom zagotavljalo zadosten zračni upor, potreben za letenje. Ni jasno, ali je veliki renesančni izumitelj letalno napravo dejansko zgradil in preizkusil, danes pa vemo, da s tem izumom ne bi mogel uresničiti svojih sanj o letenju.

Kljub temu je njegov osnutek letalne naprave eden prvih verodostojnih človeških poskusov obvladovanja neba, zato Leonardo povsem upravičeno velja za enega pionirjev letenja.

Ocena: Da Vincijeva letalna naprava ni najbolj praktična in malo verjetno je, da jo je kdaj videl leteti. Današnji strokovnjaki za nameček trdijo, da naprava, sodeč po njegovih skicah, nikoli ne bi letela. Ne glede na to gre za prvi poskus izuma, s katerim je človek čez stoletja res poletel proti nebu. Leonardovo razumevanje in vključevanje narave v izum ter tudi njegovo poznavanje fizike pri samem oblikovanju in izrisu naprave so kljub temu občudovanja vredni.

  • Samohodni voziček

Princip izgorevanja in parno tehnologijo so sicer res izumili čez nekaj stoletij, a Leonardo je okrog leta 1478 že oblikoval popolnoma delujoče vozilo in najverjetneje najzgodnejšega predhodnika sodobnega avtomobila. Podobno kot pri otroški uri ali avtomobilčkih so kolesa delovala na urni mehanizem z vzmetmi, pri čemer je bilo treba pogonska kolesa večkrat zasukati v nasprotno smer, potem pa vozilo sprostiti, da se je samo pomikalo naprej. Leonardov voziček je bilo mogoče tudi programirati. Z vstavljanjem lesenih klad med prestave bi njegov upravljavec določal, kdaj in pod kakšnim kotom bo voziček zavil, opazovalci pa bi mislili, da je voziček sam izbral smer zavoja.

Da Vinci vozička najbrž ni izumil za praktično uporabo, temveč je bil namenjen zabavi občinstva na raznih prireditvah. Vozilo nima sedeža za voznika ali potnika, zato najbrž ni bilo mišljeno kot prevozno sredstvo. Za časa njegovega življenja ga niso nikoli zgradili, po njegovih osnutkih pa so ga izdelali šele pred kratkim in ugotovili, da deluje. Le ugibamo lahko, kako zelo bi Leonardo izpilil izum, če bi živel v drugem času in bi imel primerno opremo za njegovo izdelavo. Ker pa je živel in ustvarjal veliko pred svojim časom, se je moral zadovoljiti le z vizijo, ki je nakazovala moderno dobo, kakršne si v času renesanse nihče ni mogel predstavljati.

Ocena: Če bi se zavedal pomena svojega izuma, bi Leonardo vozilo najverjetneje namenil še čemu drugemu, ne le za zabavne prireditve. Njegov voziček sicer ni bil dodelan in je bil le slab približek sodobnih motornih vozil, je pa bila zato mehanizacija, ki ga je poganjala, pravo revolucionarno odkritje.

  • Kroglični ležaj

Kroglični ležaji se morda zdijo povsem nepomembni, toda so bistvenega pomena pri sestavi marsikatere naprave. Ko si je razbijal glavo z vprašanjem, kako bi zmanjšal trenje med premikajočima se površinama in povečal hitrost njunega vrtenja, je Leonardo skiciral več načinov uporabe kroglic znotraj mehanizma. Takšen koncept je uporabil tudi pri helikopterju, pri čemer je nameraval izkoristiti zmanjšano trenje kroglic in tako povečati hitrost vrtenja propelerja. Kroglične ležaje danes uporabljajo pri izdelavi vsake naprave, ki deluje na osnovi hitrega vrtenja.

Ocena: Kroglični ležaj še vedno uporabljamo v iste namene, kot si je to zamislil njegov izumitelj, kar veliko pove o samem izumitelju in njegovem izumu. Kroglični ležaj ni bil dovolj za uresničitev Leonardovih letalskih ambicij, je pa vsekakor eden njegovih najpomembnejših izumov.

  • Padalo

Na robu svojih zapiskov je da Vinci skiciral tudi majhno podobo človeka, ki se drži za trikotno konstrukcijo. Zraven je pripisal, da bi z dovolj velikim kosom platna, razpetim čez celoten okvir, človek lahko "nepoškodovan skočil s katerekoli višine".

Njegov model padala je kasneje preučevalo in prilagodilo več izumiteljev, tako da sodobno padalo z vrvico za odpiranje, ki so ga razvili v zgodnjem 20. stoletju, ni podobno Leonardovi skici. Kljub temu pa njegovo več kot očitno razumevanje principov, po katerih lahko človek varno pristane na tleh, ter upoštevanje zakonov aerodinamike in zračnega upora kaže na to, da je bil s svojim inovativnim znanjem vzor številnim kasnejšim strokovnjakom, ki so sledili njegovim inovacijam. Čez 500 let so njegov izum izdelali in dokazali, da deluje, čeprav bi teža okvirja pri pristajanju povzročala velike težave.

Ocena: Bolj kot sam izum renesančnega izumitelja sta vseh pohval vredni predvsem teorija in sama zamisel o padalu. Nedavni uspešni preizkus Leonardovega koncepta padala je le še potrdil njegovo genialnost.

  • Ure

Čeprav mu ne moremo pripisati izuma ure, je renesančni izumitelj s podrobnim preučevanjem ur in urnega mehanizma veliko prispeval k natančnejšemu in učinkovitejšemu mehanizmu za merjenje časa.

V 15. stoletju so urarji namesto uteži začeli uporabljati vzmeti, okrog leta 1490 pa je da Vinci vzmetni sistem še izboljšal in izumil dva ločena mehanizma, enega za ure in drugega za minute. Bil je eden prvih izumiteljev, ki je v svoje inovativne modele ur vključil tudi stožčast škripec, ki je uravnovešal visečo glavno vrvico, medtem ko se je spuščala navzdol. Njegova ura je bila zato veliko točnejša od drugih.

Razvil je tudi preprosto obliko budilke, ki je temeljila na pretoku vode iz ene posode v drugo, pri čemer je ob točni uri nameščeno škripčevje dvignilo izumiteljevo nogo in ga opozorilo na čas.

Ocena: Njegov urarski izum je zelo pripomogel k točnejšemu merjenju časa. Leonardo je z osnovnim razumevanjem delovanja ur, ki ga je uporabil tudi pri drugih svojih izumih, svet obogatil s še eno napredno idejo, ki nam še vedno zagotavlja točno merjenje časa.

  • Potapljaška obleka

Leta 1499 je Leonardo med bivanjem v Benetkah, znanih po zapletenem sistemu vodnih kanalov, izumil način dihanja pod vodo. Njegova potapljaška obleka je bila narejena iz svinjske kože, potapljač pa je dihal prek bambusovih cevk, pritrjenih na plavajoči zvonček.

Tudi pri tem svojem izumu, ki je omogočal raziskovanje podvodnega sveta, je genialni renesančni izumitelj dokazal, da je nekaj korakov pred svojim časom, saj so začeli o prvih potapljaških oblekah razmišljati in jih izdelovati čez mnogo stoletij. Tudi njegov izum posebne usnjene mošnje za shranjevanje zraka, s katerim bi človek lahko dihal pod vodo, je bil osnova za izum podvodne dihalne naprave v 19. stoletju.

Ocena: Leonardova potapljaška obleka se v osnovi skozi stoletja ni kaj dosti spremenila. Čeprav je pri tem uporabil surove materiale, je tudi njegova podvodna dihalna naprava še danes osnova za človekovo preživetje pod vodo.

  • Helikopter

Sodobnim očem se zdi njegov inovativni model helikopterja morda nenavaden, toda gre za prvi znani načrt helikopterja na človeški pogon. Model ima propeler v obliki vijaka in močno vzmet, ki izkorišča in sprošča dovolj energije, da vrti propeler in napravo dvigne v zrak.

Zračni vijak, kot pravijo da Vincijevemu helikopterju, bi morale upravljati štiri osebe, če bi hoteli aktivirati vzmet in zagnati propeler, ni pa jasno, ali bi potem, ko bi se vijak dvignil v zrak, ostale na njem. Ko bi vzmet sprostili, bi ta zavrtela propeler z veliko hitrostjo, tako da bi potiskal zrak pod seboj in dobil zadosten vzgon za dvig s tal – podobno kot dandanašnji helikopterji. Da Vinci naj bi koncept za napravo testiral na manjših modelih, najverjetneje na otroških igračah, prototip dejanske velikosti, ki naj bi bil narejen iz platna in železne žice, pa najverjetneje ni bil nikoli zgrajen. Tako kot pri nekaterih drugih njegovih izumih je bila tudi pri tem težava v tem, da je bil vijak pretežak, da bi lahko letel.

Tudi v tem primeru je Leonardo v želji po izumu letalne naprave uporabil svoje znanje o aerodinamiki in zračnem uporu. Prav za to priložnost je izumil tudi kroglični ležaj, s katerim je rešil težavo premočnega trenja. Ko so čez tri stoletja končno izdali njegove zapise, so njegova opažanja in modeli navdihnili novo generacijo pionirjev razvoja letenja, helikopter, kot ga poznamo danes, pa je nastal šele v 20. stoletju.

Ocena: Tako kot ornitoper je bil tudi helikopter neuspeli izum s fantastično metodo. Da Vinci je pri obeh napravah uporabil principe, ki jih je nekaj stoletij prej razvil Arhimed, obenem pa je kombinacija vzmeti in vijaka temeljila na Leonardovem razumevanju vzgona, upora in aerodinamike.

  • Strojnica

Vrenesansi je na bojiščih začelo prevladovati orožje na smodnik, ki je zaradi čedalje bolj natančnih in izpopolnjenih modelov pridobivalo veljavo. Da Vinci je veliko svojih orožij izumil pod okriljem svojega mecena, milanskega vojvode Ludovica Sforze, ki je hotel na bojišču pridobiti prednost pred sovražniki. Italija takrat namreč ni bila enotna država, kot je danes, sestavljena je bila iz mestnih držav, ki so nenehno tekmovale med seboj. Hkrati so mesta živela pod grožnjo nacionalnih držav, kar je pomenilo, da so meščani in vladarji nenehno mislili na vojno in na izum čedalje boljšega orožja.

Leonardo je opazil, da je priprava in ponoven naboj topa zelo zamudna, kar je med bitko zelo neučinkovito početje, zato je pripravil osnutke orožja z večjim številom cevi, ki se jih je lahko hitreje nabilo. Oblikoval in izdelal je različne prototipe topov, ki jih ni bilo treba nabiti od spredaj, kar je bilo med bojevanjem zelo nevarno, temveč je bil sam postopek vstavljanja smodnika veliko lažji in manj nevaren.

Eden od modelov ima tri vrtljive vrste 11 cevi, ki se jih je dalo zelo hitro nabiti, ohladiti in iz njih izstreliti, s čimer se je hitrost izstreljevanja dramatično povečala. Druga skica kaže orožje, podobno pahljači, iz katerega štrli več med seboj povezanih cevi, ki bi ob hkratni hitri sprožitvi povzročile pravo uničenje, kar je bilo takrat nezaslišano.

Vse te inovacije sicer niso strojnice v sodobnem pomenu besede, vsekakor pa so oznanjale začetek nove dobe oboroževanja in bojevanja. In čeprav je bil Leonardo po srcu pacifist, je bil prav on tisti, ki je s svojimi novimi izumi orožja za vedno spremenil način vojskovanja.

Ocena: Čeprav je bil pacifist, so njegovi izumi orožja pripomogli k učinkovitejšemu ubijanju in spremembi pojmovanja vojnih spopadov, ki so bili poslej še bolj krvavi. Potem ko je zaznal slabe plati takratnih topov, katerih ponovno nabijanje je bilo zamudno in nevarno, Leonardu ni bilo težko izumiti učinkovitejše, izpopolnjene različice tega orožja.

  • Robot vitez

Dandanes resda razvijamo vedno nove robote s čedalje boljšimi različicami umetne inteligence, toda to so le zadnja utelešenja Leonardove avtomatizirane naprave v človeški podobi, ki jo je izumil pred približno pol tisočletja.

Govori se, da je o tem izumu razmišljal že leta 1495, njegov robot z videzom germanskega viteza pa je vseboval dva različna upravljalna sistema prestav in škripcev, pri čemer je vsak sistem opravil nekaj stopenj robotovih gibov. Robot vitez je bil tako sposoben sedeti, stati in celo dvigniti svoj vizir. Da Vinci si je pri tem osupljivem izumu pomagal z znanjem anatomije, njegovi zapisi o vitezovi samodejni gibljivosti pa so tako nejasni, da so jih šele pred kratkim lahko v celoti pojasnili takšni strokovnjaki za robotiko, kot je Mark Rosheim. Leonardov načrt za robota viteza je neposredno vplival tudi na sodobne Nasine robotske dizajne.

Ocena: Avtomatizacija je nemara najboljši primer Leonardovega mojstrstva in kombiniranja umetnosti in znanosti. Čeprav je svojega robota naredil zgolj za zabavo in kratkočasenje svojih kolegov, je prava škoda, da veliki renesančni izumitelj ni pomislil na to, kako izjemne naprave bodo čez več stoletij navdahnili njegovi osnutki.

  • Tank

Videti je kot domišljijska naprava, toda da Vincijev tank je najzgodnejši primer oklepnega vozila. V renesansi se je način bojevanja hitro spreminjal, saj so države iskale nove oblike bojevanja, da bi pridobile prednost na političnem zemljevidu. Osnutek oklepnega vozila je eden od mnogih Leonardovih načrtov, ki jih je izdelal z namenom spremembe načina bojevanja. Model ima lupino stožčaste oblike, ki obdaja štiri kolesa in več topov, ki gledajo iz lesene konstrukcije. Napravo premikajo štirje vojaki, ki krmilijo zagonsko ročico vsakega kolesa posebej, tik pred streljanjem pa napravo postavijo pred sovražnika.

Model žal vsebuje osnovno napako, saj se po Leonardovih shemah naprava z ročicami za kolesa ne bi mogla premikati, ker bi ročice delovale druga proti drugi. Mnogi menijo, da takšne preproste napake perfekcionist, kakršen je bil Leonardo, ne bi spregledal in da je ta namerna, saj ni hotel, da tako smrtonosno napravo kdajkoli uporabijo. Kljub temu model prvega tanka v človeški zgodovini kaže na to, da je bila njegova umetniška vizija preveč napredna za svoj čas. Čez stoletja je namreč jeklena različica njegove naprave gromko hrumela po bojiščih druge svetovne vojne in za vedno spremenila naravo sodobnega bojevanja.

Ocena: Če na da Vincijevo orožje pogledamo s sodobnimi očmi, renesančni model tanka ni v prav ničemer podoben današnjim oklepnim vozilom, toda glede na čas, v katerem je živel, ter znanje in opremo, ki jo je imel na voljo, Leonardova vizija odraža brezčasno in grozljivo človeško željo po popolnem uničenju.

Mini bio

Leonardo Da Vinci

Rodil se je 15. aprila 1452 v toskanski vasici Anchiano blizu Vincija. Pri desetih ali enajstih letih je postal vajenec slavnega slikarja Andree del Verrocchia v Firencah, kjer je deloval tudi v odraslih letih. Pod okriljem mecenov je živel in ustvarjal tudi v Milanu, Benetkah in Rimu. Na povabilo francoskega kralja Franca I. se je na stara leta preselil v Francijo, kjer je leta 1519 tudi umrl.

Novo na Metroplay: Alya o trenutkih, ki so jo izoblikovali, odraščanju in ljubezni do mnogih stvari v življenju