Свет подчинен общим законам движения, частным случаем которого он является. Отражение образа в зеркале есть световое эхо. Подобно отражению мячика от стены, волны – от берега, звука – от встречаемого препятствия, световой луч также отражается по закону равенства угла отражения углу падения. «Звук возвращается к уху по линии, наклон которой равен наклону линии падения; он отражается, как луч света в зеркале».

Теория тени вытекает из теории света. Она необходима живописцу, который только посредством тени может придать формам рельефность. При решении задачи о тени Леонардо применяет свой могучий аналитический ум. Он различает основные и производные, простые и сложные тени; он изучает степень их интенсивности, границы их распространения, их различия – сообразно тому, проникает ли свет в комнату через окно, распространяется ли на открытом воздухе, исходит ли от светоносного тела прямо или через прозрачную среду; он исследует законы, которые связывают их формы с формами освещенных поверхностей и освещающих тел. Рисунки, иллюстрирующие (рукопись С) его теоремы, доказывают правильность его метода. Он строит тени геометрическим способом, исходя из следующего принципа: «Я прошу, чтобы со мною согласились, что всякий луч, проходящий через одинаковой плотности воздух, пробегает по прямой линии от своей причины до предмета, находящегося перед ней (all’objetto о percussione)» (А 80). Теория тени привела его, за двести лет до Буге и Румфорда, к идее фонометра, к измерению относительной силы двух источников света. Он указывает, что «если между двумя источниками света поместить, на равном расстоянии от них, темный предмет, то он дает две противолежащие тени, которые по степени своей темноты будут между собою настолько различаться, насколько различны силы противолежащих источников света, вызвавших эти тени». Интенсивность тени прямо пропорциональна интенсивности света. «Если даны две тени, происходящие от одного и того же предмета, помещенного между двумя источниками света различной силы, и если предположить, что эти тени будут одинаково темны, то спрашивается, каково отношение между пространствами, отделяющими источники света от предмета»[60].

Я совсем не желаю преувеличивать последовательность и единство этих разрозненных заметок, но мне кажется, что при их сопоставлении обнаруживается самый дух современной науки. Леонардо не только открывает новый путь и твердо идет по нему, но он ясно видит, куда он ведет. При изучении самых различных явлений он никогда не упускает из виду великие принципы, которые должны проявляться во всем. Он уже доказывает, что звук и свет – только формы движения, а законы их распространения – только следствия законов общей механики. Он начинает тем, чем мы заканчиваем: механика есть наука par excellence, от нее он исходит, к ней он возвращается; она указывает цель; только с ее помощью возможно связать естественные науки с математикой.

I. Мысль об изучении небесных тел. – Небо подвержено изменениям. – Земля есть планета. – Луна есть Земля: ее океан, ее пятна. – Как она держится в пространстве? – Пепельный свет. – Звезды. – Солнце.

II. Леонардо кладет основание геологии. – Современные явления объясняют древние явления. – Образование долин и гор. – Ископаемые и потоп. – Геологическая карта Италии.

Изучение перспективы привело Леонардо к размышлениям о свете и тени, о строении и функциях глаза, органа для их восприятия, о небесных телах, об их первоначальной причине. Один предмет приводит его к другому. Количество его наблюдений умножается, новый трактат прибавляется к тем, которые он уже задумал. Разнообразие явлений вызывает различные науки, а их взаимная связь сближает между собою эти науки: будучи раздельными, они не перестают жить общей жизнью, они – произведения одного и того же духа и понимание той же вселенной. Мерцание звезд, видимая высота светил в зените и на горизонте, степень их яркости, инструменты, приближающие их к глазу, – таковы задачи, которые делают оптику естественным введением к астрономии.

Мы не знаем, подвергся ли Леонардо влиянию великого астронома Паоло Тосканелли (умершего в 1482 г.), которого он во время своей молодости мог знать во Флоренции. В своих рукописях он нигде не упоминает о нем и, по-видимому, только в последние годы своей жизни задумал специальный трактат о небесных телах. Ознакомившись во время своих продолжительных занятий со всеми подробностями явлений и будучи к тому же проникнут чувством мировой жизни, он задумал дать общий очерк устройства «хитроумной природы».

Одна мысль о возможности научного исследования небесных тел казалась тогда дерзостью. Ходячая школьная теория была аристотелевская: планеты неразрушимы, божественны, не имеют ничего общего с нашим подлунным миром, закон которого – размножение, изменчивость и смерть. Земля не может нам дать никакого представления о небе, которое принадлежит к другому порядку вещей: не может быть науки о несуществующих явлениях. Леонардо разбивает это старинное миропонимание: он помещает землю на небо. «Ты в своем трактате (discorso) покажешь, что Земля есть планета, почти похожая на Луну, а также природное благородство нашего мира (la nobelta del nostro mondo)». Он утверждает, что законы нашего мира суть законы вселенной. Природа не противоречит самой себе; один только закон необходимости господствует во всей вселенной, заставляет ее производить всякое действие из движения и подчинять всякое движение законам, которые мы открываем на земле с помощью наблюдения и вычисления.

Схоластики, задаваясь вопросом, как держатся звезды, не имея точки опоры, предположили, что звезды, как громадные алмазы, вставлены в сферы, которые, вращаясь, увлекают их с собою. Эти сферы вставлены одна в другую. Но если даже допустить это – все-таки сферы должны, как всякие соприкасающиеся тела, подчиняться законам трения. «От трения изнашиваются трущиеся тела. А если трение в самом деле имеет здесь место, то небеса, которые в течение стольких веков вращаются, должны были бы уничтожиться вследствие их постоянной бесконечной скорости. Итак, предположим, что трение стерло соприкасающиеся поверхности каждого неба – а так как оно двигается быстрее по направлению к средине, чем к полюсу, то оно сотрется скорее в средине, чем у полюса, вследствие чего не будет больше трения, – и звук прекратится, и танцоры остановятся». Но если звезды не прикреплены к сферам, то как они держатся в пространстве? Эти большие тела образуют равновесие элементов, управляющихся и поддерживающихся собственной силою. «Земля не находится ни в средине солнечного круга, ни в центре мира; она находится в середине своих элементов, которые сопровождают ее и соединены с нею». Невольно вспоминается при этом гипотеза о силе тяготения. Земля не отличается от других небесных тел, она – планета. Жителям Луны она представляется такой же, как нам Луна. «В своей книге я намерен доказать, что океан и другие моря, отражая солнечный свет, заставляют сиять нашу Землю, как сияет Луна, и что отдаленным мирам она кажется звездой». Если земля есть звезда, то знание о том, что на ней совершается, дает нам некоторое представление о явлениях, происходящих в тех мирах, о существовании которых мы узнаем только по их сиянию. Сначала Луна представляется нам только маленьким светящимся телом, отражающим солнечные лучи. Законы отражения в зеркалах помогут нам проникнуть в тайны ее природы. Оптика – естественная союзница астрономии.