В конце XIV—XVI вв. гуманистическая направленность философской мысли, в корне изменившая взгляд на человека в окружающем его мире, сместившая акценты воспитания и образования на всестороннее развитие личности, послужила мощным толчком к развитию науки во многих направлениях.
Наряду с гуманитарными науками, такими как филология, риторика, этика или историография, в которой появились тенденции к достоверным историческим исследованиям, помогающим в конкретной политической борьбе, активно развивались и технические науки. Гуманистам этой эпохи на основе серьезного изучения произведений античных авторов по медицине, математике, астрономии удалось вплотную подойти к созданию нового научного метода в естествознании, в корне отличающегося от схоластической диалектики прошлых времен.
Достижения в математике не только носили теоретический характер, но имели и вполне практическое применение в коммерческом делопроизводстве, в том числе в бухгалтерии, строительном деле, архитектуре и даже изобразительном искусстве. Математику Луке Пачоли (1445-1514) удалось внести весомый вклад в теорию алгебры и геометрии, бухгалтерского учета, а также создать труд «О божественной пропорции», который стал практическим руководством для архитекторов и художников.
Немецкий астроном и математик Региомонтан (1436-1476) создал таблицы планет, что стало огромным шагом вперед в астрономии. Об успехах в картографии и географии, астрономии и судостроении, которые сделали возможными Великие географические открытия, уже говорилось. И, конечно же, развитию наук и передаче научной информации в особой мере способствовало книгопечатание, изобретение которого принадлежит Гуттенбергу.
На основе распространения новых гуманистических идей в период Ренессанса общество повсеместно начало отрицать достижения прошлой готической эпохи как «варварского» времени. Всеобъемлющее желание отречься от прошлого с его схоластическими идейными началами не привело к резким изменениям в строительстве.
Внесение новых ренессансных черт в зодчество осуществлялось постепенно, и в Раннем Возрождении элементы готики еще часто переплетались в той или иной постройке со старыми тенденциями. К тому же готика долго не сдавала своих позиций. Строительство собора в Милане велось на протяжении всего Возрождения (см. вкл., рис. 113).
Важнейший фактор для развития новых архитектурных тенденций — перевод папским секретарем Поджио в 1415 г. текста «Десяти книг об архитектуре» Витрувия. Этот труд стал едва ли не самым авторитетным в архитектурно-строительных кругах эпохи Ренессанса. В 1487 г. он был издан в широкой печати, и его можно было приобрести во многих городах Италии.
Огромный вклад в развитие науки внес Леонардо да Винчи (1452—1519). Он изобрел совершенно новый тип фортификационных сооружений, поскольку в связи с появлением пушек потребовались иные подходы к созданию мощных укреплений. Разработки Леонардо да Винчи для строительства этих сооружений вышли далеко за рамки решения конкретной инженерной задачи.
Это был прорыв в строительном деле. Великий Леонардо — универсальный гений эпохи Возрождения. Прекрасный рисовальщик и живописец, он был и блестящим инженером. Однако его внимание привлекало не только практическое поприще, на котором он явно держал пальму первенства. Его смелые инженерные открытия, оставшись в большинстве своем плодом теоретических суждений, не оказали сколько-нибудь существенного влияния на прогресс современной ему инженерной мысли.
Наука развивалась, но процесс шел медленно. Только к концу XVI и в XVII в в, она шагнула далеко вперед, опередив античный уровень знаний. Если сами механизмы, созданные Леонардо да Винчи, не нашли широкого применения, то его идеи заслуживают особого внимания, поскольку они демонстрируют подход к проблемам строительной механики единственного ученого XV в., чьи детальные записи дошли до нас.
Сегодня очевидно, что именно Леонардо впервые прокомментировал параллелограмм сил, который вместе с принципами рычага, открытыми ещё Архимедом, — основа статики сооружений. Европа узнала об этом открытии только в 1586 г., когда его, совершенно независимо от Леонардо, совершил фламандский математик Симон Стевин из Брюгге.
Леонардо да Винчи принадлежит метод определения предела прочности арки. Он утверждал, что арка сохраняет свою прочность, пока хорда ее внешнего обвода не выходит за пределы внутреннего обвода. Это открытие было повторено только в 1730 г. французом Р. Купле.
Выкладки Леонардо были чрезвычайно близки современным представлениям, согласно которым устойчивость каменной арки при приложенной сосредоточенной нагрузке в шелыге сохраняется до тех пор, пока линия осевого усилия не выходит за пределы поперечного сечения. Необходимость испытания материалов, являющаяся обычным принципом современного строительного дела, также была определена Леонардо да Винчи.
Он также исследовал работу балки и установил, что ее несущая способность прямо пропорциональна ее ширине и обратно пропорциональна пролету. При этом он, однако, не учитывал строительную высоту балки, которая сегодня входит в расчет как величина, возведенная в квадрат. Это говорит о том, что Леонардо не умел использовать квадратные уравнения. Математика во времена Леонардо не позволяла выйти за рамки линейной зависимости.
Так закладывались основы механики. При всех неточностях и погрешностях огромным вкладом Леонардо да Винчи стало использование им экспериментальной базы (он экспериментировал с нагруженными нитями), в то время как теорема сложения сил с помощью параллелограмма сил, доказанная официально Стевиным, основывалась на ортодоксальных знаниях Средневековья.
Перемещение грузов в эпоху Возрождения Огромную трудность в эпоху Возрождения представляло перемещение больших грузов по горизонтали. Если для подъема грузов были созданы новые машины на основе усовершенствованных античных полиспастов, описанных Героном, то перемещение по горизонтали представлялось сложнейшей задачей, в решении которой мастера Возрождения существенно уступали и египтянам, использовавшим мышечную силу огромного количества людей и животных, и римлянам, перевозившим водными путями огромные обелиски из Египта.
Интересен в этом смысле пример с перемещением обелиска на площади св. Петра в Риме в 1586 г. Этот грандиозный для своего времени проект хорошо описан в книге Доменико Фонтана, который был назначен производителем работ. Обелиск решили передвинуть в связи со строительством нового огромного собора св. Петра на месте небольшого средневекового храма.
Обелиск мешал, поэтому его решили передвинуть на 257 м и установить перед главным фасадом будущего сооружения. Перед началом работ Фонтана провел точнейшие измерения геометрических размеров обелиска. По аналогичному каменному образцу он определил вес обелиска с точностью, которой могли бы позавидовать наши современники.
Вес составил 328 т. Затем Фонтана подсчитал, что ворот, приводимый в движение лошадьми, может поднять 58,142 т. С помощью простых арифметических расчетов он определил необходимое количество талей. Для большей убедительности была изготовлена действующая деревянная модель со свинцовым обелиском. Только после демонстрации на действующей модели плана реализации своей идеи Фонтана получил все полномочия по перемещению обелиска, подбору рабочих, приобретению материалов и найму возчиков с лошадьми.
В этой операции было задействовано 140 лошадей, приводивших в движение 40 воротов, и 907 рабочих. Такая сложная и рискованная задача освящалась церковью, все рабочие накануне исповедались, а на рассвете была отслужена месса. На площади собралось много любопытных, сдерживать натиск которых пришлось с помощью войск. Глашатаи объявили, что вести себя необходимо предельно спокойно, нельзя даже громко разговаривать, за неисполнение указа виновные будут немедленно казнены. Готовили всю процедуру шесть месяцев. Перемещение, подъем и установка обелиска заняли всего лишь два дня.
