Баллистика: зарождение научной дисциплины. Никколо Тарталья

Порох с одной стороны сделал войну более механической, дисциплинированной, но с другой - еще более безжалостной и кровопролитной. По мнению историка Дж. Бернала, именно порох приблизил наступление времени машин. В этом был даже не экономический, а сакрально-философский подтекст, так как порох стал своего рода символом перехода средневекового общества от одних идей к другим, новым.

Порох дал толчок развитию даже не столько военного дела, сколько науки. Ученых, познавших возможности и силу "адской смеси", теперь стал интересовать вопрос механики. Ведь одно дело стрелять из пушки по врагу на поле боя, и совсем другое - понять, вникнуть в суть вещей. Что происходит с ядром в стволе пушки в момент выстрела? Научный ответ на этот вопрос не только дал бы толчок для дальнейшего развития оружейного дела, но и помог ученым в их исследованиях окружающего мира.

Исследования, что же именно двигает ядро в стволе пушки, уже проводились военными и до этого. Как заключил в 1540 г. Ванноччо Бирингуччо, здесь действует принцип пирамиды: земля имеет объем в десять раз меньший чем вода, воде же - в десять раз меньший чем воздух, а воздух - чем огонь. Поэтому порох, то есть земля, превращается в расширенную по объему комбинацию воздуха, огня и дыма, которые и толкают ядро наружу. Подобное объяснение сегодня выглядит немного наивно, но суть закона физики вполне красноречиво передает.

Тем не менее оставалось еще немало вопросов, ответы на которые было нужно найти. Почему ядро не падает вниз, когда покидает пушку? Какие силы действует на летящее ядро? Современник Бирингуччо, Никколо Тарталья, одним из первых принял попытки ответить на них. У будущего ученого было тяжелое детство: он родился в самый разгар войны, рано потерял отца, жил в нищете.

Вдобавок ко всему, позже с ним случилось несчастье - французский солдат изуродовал ему лицо мечом, нарушив к тому же его способность правильно говорить. Именно поэтому Тарталья - такое прозвище взял себе мальчик - переводится как "заикающийся".

Мальчик поступил на учебу, но его скудных средств не хватило даже для того, чтобы выучить азбуку. В итоге Никколо стал самоучкой и по своему собственному признанию добился всего сам только благодаря прилежанию и упорству. В нем открылся талант к математике, и скоро он уже сам стал давать уроки счета студентам, а немного позже даже стал профессором математики. Тем не менее работа учителем не приносила достаточно денег, и семья его продолжала бедствовать.

В 1531 г. произошло событие, круто изменившее жизнь простого учителя математики. Так случилось, что один из военных, канонир в гарнизоне поблизости спросил совета у Никколы насчет возможности улучшить дальнобойность его орудия. Этот вопрос захватил все мысли учителя. Перед ним стояла задача вычислить такой угол подъема ствола пушки относительно земли, чтобы снаряд летел как можно дольше и на более дальнее расстояние.

Никколо пошел дальше в своих исследованиях и даже изобрел специальное устройство - артиллерийский квадрант. Это вещь была похожа на столярный уголок с отвесом. Никколо также вычислил идеальный подъем пушки - ствол нужно было поднять на 45 градусов - это и даст возможность выстрелить снарядом на максимально дальнее расстояние.

Другим интересным вопросом была следующая загадка: как именно летит ядро. Оружейники в своих наблюдениях до этого полагались на Аристотеля. Согласно нему, есть два типа движения - естественное и насильственное. Стремление всех стихий вернуться в естественное для них положение являлось признаками первого движения, тогда как второе движение являло собой полную противоположность - например, когда стрела летит вопреки своему, казалось бы, логичному, желанию упасть.

Аристотель думал, что воздух создает насильственное действие над стрелой, как бы толкая ее сзади. Такой же мысли придерживались и оружейники того времени, потому как просто-напросто не знали таких понятий как инерция и гравитация.

Тарталья был склонен к мысли что пушечное ядро никогда не сможет лететь по прямой линии. Но с другой стороны, тут должно действовать правило: скорость должна "выпрямлять" полет снаряда, делать его ровным.

Ученый пришел к заключению, что в ту самую секунду, когда ядро проходит через ствол и начинает движение в открытом пространстве, на него начинает действовать естественное движение - снаряд так или иначе будет тяготеть к земле. И именно поэтому его траектория с самого начала должна быть криволинейной. Тарталья в своем исследовании оказался близок к истине - на траекторию полета действует как скорость ядра, так и сила притяжения к земле.

Дальше Тарталья составил таблицы с дистанциями, на которые пушка будет стрелять при разных вводных данных. Даже несмотря на некоторую погрешность в измерениях, эти таблицы взяли на вооружение военные и использовались ими на протяжении еще столетия.

Тарталья получил неограниченное пространство и свободу действия. Он изучал разные сорта пороха, смешивал его в разных пропорциях и экспериментировал с разными калибрами пушек и так далее - все для того, чтобы вычислить идеальную длину ствола орудия. К его разочарованию, в этом направлении его исследования встали в тупик.

Тем не менее исследования Тартальи впечатляющи. Тогда наука баллистика еще только делала свои первые шаги, и Тарталья был тем, кто помог ей это сделать. Но не менее важным моментом было то, что Никколо также стал первым, кто посмотрел на науку и на ее грандиозную силу с этической, моральной стороны. Когда он впервые узнал о разрушающих последствиях применения огнестрельного оружия, он был потрясен. Тарталья не хотел, чтобы человек тратил данный богом талант на убийства и уничтожения.

Он писал в своих записях, что совершенствование орудий убийства есть ничто иное как варварство, заслуживающее божьего наказания. Никколо стал ярым противником войн и даже, раскаявшись в своем (пусть и опосредованном) участии в ней, уничтожил все свои исследования, посвященные баллистике.

Интересно, что перемена в его сознании вовсе не связана с религиозным началом - многие его современники и предшественники объясняли свой отход от науки ее якобы дьявольским происхождением. Никколо, в отличие от них, не видел в ней религиозной подоплеки. Больше всего его интересовал гуманизм и те ужасные последствия, которые прогресс при всех своих других достоинствах приносит человечеству.

Надежды Тартальи на мир без войны растаяли достаточно быстро - вскоре король Франции и турецкий султан сообща вторглись в Италию, родину Никколы. Тогда произошел еще один переворот в душе ученого.

Он встал перед выбором: либо гуманизм, либо помощь Родине. Он не имел права не помочь родной стране в борьбе против захватчиков. Ученый стал восстанавливать свои записи, чтобы помочь итальянским артиллеристам отразить нападение врагов. Тарталья выбрал оружие. Но это вовсе не значит, что это решение далось ему легко.