В XII – XIII веках в Италии возникают первые университеты. Болонский университет, основанный в 1088 году на базе знаменитой юридической школы, считается старейшим в Европе. Другие старинные университеты были основаны в Модене (1175), Перудже (1200), Падуе (1222), Неаполе (1224), Сиене (1240), Мачерате (1290), Риме (1303), Флоренции (1321), Пизе (1343), Павии (1361) и Ферраре (1391).
Бурный рост городов требовал развития прикладных дисциплин – математики, инженерных наук, картографии.
Итальянский математик Леонардо Пизанский по прозвищу Фибоначчи (1175 – 1240) в своем основном труде «Книга абака» (1202) первым систематически изложил достижения арабской математики. Его младший современник – математик, врач, астроном и астролог Джованни Кампано да Новара (ок. 1210 – 1296) – сделал новый перевод на латинский язык «Начал» Евклида в 15 книгах, дополнив его ценными комментариями. Среди работ Кампано по астрономии особую ценность представляет фундаментальный труд «Theorica planetarum», в котором излагается теория движения Солнца, Луны и планет.
Развитие торговли способствовало подъему мореплавания. В связи с этим широкое распространение получил компас, появились более совершенные географические карты, т. н. портуланы. В 1271 – 1295 годах венецианец Марко Поло (1254 – 1324) совершил путешествие в Китай. Написанная с его слов «Книга» (1298) – один из первых источников знаний европейцев о странах Центральной, Восточной и Южной Азии.
Фибоначчи
Врач и астроном Паоло Тосканелли (1397 – 1482) высказал идею о существовании более короткого морского пути в Индию, чем вокруг Африки. Этой идеей (хотя она оказалась ошибочной) руководствовались Колумб, Магеллан и другие великие мореплаватели. Тосканелли первым стал использовать градусную сетку при составлении географических карт.
В XIV – XV веках особенно усилилась роль практиков в создании новой науки, выдвинулась целая плеяда разносторонних ученых и деятелей искусства. Живописцы Паоло Уччелло (1397 – 1475) и Мазаччо (1401 – 1428) разрабатывали теорию перспективы, зодчий и инженер Филиппо Брунеллески (1377 – 1446) написал трактаты по прикладной оптике, механике и математике, скульптор Лоренцо Гиберти (1378 – 1455), используя естественнонаучную литературу древности и Средневековья, создал труд по истории и теории искусства, художник Антонио дель Поллайоло (1432 – 1498) занимался изучением анатомии человека, механикой движений человеческого тела.
Свой вклад в развитие естественных наук внес Леон Баттиста Альберти (1404 – 1472), выдающийся итальянский архитектор и теоретик искусства эпохи раннего Возрождения. Занимаясь метеорологией, он изобрел анемометр – прибор для измерения скорости ветра.
Наиболее яркий пример разносторонней деятельности «универсального человека» эпохи Возрождения – творчество великого итальянского живописца, инженера и ученого Леонардо да Винчи (1452 – 1519). Юность его прошла во Флоренции, где он сложился как художник и ученый, затем жил и работал в разных городах Италии, последние годы жизни – во Франции. Леонардо да Винчи прославился не только как автор «Тайной вечери» и «Джоконды», но и как талантливый экспериментатор в различных областях науки и техники. Искусство и наука были неотделимы для Леонардо да Винчи, видевшего в них средство объективного познания окружающего мира. Особое внимание он уделял механике, изучал сопротивление материалов, законы гидравлики. Некоторые замыслы великого итальянца (проекты металлургических печей и прокатных станов, ткацких станков, печатных и деревообрабатывающих машин, подводной лодки и танка, летательных аппаратов и парашюта) далеко опередили его время. Сохранилось около 7000 страниц рукописей и записных книжек, принадлежащих перу ученого, в том числе работы по математике, анатомии, ботанике, палеонтологии. Некоторые из идей Леонардо да Винчи были реализованы его учениками.
В конце XV века Европа вступила в эпоху Великих географических открытий. И огромная роль здесь принадлежит итальянским мореплавателям. Бороздя Атлантический океан под флагами Испании, Португалии, Англии, Франции, итальянские мореплаватели открыли новый материк – Америку, исследовали восточное побережье Северной и Южной Америки. Это генуэзцы Христофор Колумб (1451 – 1506), Джованни Кабот (ок. 1450 – 1498) и его сын Себастьян Кабот (1476 – 1557), флорентийцы Америго Веспуччи (1454 – 1512) и Джованни да Верраццано (ок. 1480 – ок. 1528), уроженец Виченцы Антонио Пигафетта (ок. 1491 – после 1534). Великие географические открытия конца XV – начала XVI века сыграли огромную роль в развитии естествознания, они способствовали расширению знаний в области географии, астрономии, метеорологии, зоологии, ботаники, физиологии человека. Мореплаватели наблюдали экваториальные течения, познакомились с созвездиями Южного полушария, с новыми видами животных и растений.
В XV – XVI веках развитие научных и технических знаний вызывалось в значительной степени потребностями военного дела (фортификация, артиллерия) и гидротехнического строительства. В разных частях Италии свои требования предъявляло и развитие отдельных отраслей промышленности: во Флоренции – текстильной, в Милане – металлообрабатывающей и т. д.
Знаменитый итальянский инженер и ученый Ванноччо Бирингуччо (1480 – 1539) долгое время изучал горнорудное и литейное дело в Италии, Чехии, Австрии. Несколько лет он прожил в Германии, где был дружен с великим художником Альбрехтом Дюрером. В 1540 году в Венеции был опубликован фундаментальный труд Бирингуччо «О пиротехнике», посвященный горнорудному делу, металлургии, гончарному, типографскому, ювелирному производству. Эта работа фактически стала технической энциклопедией своего времени.
Небольшой городок Урбино по праву получил название «города математиков». Там работала целая плеяда выдающихся ученых: автор трактата об архитектуре и фортификации Франческо ди Джорджо Мартини (1439 – 1502), живописец и математик Пьеро делла Франческа (ок. 1420 – 1492), математик Лука Пачоли (ок. 1445 – ок. 1514). Пачоли является автором знаменитой книги «Основания арифметики» (1494), написанной «для тех, кто умеет разумно применять в теории и практике математические науки» и содержащей систематическое изложение правил арифметических действий, решения некоторых алгебраических уравнений и их приложения к геометрии. Помимо этого, книга содержит большой раздел, посвященный бухгалтерии. Под влиянием взглядов своего друга Леонардо да Винчи он написал трактат «О божественной пропорции» (1503), где изложил теорию геометрических пропорций, в частности правила золотого сечения.
Лука Пачоли
С именем математика Сципиона Даль Ферро (1465 – 1526) связывают открытие правила решения приведенного кубического уравнения. Труды Никколо Тарталья (ок. 1499 – 1557) посвящены математике, механике, баллистике, геодезии, фортификации. Он доказал, что траектория полета снаряда на всем протяжении есть кривая линия (парабола) и что наибольшая дальность полета снаряда соответствует углу в 45 градусов. Его имя также связано с разработкой способа решения кубического уравнения в радикалах. Лудовико Феррари (1522 – 1565) нашел способ решения алгебраических уравнений 4-й степени. Пьетро Антонио Катальди (1552 – 1626) указал метод извлечения квадратного корня с помощью непрерывных дробей (1613).
В числе видных математиков и механиков XVI века следует также назвать имена Раффаэле Бомбелли (ок. 1526 – 1572), впервые систематически развивавшего теорию комплексных чисел («Алгебра», 1569), Федерико Коммандино (1509 – 1575), исследовавшего вопросы о центрах тяжести тел, его ученика Гвидо Убальди дель Монте (1545 – 1607).
Особняком стоит фигура крупнейшего итальянского ученого-энциклопедиста XVI века Джероламо Кардано (1501 – 1576). Он оставил труды по математике, физике, инженерному делу, медицине, философии, астрономии и астрологии. С именем Кардано связывают формулу решения в радикалах неполного кубического уравнения (формула Кардано). Его работы сыграли огромную роль в развитии алгебры. Одним из первых он стал допускать отрицательные и мнимые корни уравнений. Занимался Кардано также вопросами передачи движения, теорией рычагов. Отсюда технические термины «карданный механизм», «карданная передача», «карданный вал».
Джероламо Кардано
Габриеле Фаллопий
Бартоломео Евстахий
Значительные успехи были достигнуты в области анатомии и медицины. Преподавание анатомии как самостоятельного предмета началось в Болонье еще в XIV веке. Итальянская школа медицины и анатомии по праву занимает ведущее место в Европе. Не случайно основоположник научной анатомии Андреас Везалий (1514 – 1564), родившийся в Брюсселе, именно в годы пребывания в Италии (1537 – 1543) создал свой знаменитый труд «О строении человеческого тела» (1543). Будучи профессором университета Падуи, Везалий на основе вскрытия трупов дал точное описание органов и систем человека, указав при этом на многочисленные ошибки предшественников, в том числе Галена.
Здесь же можно привести целый ряд других имен выдающихся итальянских ученых XV – XVI веков, внесших неоценимый вклад в развитие медицины, физиологии, анатомии. Итальянский врач Джироламо Фракасторо (1478 – 1553) в своем основном труде «О контагии, о контагиозных болезнях и лечении» (1546) впервые изложил систематическое учение об инфекции и путях ее передачи. Анатом Костанцо Варолий (1543 – 1575) опубликовал работы по морфологии головного мозга и черепно-мозговых нервов. В это же время в Риме работал один из основателей научной анатомии – врач Бартоломео Евстахий (ок. 1505 – 1574), который описал орган слуха человека и открыл соединительный канал между внутренним ухом и носоглоткой (т. н. «евстахиева труба»). В Падуе работал анатом Габриеле Фаллопий (1523 – 1562), который описал ряд анатомических образований, в т. ч. яйцеводы человека (т. н. «фаллопиевы трубы») и канал лицевого нерва. Кстати, именно Фаллопий первым предложил использовать кишки животных для предохранения от венерических заболеваний, став тем самым изобретателем презерватива.
Ученик Фаллопия, итальянский хирург и анатом Леонардо Боталло (ок. 1530 – ок. 1572) с 1555 г. жил и работал во Франции. Он был придворным медиком французских королей Карла IX и Генриха III. Известны его исследования по анатомии сердца и сосудов, по огнестрельным ранениям, по патологии и клинике сифилиса (рекомендовал ртутные втирания).
Ученый-анатом Джироламо Фабриций (1533 – 1619), не ограничиваясь чисто анатомическими задачами, исследовал функции органов и эмбриологию организма (развитие цыпленка). В 23 года он возглавил кафедру анатомии Падуанского университета. Фабриций был учителем выдающегося английского ученого Уильяма Гарвея (1578 – 1657), основоположника физиологии и эмбриологии. Гаспаре Тальякоцци (1545 – 1599), итальянский анатом и хирург, по праву считается одним из пионеров трансплантологии. Он подробно описал пластические операции на лице (1597), в т. ч. метод пересадки кожного лоскута для восстановления формы носа (известен как итальянский метод кожной пластики).
Леонардо Боталло
К середине XVI века появилась потребность суммировать накопившиеся к тому времени географические знания. Джованни Баттиста Рамузио (1485 – 1557) составил три тома «Плаваний и путешествий», содержащих тексты и комментарии к ним.
Благодаря переводам античных авторов наука и техника эпохи Возрождения обогащается новыми, а точнее сказать, хорошо забытыми старыми знаниями. Мостостроитель и гидротехник Джованни Джокондо (ок. 1433 – 1515) издает труды римских архитекторов Витрувия и Фронтина. Горный инженер и автор трудов по космографии и оптике Франческо Мауролико (1494 – 1575) издает Архимеда, Аполлония, Феодосия и Менелая.
XVI – XVII века – время бурного развития ботаники и зоологии. В 1544 году врач и ботаник Лука Гини (1490 – 1566) основал ботанический сад в Пизе. Итальянский врач, ботаник и философ Андреа Чезальпино (1519 – 1603) в труде «О растениях» (1583) ввел новую классификацию растений, основанную на строении плодов и семян. Наиболее видным болонским естествоиспытателем XVI века был Улиссе Альдрованди (1522 – 1605). В его доме был устроен самый большой археологический и естественноисторический музей того времени, он был также одним из организаторов ботанического сада в Болонье (1568). Известно имя врача и ботаника Просперо Альпини (1553 – 1617). Его работа «Книга о растениях Египта», изданная в Венеции в 1592 году, позднее была использована шведским ученым Карлом Линнеем при создании системы классификации растительного и животного мира.
В Неаполе работал ученый Марко Аурелио Северино (1580 – 1656), опубликовавший первое обобщающее исследование, посвященное сравнительной анатомии животных.
Галилео Галилей
К концу XVI – первой половине XVII века относится деятельность великого итальянского физика, механика и астронома, одного из основателей современного естествознания Галилео Галилея (1564 – 1642). Изобретение им телескопа (1609) ознаменовало новую эру в развитии астрономии, его научные исследования имели огромное значение для победы идеи гелиоцентрической системы мира. В 1624 году Галилеем был сконструирован микроскоп. Арсенал в Венеции с его верфями и мастерскими, по отзыву Галилея, служил «обширным полем для размышления пытливых умов», где наблюдения над механизмами способствовали «приобретению больших познаний и остроте рассуждений». Галилей заложил основы современной механики – выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, законы сложения сил. Он открыл изохронность колебаний маятника, первым исследовал прочность балок. Работы Галилея по изучению природы света, цвета, эксперименты по определению скорости света, создание оптических приборов стимулировали развитие оптики. Построенный им телескоп с 32-кратным увеличением позволил гениальному ученому сделать целый ряд открытий – горы на Луне, четыре спутника Юпитера, пятна на Солнце и т. д.
Уже на склоне лет великий ученый был подвергнут унизительному суду инквизиции (1633) за пропаганду идеи гелиоцентрической системы мира и был вынужден отречься от учения Николая Коперника (1473 – 1543). Красивая легенда гласит, что после отречения Галилей прошептал «Eppur si muove» – «И все-таки она [Земля] вертится». До конца жизни Галилей считался «узником инквизиции» и находился на своей вилле Арчетри близ Флоренции фактически под домашним арестом. В 1992 году папа Иоанн Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея.
Математик Бонавентура Кавальери (1598 – 1647) с 1629 года по рекомендации Галилея занимал кафедру математики в Болонском университете. В своем труде «Геометрия» (1635) Кавальери развил новый метод определения площадей и объемов, так называемый «метод неделимых», чем фактически предвосхитил понятие определенного интеграла. Другой ученик Галилея, Бенедетто Кастелли (1577 – 1643), известен своими трудами в области гидротехники.
Эванджелиста Торричелли
Нельзя не упомянуть имя еще одного ученика Галилея – выдающегося итальянского физика и математика Эванджелиста Торричелли (1608 – 1647). Он изобрел ртутный барометр, спиртовой термометр, ряд других приборов. Открыл существование атмосферного давления и вакуума (торричеллиева пустота), вывел формулу для определения скорости вытекания жидкости из отверстий (формула Торричелли). Его перу принадлежит трактат «О движении свободно падающих и брошенных тяжелых тел» (1641), а оптические линзы, изготовленные Торричелли, по многим параметрам превосходят современные. К сожалению, ученый рано умер и унес с собой в могилу секрет изготовления линз.
Создание микроскопа, успехи физико-математических наук оказали значительное влияние на развитие биологических наук. Падуанский профессор Санторио Санторио (1561 – 1636) сделал одну из первых попыток ввести количественные наблюдения в медицину (взвешивание, измерение температуры и т. д.).
Известный биолог, врач и анатом Марчелло Мальпиги (1628 – 1694) стал одним из основателей микроскопической анатомии. Он открыл капиллярное кровообращение, описал микроскопическое строение ряда тканей и органов растений, животных и человека.
Изобретение телескопа дало новый толчок развитию астрономии. Фундаментальный труд итальянского астронома Джованни Батиста Риччоли(1598 – 1671) «Новый Альмагест» (1665) – свод астрономических знаний того времени.
Известный физик и астроном Франческо Мария Гримальди (1618 – 1663) открыл дифракцию света. Основное сочинение Гримальди «Физическая наука о свете, цветах и радуге», содержащее результаты его деятельности как физика-экспериментатора и философа, вышло в свет в 1665 году, уже после его смерти. Совместно с Риччоли он составил карту Луны и ввел в практику обозначение лунных кратеров именами ученых.
Марчелло Мальпиги
Нельзя не сказать несколько слов о знаменитом итальянском архитекторе и ученом, уроженце Модены Гварино Гварини (1624 – 1683). Он был подлинным ученым-универсалом, оставившим значительный след в математике (изложил целый ряд важнейших принципов начертательной геометрии задолго до ее основоположника Г. Монжа). Его перу принадлежит большое число богословских, математических, астрономических и архитектурных трактатов на латыни или итальянском, в том числе «Философские мнения» (1665), «Дополненный Евклид» (1671), «Метод строительных измерений» (1674), «Трактат о фортификациях» (1676), «Небесная математика» (1683).
В истории естествознания большую роль сыграла флорентийская Академия эксперимента (Accademia del Cimento), которая просуществовала всего 10 лет – с 1657 по 1667 год – и была упразднена под давлением духовных властей. Ее членами были: выдающийся флорентийский врач и естествоиспытатель Франческо Реди (1626 – 1698), датчанин Нильс Стенон (1638 – 1686) – один из основоположников кристаллографии, астроном Джованни Доменико Кассини (1625 – 1712), ставший впоследствии первым директором Парижской обсерватории, ученик Галилея Винченцо Вивиани (1622 – 1703) и другие крупные ученые.
Более замкнутый характер носила основанная в 1603 году в Риме Академия деи Линчеи (Accademia dei Lincei, ныне Национальная академия), печатавшая свои труды на латинском языке.
Начиная со второй половины XVII века Италия постепенно утрачивает свое ведущее положение в развитии европейской науки. Естествознание бурно развивается в Англии, Франции, Германии, Голландии. Это, разумеется, не означало прекращения естественнонаучных исследований в Италии. Наибольшие успехи в эти годы были достигнуты в анатомии и медицине.
Итальянский врач Бернардино Рамаццини (1633 – 1714) по праву считается одним из основоположников учения о профессиональных болезнях. В своем труде «О болезнях ремесленников» (1700) он впервые систематически изложил вопросы гигиены труда и профессиональных болезней (всего около 70 профессий).
Известный врач и анатом Джованни Мария Ланчизи (1654 – 1720) установил, что набухание шейных вен – симптом сердечной недостаточности, а аневризма аорты – следствие сифилиса. Он описал эпидемии инфлюэнцы (гриппа), малярии, чумы рогатого скота. Высказал предположение о передаче малярии москитами. Ланчизи был личным врачом римских пап Иннокентия XI, Иннокентия XII и Климента XI.
Неоспорим вклад в развитие медицины итальянского врача и анатома Джорджо Бальиви (1668 – 1707). В своем основном труде «О медицинской практике» (1696) Бальиви рассматривал медицину как науку, основанную на наблюдении и эксперименте. Он установил различие между гладкими и поперечно-полосатыми мышцами, одним из первых описал такое опасное заболевание, как брюшной тиф.
Анатом и хирург Антонио Вальсальва (1666 – 1723) прославился трудами по анатомии и физиологии органа слуха, предложил метод исследования проходимости слуховых труб (опыт Вальсальва). Он также описал аортальные синусы и признак перелома подъязычной кости (дисфагия Вальсальва).
Врач и анатом Джованни Баттиста Морганьи (1682 – 1771), ученик Вальсальвы, является основоположником патологической анатомии. Он был профессором практической медицины Болонского (с 1706) и Падуанского (с 1711) университетов. Прославился исследованиями в области анатомии, результаты которых изложил в «Анатомических записках» (1719). Проводя вскрытия, Морганьи описал многочисленные патологии, аномалии, опухоли разных органов. Стремился не только излагать основы патологических процессов, но и давать сведения о патогенезе, симптоматике и диагностике соответствующих заболеваний. Он стал (1734) одним из первых почетных иностранных членов только что образованной Петербургской АН. В труде «О местонахождении и причинах болезней, выявленных анатомом» (т. 1 – 2, 1761) Морганьи объяснил патогенез ряда заболеваний и описал многие анатомические образования, названные впоследствии его именем.
Работы итальянского математика Якопо Франческо Риккати (1676 – 1754) посвящены интегральному исчислению и дифференциальным уравнениям, а его сын Винченцо Риккати (1707 – 1775) ввел в математику соотношения, определяющие гиперболические функции, и изучил их свойства.
В это же время работал известный математик Джулио Фаньяно деи Тоски (1682 – 1766). Его основные исследования относятся к теории дифференциальных уравнений, теории функций и алгебре. Он стал одним из основоположников теории эллиптических функций, предложил новые методы решения целого ряда уравнений.
Ладзаро Спалланцани
Крупнейшим итальянским ученым XVIII века является естествоиспытатель Ладзаро Спалланцани (1729 – 1799). Он впервые доказал невозможность самозарождения микроорганизмов, осуществил искусственное оплодотворение у земноводных и млекопитающих, изучал растительный и животный мир средиземноморского бассейна. Его работы по физиологии дыхания, кровообращения и пищеварения стали классическими. Нельзя не упомянуть имя врача и натуралиста Джованни Антонио Скополи (1723 – 1788). Он описал симптомы отравления ртутью, оставил труды по энтомологии, орнитологии, ботанике. Кстати, известный алкалоид скополамин получил свое название от фамилии ученого. Перу священника и ученого-зоолога Франческо Четти (1726 – 1778) принадлежит фундаментальная работа «Естественная история Сардинии» в 4-х томах, над которой он трудился до конца жизни. Своей научной ценности работа не утратила и по сей день.
В середине XVIII века в целом ряде высших учебных заведений Италии было введено изучение физики и химии как самостоятельных академических дисциплин, что позволило студентам получать образование на родном языке. Это привело к быстрому развитию этих наук в Италии. В конце XVIII – начале XIX века итальянская наука вновь на подъеме.
К этому периоду относятся классические работы по электричеству выдающихся итальянских ученых Луиджи Гальвани (1737 – 1798) и Алессандро Вольта (1745 – 1827), имена которых хорошо известны читателю. Именем последнего названа единица электрического напряжения – вольт. А такие устройства и приборы, как гальванический элемент и вольтметр, давно уже вошли в наш быт. Крупный ученый-энциклопедист Джованни Баттиста Вентури (1746 – 1822) публикует труды по гидравлике, ирригации, теории света, оптике. В 1798 году он выступил с предложением о введении десятичной системы мер и весов в Италии. Астроном Джузеппе Пиацци (1746 – 1826) открыл первую малую планету – Цереру (1801), составил два звездных каталога (1803, 1814). Математик Паоло Руффини (1765 – 1822) дал первое доказательство неразрешимости в радикалах общего алгебраического уравнения 5-й степени.
Алессандро Вольта
Луиджи Гальвани
Джузеппе Пиацци
Основные труды физика Леопольдо Нобили (1787 – 1835) посвящены электромагнетизму. Он изобрел (1825) высокочувствительный гальванометр, названный его именем, а также предложил правило для определения направления индукционных токов. Физик Мачедонио Меллони (1798 – 1854) изучал явление тепловой радиации. Он изобрел устройство для измерения теплового излучения (т. н. оптическая скамья Меллони), исследовал поглощение лучистого тепла различными телами.
В 1811 году туринский физик и химик Амедео Авогадро (1776 – 1856) выдвинул гипотезу, что молекулы простых газов состоят из одного или нескольких атомов. На этом основании он сформулировал закон, согласно которому равные объемы всех газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул. Ныне этот закон известен как закон Авогадро. Его именем также названа фундаментальная физическая константа – постоянная Авогадро.
Ботаник и оптик Джованни Баттиста Амичи (1786 – 1863) первым описал движение протоплазмы в растительной клетке и пыльцевую трубку (1823). Иммерсионный объектив микроскопа(1827) – его изобретение. Ученый Паоло Сави (1798 – 1871) по праву считается «отцом» итальянской геологии. Он исследовал геологическое строение Альп, происхождение и метаморфизм горных пород, написал ряд работ по стратиграфии и геологии Тосканы. Ему также принадлежат труды по орнитологии «Ornitologia Toscana» (1827 – 1831) и «Ornitologia Italiana» (изданы в 1873 – 1876 гг.).
В середине XIX века в Италии возникают музеи естественной истории. К числу наиболее крупных принадлежат Миланский (основан в 1837 г.) и Генуэзский (основан в 1867 г.). На новых началах были организованы планомерные метеорологические наблюдения. На Везувии в 1840 году была учреждена метеорологическая обсерватория, которую возглавлял сначала упомянутый выше физик М. Меллони, а затем Луиджи Палмиери (1807 – 1896), профессор физики в Неаполе. Палмиери принадлежит честь изобретения сейсмографа (1856).
Бурный рост городов требовал развития прикладных дисциплин – математики, инженерных наук, картографии.
Итальянский математик Леонардо Пизанский по прозвищу Фибоначчи (1175 – 1240) в своем основном труде «Книга абака» (1202) первым систематически изложил достижения арабской математики. Его младший современник – математик, врач, астроном и астролог Джованни Кампано да Новара (ок. 1210 – 1296) – сделал новый перевод на латинский язык «Начал» Евклида в 15 книгах, дополнив его ценными комментариями. Среди работ Кампано по астрономии особую ценность представляет фундаментальный труд «Theorica planetarum», в котором излагается теория движения Солнца, Луны и планет.
Развитие торговли способствовало подъему мореплавания. В связи с этим широкое распространение получил компас, появились более совершенные географические карты, т. н. портуланы. В 1271 – 1295 годах венецианец Марко Поло (1254 – 1324) совершил путешествие в Китай. Написанная с его слов «Книга» (1298) – один из первых источников знаний европейцев о странах Центральной, Восточной и Южной Азии.
Врач и астроном Паоло Тосканелли (1397 – 1482) высказал идею о существовании более короткого морского пути в Индию, чем вокруг Африки. Этой идеей (хотя она оказалась ошибочной) руководствовались Колумб, Магеллан и другие великие мореплаватели. Тосканелли первым стал использовать градусную сетку при составлении географических карт.
В XIV – XV веках особенно усилилась роль практиков в создании новой науки, выдвинулась целая плеяда разносторонних ученых и деятелей искусства. Живописцы Паоло Уччелло (1397 – 1475) и Мазаччо (1401 – 1428) разрабатывали теорию перспективы, зодчий и инженер Филиппо Брунеллески (1377 – 1446) написал трактаты по прикладной оптике, механике и математике, скульптор Лоренцо Гиберти (1378 – 1455), используя естественнонаучную литературу древности и Средневековья, создал труд по истории и теории искусства, художник Антонио дель Поллайоло (1432 – 1498) занимался изучением анатомии человека, механикой движений человеческого тела.
Свой вклад в развитие естественных наук внес Леон Баттиста Альберти (1404 – 1472), выдающийся итальянский архитектор и теоретик искусства эпохи раннего Возрождения. Занимаясь метеорологией, он изобрел анемометр – прибор для измерения скорости ветра.
Наиболее яркий пример разносторонней деятельности «универсального человека» эпохи Возрождения – творчество великого итальянского живописца, инженера и ученого Леонардо да Винчи (1452 – 1519). Юность его прошла во Флоренции, где он сложился как художник и ученый, затем жил и работал в разных городах Италии, последние годы жизни – во Франции. Леонардо да Винчи прославился не только как автор «Тайной вечери» и «Джоконды», но и как талантливый экспериментатор в различных областях науки и техники. Искусство и наука были неотделимы для Леонардо да Винчи, видевшего в них средство объективного познания окружающего мира. Особое внимание он уделял механике, изучал сопротивление материалов, законы гидравлики. Некоторые замыслы великого итальянца (проекты металлургических печей и прокатных станов, ткацких станков, печатных и деревообрабатывающих машин, подводной лодки и танка, летательных аппаратов и парашюта) далеко опередили его время. Сохранилось около 7000 страниц рукописей и записных книжек, принадлежащих перу ученого, в том числе работы по математике, анатомии, ботанике, палеонтологии. Некоторые из идей Леонардо да Винчи были реализованы его учениками.
В конце XV века Европа вступила в эпоху Великих географических открытий. И огромная роль здесь принадлежит итальянским мореплавателям. Бороздя Атлантический океан под флагами Испании, Португалии, Англии, Франции, итальянские мореплаватели открыли новый материк – Америку, исследовали восточное побережье Северной и Южной Америки. Это генуэзцы Христофор Колумб (1451 – 1506), Джованни Кабот (ок. 1450 – 1498) и его сын Себастьян Кабот (1476 – 1557), флорентийцы Америго Веспуччи (1454 – 1512) и Джованни да Верраццано (ок. 1480 – ок. 1528), уроженец Виченцы Антонио Пигафетта (ок. 1491 – после 1534). Великие географические открытия конца XV – начала XVI века сыграли огромную роль в развитии естествознания, они способствовали расширению знаний в области географии, астрономии, метеорологии, зоологии, ботаники, физиологии человека. Мореплаватели наблюдали экваториальные течения, познакомились с созвездиями Южного полушария, с новыми видами животных и растений.
В XV – XVI веках развитие научных и технических знаний вызывалось в значительной степени потребностями военного дела (фортификация, артиллерия) и гидротехнического строительства. В разных частях Италии свои требования предъявляло и развитие отдельных отраслей промышленности: во Флоренции – текстильной, в Милане – металлообрабатывающей и т. д.
Знаменитый итальянский инженер и ученый Ванноччо Бирингуччо (1480 – 1539) долгое время изучал горнорудное и литейное дело в Италии, Чехии, Австрии. Несколько лет он прожил в Германии, где был дружен с великим художником Альбрехтом Дюрером. В 1540 году в Венеции был опубликован фундаментальный труд Бирингуччо «О пиротехнике», посвященный горнорудному делу, металлургии, гончарному, типографскому, ювелирному производству. Эта работа фактически стала технической энциклопедией своего времени.
Небольшой городок Урбино по праву получил название «города математиков». Там работала целая плеяда выдающихся ученых: автор трактата об архитектуре и фортификации Франческо ди Джорджо Мартини (1439 – 1502), живописец и математик Пьеро делла Франческа (ок. 1420 – 1492), математик Лука Пачоли (ок. 1445 – ок. 1514). Пачоли является автором знаменитой книги «Основания арифметики» (1494), написанной «для тех, кто умеет разумно применять в теории и практике математические науки» и содержащей систематическое изложение правил арифметических действий, решения некоторых алгебраических уравнений и их приложения к геометрии. Помимо этого, книга содержит большой раздел, посвященный бухгалтерии. Под влиянием взглядов своего друга Леонардо да Винчи он написал трактат «О божественной пропорции» (1503), где изложил теорию геометрических пропорций, в частности правила золотого сечения.
С именем математика Сципиона Даль Ферро (1465 – 1526) связывают открытие правила решения приведенного кубического уравнения. Труды Никколо Тарталья (ок. 1499 – 1557) посвящены математике, механике, баллистике, геодезии, фортификации. Он доказал, что траектория полета снаряда на всем протяжении есть кривая линия (парабола) и что наибольшая дальность полета снаряда соответствует углу в 45 градусов. Его имя также связано с разработкой способа решения кубического уравнения в радикалах. Лудовико Феррари (1522 – 1565) нашел способ решения алгебраических уравнений 4-й степени. Пьетро Антонио Катальди (1552 – 1626) указал метод извлечения квадратного корня с помощью непрерывных дробей (1613).
В числе видных математиков и механиков XVI века следует также назвать имена Раффаэле Бомбелли (ок. 1526 – 1572), впервые систематически развивавшего теорию комплексных чисел («Алгебра», 1569), Федерико Коммандино (1509 – 1575), исследовавшего вопросы о центрах тяжести тел, его ученика Гвидо Убальди дель Монте (1545 – 1607).
Особняком стоит фигура крупнейшего итальянского ученого-энциклопедиста XVI века Джероламо Кардано (1501 – 1576). Он оставил труды по математике, физике, инженерному делу, медицине, философии, астрономии и астрологии. С именем Кардано связывают формулу решения в радикалах неполного кубического уравнения (формула Кардано). Его работы сыграли огромную роль в развитии алгебры. Одним из первых он стал допускать отрицательные и мнимые корни уравнений. Занимался Кардано также вопросами передачи движения, теорией рычагов. Отсюда технические термины «карданный механизм», «карданная передача», «карданный вал».
Значительные успехи были достигнуты в области анатомии и медицины. Преподавание анатомии как самостоятельного предмета началось в Болонье еще в XIV веке. Итальянская школа медицины и анатомии по праву занимает ведущее место в Европе. Не случайно основоположник научной анатомии Андреас Везалий (1514 – 1564), родившийся в Брюсселе, именно в годы пребывания в Италии (1537 – 1543) создал свой знаменитый труд «О строении человеческого тела» (1543). Будучи профессором университета Падуи, Везалий на основе вскрытия трупов дал точное описание органов и систем человека, указав при этом на многочисленные ошибки предшественников, в том числе Галена.
Здесь же можно привести целый ряд других имен выдающихся итальянских ученых XV – XVI веков, внесших неоценимый вклад в развитие медицины, физиологии, анатомии. Итальянский врач Джироламо Фракасторо (1478 – 1553) в своем основном труде «О контагии, о контагиозных болезнях и лечении» (1546) впервые изложил систематическое учение об инфекции и путях ее передачи. Анатом Костанцо Варолий (1543 – 1575) опубликовал работы по морфологии головного мозга и черепно-мозговых нервов. В это же время в Риме работал один из основателей научной анатомии – врач Бартоломео Евстахий (ок. 1505 – 1574), который описал орган слуха человека и открыл соединительный канал между внутренним ухом и носоглоткой (т. н. «евстахиева труба»). В Падуе работал анатом Габриеле Фаллопий (1523 – 1562), который описал ряд анатомических образований, в т. ч. яйцеводы человека (т. н. «фаллопиевы трубы») и канал лицевого нерва. Кстати, именно Фаллопий первым предложил использовать кишки животных для предохранения от венерических заболеваний, став тем самым изобретателем презерватива.
Ученик Фаллопия, итальянский хирург и анатом Леонардо Боталло (ок. 1530 – ок. 1572) с 1555 г. жил и работал во Франции. Он был придворным медиком французских королей Карла IX и Генриха III. Известны его исследования по анатомии сердца и сосудов, по огнестрельным ранениям, по патологии и клинике сифилиса (рекомендовал ртутные втирания).
Ученый-анатом Джироламо Фабриций (1533 – 1619), не ограничиваясь чисто анатомическими задачами, исследовал функции органов и эмбриологию организма (развитие цыпленка). В 23 года он возглавил кафедру анатомии Падуанского университета. Фабриций был учителем выдающегося английского ученого Уильяма Гарвея (1578 – 1657), основоположника физиологии и эмбриологии. Гаспаре Тальякоцци (1545 – 1599), итальянский анатом и хирург, по праву считается одним из пионеров трансплантологии. Он подробно описал пластические операции на лице (1597), в т. ч. метод пересадки кожного лоскута для восстановления формы носа (известен как итальянский метод кожной пластики).
К середине XVI века появилась потребность суммировать накопившиеся к тому времени географические знания. Джованни Баттиста Рамузио (1485 – 1557) составил три тома «Плаваний и путешествий», содержащих тексты и комментарии к ним.
Благодаря переводам античных авторов наука и техника эпохи Возрождения обогащается новыми, а точнее сказать, хорошо забытыми старыми знаниями. Мостостроитель и гидротехник Джованни Джокондо (ок. 1433 – 1515) издает труды римских архитекторов Витрувия и Фронтина. Горный инженер и автор трудов по космографии и оптике Франческо Мауролико (1494 – 1575) издает Архимеда, Аполлония, Феодосия и Менелая.
XVI – XVII века – время бурного развития ботаники и зоологии. В 1544 году врач и ботаник Лука Гини (1490 – 1566) основал ботанический сад в Пизе. Итальянский врач, ботаник и философ Андреа Чезальпино (1519 – 1603) в труде «О растениях» (1583) ввел новую классификацию растений, основанную на строении плодов и семян. Наиболее видным болонским естествоиспытателем XVI века был Улиссе Альдрованди (1522 – 1605). В его доме был устроен самый большой археологический и естественноисторический музей того времени, он был также одним из организаторов ботанического сада в Болонье (1568). Известно имя врача и ботаника Просперо Альпини (1553 – 1617). Его работа «Книга о растениях Египта», изданная в Венеции в 1592 году, позднее была использована шведским ученым Карлом Линнеем при создании системы классификации растительного и животного мира.
В Неаполе работал ученый Марко Аурелио Северино (1580 – 1656), опубликовавший первое обобщающее исследование, посвященное сравнительной анатомии животных.
К концу XVI – первой половине XVII века относится деятельность великого итальянского физика, механика и астронома, одного из основателей современного естествознания Галилео Галилея (1564 – 1642). Изобретение им телескопа (1609) ознаменовало новую эру в развитии астрономии, его научные исследования имели огромное значение для победы идеи гелиоцентрической системы мира. В 1624 году Галилеем был сконструирован микроскоп. Арсенал в Венеции с его верфями и мастерскими, по отзыву Галилея, служил «обширным полем для размышления пытливых умов», где наблюдения над механизмами способствовали «приобретению больших познаний и остроте рассуждений». Галилей заложил основы современной механики – выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, законы сложения сил. Он открыл изохронность колебаний маятника, первым исследовал прочность балок. Работы Галилея по изучению природы света, цвета, эксперименты по определению скорости света, создание оптических приборов стимулировали развитие оптики. Построенный им телескоп с 32-кратным увеличением позволил гениальному ученому сделать целый ряд открытий – горы на Луне, четыре спутника Юпитера, пятна на Солнце и т. д.
Уже на склоне лет великий ученый был подвергнут унизительному суду инквизиции (1633) за пропаганду идеи гелиоцентрической системы мира и был вынужден отречься от учения Николая Коперника (1473 – 1543). Красивая легенда гласит, что после отречения Галилей прошептал «Eppur si muove» – «И все-таки она [Земля] вертится». До конца жизни Галилей считался «узником инквизиции» и находился на своей вилле Арчетри близ Флоренции фактически под домашним арестом. В 1992 году папа Иоанн Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея.
Математик Бонавентура Кавальери (1598 – 1647) с 1629 года по рекомендации Галилея занимал кафедру математики в Болонском университете. В своем труде «Геометрия» (1635) Кавальери развил новый метод определения площадей и объемов, так называемый «метод неделимых», чем фактически предвосхитил понятие определенного интеграла. Другой ученик Галилея, Бенедетто Кастелли (1577 – 1643), известен своими трудами в области гидротехники.
Нельзя не упомянуть имя еще одного ученика Галилея – выдающегося итальянского физика и математика Эванджелиста Торричелли (1608 – 1647). Он изобрел ртутный барометр, спиртовой термометр, ряд других приборов. Открыл существование атмосферного давления и вакуума (торричеллиева пустота), вывел формулу для определения скорости вытекания жидкости из отверстий (формула Торричелли). Его перу принадлежит трактат «О движении свободно падающих и брошенных тяжелых тел» (1641), а оптические линзы, изготовленные Торричелли, по многим параметрам превосходят современные. К сожалению, ученый рано умер и унес с собой в могилу секрет изготовления линз.
Создание микроскопа, успехи физико-математических наук оказали значительное влияние на развитие биологических наук. Падуанский профессор Санторио Санторио (1561 – 1636) сделал одну из первых попыток ввести количественные наблюдения в медицину (взвешивание, измерение температуры и т. д.).
Известный биолог, врач и анатом Марчелло Мальпиги (1628 – 1694) стал одним из основателей микроскопической анатомии. Он открыл капиллярное кровообращение, описал микроскопическое строение ряда тканей и органов растений, животных и человека.
Изобретение телескопа дало новый толчок развитию астрономии. Фундаментальный труд итальянского астронома Джованни Батиста Риччоли(1598 – 1671) «Новый Альмагест» (1665) – свод астрономических знаний того времени.
Известный физик и астроном Франческо Мария Гримальди (1618 – 1663) открыл дифракцию света. Основное сочинение Гримальди «Физическая наука о свете, цветах и радуге», содержащее результаты его деятельности как физика-экспериментатора и философа, вышло в свет в 1665 году, уже после его смерти. Совместно с Риччоли он составил карту Луны и ввел в практику обозначение лунных кратеров именами ученых.
Нельзя не сказать несколько слов о знаменитом итальянском архитекторе и ученом, уроженце Модены Гварино Гварини (1624 – 1683). Он был подлинным ученым-универсалом, оставившим значительный след в математике (изложил целый ряд важнейших принципов начертательной геометрии задолго до ее основоположника Г. Монжа). Его перу принадлежит большое число богословских, математических, астрономических и архитектурных трактатов на латыни или итальянском, в том числе «Философские мнения» (1665), «Дополненный Евклид» (1671), «Метод строительных измерений» (1674), «Трактат о фортификациях» (1676), «Небесная математика» (1683).
В истории естествознания большую роль сыграла флорентийская Академия эксперимента (Accademia del Cimento), которая просуществовала всего 10 лет – с 1657 по 1667 год – и была упразднена под давлением духовных властей. Ее членами были: выдающийся флорентийский врач и естествоиспытатель Франческо Реди (1626 – 1698), датчанин Нильс Стенон (1638 – 1686) – один из основоположников кристаллографии, астроном Джованни Доменико Кассини (1625 – 1712), ставший впоследствии первым директором Парижской обсерватории, ученик Галилея Винченцо Вивиани (1622 – 1703) и другие крупные ученые.
Более замкнутый характер носила основанная в 1603 году в Риме Академия деи Линчеи (Accademia dei Lincei, ныне Национальная академия), печатавшая свои труды на латинском языке.
Начиная со второй половины XVII века Италия постепенно утрачивает свое ведущее положение в развитии европейской науки. Естествознание бурно развивается в Англии, Франции, Германии, Голландии. Это, разумеется, не означало прекращения естественнонаучных исследований в Италии. Наибольшие успехи в эти годы были достигнуты в анатомии и медицине.
Итальянский врач Бернардино Рамаццини (1633 – 1714) по праву считается одним из основоположников учения о профессиональных болезнях. В своем труде «О болезнях ремесленников» (1700) он впервые систематически изложил вопросы гигиены труда и профессиональных болезней (всего около 70 профессий).
Известный врач и анатом Джованни Мария Ланчизи (1654 – 1720) установил, что набухание шейных вен – симптом сердечной недостаточности, а аневризма аорты – следствие сифилиса. Он описал эпидемии инфлюэнцы (гриппа), малярии, чумы рогатого скота. Высказал предположение о передаче малярии москитами. Ланчизи был личным врачом римских пап Иннокентия XI, Иннокентия XII и Климента XI.
Неоспорим вклад в развитие медицины итальянского врача и анатома Джорджо Бальиви (1668 – 1707). В своем основном труде «О медицинской практике» (1696) Бальиви рассматривал медицину как науку, основанную на наблюдении и эксперименте. Он установил различие между гладкими и поперечно-полосатыми мышцами, одним из первых описал такое опасное заболевание, как брюшной тиф.
Анатом и хирург Антонио Вальсальва (1666 – 1723) прославился трудами по анатомии и физиологии органа слуха, предложил метод исследования проходимости слуховых труб (опыт Вальсальва). Он также описал аортальные синусы и признак перелома подъязычной кости (дисфагия Вальсальва).
Врач и анатом Джованни Баттиста Морганьи (1682 – 1771), ученик Вальсальвы, является основоположником патологической анатомии. Он был профессором практической медицины Болонского (с 1706) и Падуанского (с 1711) университетов. Прославился исследованиями в области анатомии, результаты которых изложил в «Анатомических записках» (1719). Проводя вскрытия, Морганьи описал многочисленные патологии, аномалии, опухоли разных органов. Стремился не только излагать основы патологических процессов, но и давать сведения о патогенезе, симптоматике и диагностике соответствующих заболеваний. Он стал (1734) одним из первых почетных иностранных членов только что образованной Петербургской АН. В труде «О местонахождении и причинах болезней, выявленных анатомом» (т. 1 – 2, 1761) Морганьи объяснил патогенез ряда заболеваний и описал многие анатомические образования, названные впоследствии его именем.
Работы итальянского математика Якопо Франческо Риккати (1676 – 1754) посвящены интегральному исчислению и дифференциальным уравнениям, а его сын Винченцо Риккати (1707 – 1775) ввел в математику соотношения, определяющие гиперболические функции, и изучил их свойства.
В это же время работал известный математик Джулио Фаньяно деи Тоски (1682 – 1766). Его основные исследования относятся к теории дифференциальных уравнений, теории функций и алгебре. Он стал одним из основоположников теории эллиптических функций, предложил новые методы решения целого ряда уравнений.
Крупнейшим итальянским ученым XVIII века является естествоиспытатель Ладзаро Спалланцани (1729 – 1799). Он впервые доказал невозможность самозарождения микроорганизмов, осуществил искусственное оплодотворение у земноводных и млекопитающих, изучал растительный и животный мир средиземноморского бассейна. Его работы по физиологии дыхания, кровообращения и пищеварения стали классическими. Нельзя не упомянуть имя врача и натуралиста Джованни Антонио Скополи (1723 – 1788). Он описал симптомы отравления ртутью, оставил труды по энтомологии, орнитологии, ботанике. Кстати, известный алкалоид скополамин получил свое название от фамилии ученого. Перу священника и ученого-зоолога Франческо Четти (1726 – 1778) принадлежит фундаментальная работа «Естественная история Сардинии» в 4-х томах, над которой он трудился до конца жизни. Своей научной ценности работа не утратила и по сей день.
В середине XVIII века в целом ряде высших учебных заведений Италии было введено изучение физики и химии как самостоятельных академических дисциплин, что позволило студентам получать образование на родном языке. Это привело к быстрому развитию этих наук в Италии. В конце XVIII – начале XIX века итальянская наука вновь на подъеме.
К этому периоду относятся классические работы по электричеству выдающихся итальянских ученых Луиджи Гальвани (1737 – 1798) и Алессандро Вольта (1745 – 1827), имена которых хорошо известны читателю. Именем последнего названа единица электрического напряжения – вольт. А такие устройства и приборы, как гальванический элемент и вольтметр, давно уже вошли в наш быт. Крупный ученый-энциклопедист Джованни Баттиста Вентури (1746 – 1822) публикует труды по гидравлике, ирригации, теории света, оптике. В 1798 году он выступил с предложением о введении десятичной системы мер и весов в Италии. Астроном Джузеппе Пиацци (1746 – 1826) открыл первую малую планету – Цереру (1801), составил два звездных каталога (1803, 1814). Математик Паоло Руффини (1765 – 1822) дал первое доказательство неразрешимости в радикалах общего алгебраического уравнения 5-й степени.
Основные труды физика Леопольдо Нобили (1787 – 1835) посвящены электромагнетизму. Он изобрел (1825) высокочувствительный гальванометр, названный его именем, а также предложил правило для определения направления индукционных токов. Физик Мачедонио Меллони (1798 – 1854) изучал явление тепловой радиации. Он изобрел устройство для измерения теплового излучения (т. н. оптическая скамья Меллони), исследовал поглощение лучистого тепла различными телами.
В 1811 году туринский физик и химик Амедео Авогадро (1776 – 1856) выдвинул гипотезу, что молекулы простых газов состоят из одного или нескольких атомов. На этом основании он сформулировал закон, согласно которому равные объемы всех газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул. Ныне этот закон известен как закон Авогадро. Его именем также названа фундаментальная физическая константа – постоянная Авогадро.
Ботаник и оптик Джованни Баттиста Амичи (1786 – 1863) первым описал движение протоплазмы в растительной клетке и пыльцевую трубку (1823). Иммерсионный объектив микроскопа(1827) – его изобретение. Ученый Паоло Сави (1798 – 1871) по праву считается «отцом» итальянской геологии. Он исследовал геологическое строение Альп, происхождение и метаморфизм горных пород, написал ряд работ по стратиграфии и геологии Тосканы. Ему также принадлежат труды по орнитологии «Ornitologia Toscana» (1827 – 1831) и «Ornitologia Italiana» (изданы в 1873 – 1876 гг.).
В середине XIX века в Италии возникают музеи естественной истории. К числу наиболее крупных принадлежат Миланский (основан в 1837 г.) и Генуэзский (основан в 1867 г.). На новых началах были организованы планомерные метеорологические наблюдения. На Везувии в 1840 году была учреждена метеорологическая обсерватория, которую возглавлял сначала упомянутый выше физик М. Меллони, а затем Луиджи Палмиери (1807 – 1896), профессор физики в Неаполе. Палмиери принадлежит честь изобретения сейсмографа (1856).