Да Леонардо искусство и исследовательская деятельность были взаимодополняющими аспектами постоянного стремления наблюдать и фиксировать внешний вид и внутреннее устройство мира и человека.
В процессе изображения человеческой натуры в живописи или скульптуре, Леонардо да Винчи хотел быть максимально правдоподобным – это позволило бы ему быть не только просто очень реалистичным художником, но и художником особенным и запоминающимся.
Для достижения этого Леонардо потребовалась стройная система анатомических знаний. Воспользовавшись упомянутым выше принципом Галена – не доверять книгам, а доверять своим глазам и рукам при анатомировании – Леонардо приступил к незаконным вскрытиям трупов.
Незадолго до смерти Леонардо покаялся кардиналу Арагонскому в том что, что он вскрыл свыше 30 трупов в целях исследования строения и жизни человеческого тела.
Паоло Джовио, современник Леонардо, писал о нем и проделанной Леонардо да Винчи исследовательской работе: "Он предавался нечеловечески тяжелой и отвратительной работе в анатомических школах, рассекая трупы преступников, чтобы проследить пути природы... Он изобразил в таблицах каждую тончайшую частицу, не исключая мельчайших жилок и внутренней ткани костей, с величайшей точностью, и, таким образом, от его многолетней работы должно было остаться на пользу искусства бесконечное число образцов".
Леонардо писал об эмоциональной составляющей вскрытий - «И если ты имел бы любовь к этому предмету, тебе, быть может, помешал бы желудок, и если бы он не помешал, то тебе, может быть, помешал бы страх находиться в ночную пору в обществе подобных мертвецов, четвертованных, ободранных, страшных видом своим…».
По свидетельству самого Леонардо, он заполнил анатомическими рисунками 120 альбомов. До нашего времени дошла лишь малая часть его анатомических записей и рисунков в виде отдельных листов, которые стали ценными экспонатами государственных и частных художественных коллекций. На сегодняшний день сохранилось более 200 листов анатомических рисунков с пояснениями и изображениями. Это отрывки из его рукописных книжек, которые он всегда носил с собой и в любое время мог оставить в них пришедшую мысль или рисунок.
Интересно, что Леонардо писал не на обычном в его время для людей науки латыни и не на литературном итальянском языке своего времени, а на простом разговорном — volgare.
Из вышесказанного следует отметить, что уже в то время, на грани позднего средневековья и Ренессанса оказалась ясна важность грамотных анатомических рисунков и схем для изучения анатомии. И в этом была его огромная заслуга.
В связи с этим можно признать Леонардо да Винчи первым научным иллюстратором анатомии. Анатомические рисунки Леонардо отличаются уникальной точностью для своего времени.
Сам же Леонардо писал о важности иллюстративного материала - «И ты, хотящий словами явить фигуру человека во всех видах ее членения, оставь это намерение, потому что, чем более будешь ты углубляться в описание частей, тем более будешь смущать дух правильности и четкости изображения в них того или иного органа читателя и тем более будешь удалять его от знания описываемых вещей; потому необходимо рисовать и описывать».
Помимо вышесказанного, Леонардо указывал на необходимость повторных и многократных анатомических наблюдений, требует умения не только видеть анатомические факты, но и обобщать их в синтетическом рисунке: «И если скажешь, что лучше заниматься анатомией, чем рассматривать подобные рисунки, ты был бы прав, если бы все эти вещи, показываемые в подобных рисунках, можно было наблюдать на одном теле, в котором ты, со всем своим умом, не увидишь ничего и ни о чем не составишь представления, кроме разве как о нескольких немногих жилах, ради которых я, для правильного и полного понятия о них, произвел рассечение более десяти трупов, разрушая все прочие члены, вплоть до мельчайших частиц уничтожая все мясо, находившееся вокруг этих жил, не заливая их кровью, если не считать незаметного излияния от разрыва волосных сосудов; и одного трупа было недостаточно на такое продолжительное время, так что приходилось работать последовательно над целым рядом их, для того, чтобы получить законченное знание…» («О строении человека и животных»).
Наибольшее внимание Леонардо да Винчи в анатомии человека привлекали прежде всего опорно-двигательный аппарат, скелет и мускулатура. Леонардо первый правильно и удивительно точно нарисовал формы и пропорции всех частей скелета человека. Все предшествующие изображения скелета были, как правило, условны, схематичны и примитивны. Он первым в истории науки предположил, что крестец состоит из пяти, а не из трех позвонков, правильно описал лордозы и кифозы позвоночного столба, угол наклона крестца (а Гален считал крестец прямым, и потому даже назвал в натуре изогнутую прямую кишку прямой - rectum). Впервые были рассмотренные такие анатомические особенности - наклон и изгибы ребер, столь важные для понимания механизма дыхания, наклонение таза. Леонардо подсчитал, что в стопе имеется 25 костей, не боясь противоречия с Авиценной и Галеном, считавшими, что в стопе 26 костей. Он первый правильно нарисовал суставные поверхности костей. Так же Леонардо описал ряд анатомических особенностей скелета человека, связанных с прямохождением – например, косое по отношению к вертикали положение бедренной кости.
Леонардо так писал о строении костей: «…ради анатомии костей, которые нужно распилить и показать, какая полая и какая нет, которая мозговая и которая губчатая, и которая снаружи внутри толста и которая тонка, а иная имеет в некоем месте большое истончение, а в ином толста и в ином полая или заполнена костью, мозговая или губчатая».
Следует особо отметить, что точность передачи строения позвоночника, суставов и костей в работах Леонардо да Винчи сопоставима с современными данными, полученными с помощью передовых средств диагностики, таких как рентген, компьютерная и магнитно-резонансные томографии.
Это то, что касается вклада Леонардо в описательную анатомию скелета. Что же касается вклада Леонардо в синдесмологию и миологию, то следует в первую очередь отметить тот факт, что Да Винчи пытался изучать строение мышц и суставов в нагрузке и тесной взаимосвязи. Таким образом, Леонардо можно считать основателем динамической анатомии, ведь у него был даже составлен план написания обширного трактата, посвященного описанию движений человека и животных.
Рассматривая движения человеческого тела, Леонардо изучал не только строение мышц, но и их двигательную способность, иннервацию (Да Винчи понимал значение нервов, как проводников стимулов к действию мышц), питание сосудами и даже способы их прикрепления к скелету и особенности этих прикреплений. Леонардо классифицировал мышцы по величине, силе, форме и характеру сухожилий и способу прикрепления к костям скелета, что напоминает современную классификацию мышц, принятую в миологии.
«Природа устроила в человеке служебные мускулы, тянущие сухожилия, которые способы двигать члены сообразно воле и желанию общего чувства, наподобие служителей, распределенных господином по разным провинциям и городам, которые представляют в этих местах и исполняют волю этого господина…Сухожилия с мускулами своими служат нервам, как солдаты своим кондотьерам, и нервы служат общему чувству, как кондотьеры капитану; и общее чувство служит душе, как капитан своему господину» - так описывал Леонардо работу мышечной системы.
Ниже по тексту можно обнаружить указания касательно того, как следует описывать мышечную систему - «Сначала нарисуешь ты кости отдельно, и немного вынутыми из сустава, дабы лучше различить очертания каждой кости порознь. Затем соединишь ты их друг с другом так, чтобы они ни в чем не отклонялись от первого рисунка, кроме тех частей, которые друг друга закрывают при соприкосновении. Когда это сделано, сделаешь ты прежний рисунок с теми мускулами, которые связывают кости. Затем ты сделаешь четвертый — нервов, которые являются носителями ощущения. Затем следует пятый — нервы, которые движут, или, вернее, дают первым членам пальцев ощущения. И в-шестых, сделаешь ты верхние мускулы ноги, в которых распределяются чувствующие нервы. И седьмой пусть будет рисунком вен, питающих эти мускулы ноги. Восьмой пусть будет рисунком нервов, движущих концы пальцев. Девятый — рисунком вен и артерий, располагающихся между кожей и мясом. Десятый и последний должен быть готовая нога со всеми ощущениями. Ты мог бы сделать еще одиннадцатый, наподобие прозрачной ноги, в которой можно было бы видеть все названное выше».
Синдесмологически Леонардо выделял следующие образования - «Мускулы (здесь и далее выделение автора – И.Р.) — служители нервов — притягивают к себе сухожилия, связанные с этими членами наподобие и т. д. Сухожилия — механические приспособления, которые сами по себе не имеют чувствительности, но работают столько, сколько им приказано. Перепонки соединены с мясом и помещены между этим мясом и нервом, а большей частью соединены с хрящами. Связки соединены с сухожилиями и они — разновидность перепонок, каковые связывают сочленения костей и превращаются в хрящи, и их столько в каждом сочленении, сколько сухожилий, движущих это сочленение, и сколько противоположных сухожилий, которые подходят к тому же сочленению, и такие связки соединены и смешаны вместе, помогая друг другу и укрепляя и связывая друг друга. Хрящ — твердое вещество, так сказать, отвердевшее сухожилие или смягченная кость, и всегда помещается между костью и сухожилием, ибо имеет свойство того и другого вещества, и он гибкий, неломкий, и его складка распрямляется сама собой наподобие пружины. Пленкинекие мускулистые частицы, смешанные из мяса, сухожилий и нервов; из этой смеси получается состав, растяжимый в любом направлении; мясосмесь, состоящая из мускулов, сухожилия, нерва и крови и артерии. Кость — несгибаемая твердыня, способная сопротивляться, и она лишена чувствительности, и оканчивается на своих концах хрящами; и ее мозг состоит из губки, крови, мягкого жира, одетого тончайшим покровом; губчатость — вещество, смешанное из кости, жира и крови. Перепонки бывают трех сортов, то есть сухожильная перепонка, нервоподобная перепонка и перепонка, состоящая из нерва и сухожилия; и смешанная перепонка соткана из сухожилия, нерва, мускула и вены и артерии».
Естественно, с точки зрения современной анатомии рассуждения Леонардо да Винчи кажутся как минимум неточными, но для своего времени это был существенный прорыв вперед.
Как уже упоминалось выше, наука и искусство для Леонардо являлись вещами весьма взаимосвязанными, и в этом подходе великий художник и ученый был, опять-таки, прав. Согласно этому, его интересовало не только строение и функциональные особенности опорно-двигательного аппарата, знание которого необходимо для живописи, но и строение иных органов.
Так, в частности, значительное внимание Леонардо уделил изучению строения зрительного анализатора – глаза. Он считал глаз «повелителем и князем прочих четырех чувств» и описал глаза и зрительные нервы с позиций физиологической оптики и анатомии.
Рассматривал Леонардо также и строение мозга и черепа. Никто до него не исследовал так точно конструкцию черепа – этого «седалища вложенной богом души». Леонардо производил сечение черепа в трех плоскостях - сагиттальной, фронтальной и горизонтальной - составляя объемное изображение костей, его составляющих. Делал зарисовки отдельных деталей наружной части лицевой и мозговой частей черепа. Это позволило Леонардо открыть воздухоносные пазухи черепа. Применял он также и метод инъецирования расплавленным воском желудочков мозга.
Помимо прочего, Леонардо был первым, кто правильно описал работу сердца. Господствовавшая в то время теория кровообращения Галена не выдерживает никакой критики. Гипотеза кровообращения Леонардо во многом предвосхитила последующие открытия в этой области, совершенные Везалием, Серветом и Гарвеем. «Сердце как такое — не источник жизни, а сосуд, сделанный из плотной мускулатуры, оживляемый и питаемый артериями и венами, подобно прочим мускулам. В самом деле, кровь и жилы, в нем очищающиеся, являются жизнью и питанием других мускулов… В сердце — четыре желудочка, а именно — два верхних, называемых ушками, и под ними — два нижних, правое и левое, называемые желудочками.» - писал Леонардо.
Помимо всего прочего, Леонардо нередко называют отцом эмбриологии. Вопросы онтогенеза (индивидуального развития) человека живо интересовали его, особенно внутриутробный период. Да Винчи был первым, кто установил биологическую природу зачатия и рождения человека. Интересовали его и возрастные изменения, происходящие с человеком в процессе старения - склероз сосудов и сужение просвета кишок в преклонном возрасте, разницу между мышцами молодого и старого человека, разницу в силе голоса у молодых и стариков и так далее.
Многогранный гений Леонардо да Винчи построил целую философскую и космогоническую систему, показывающую положение человека в природе, их контакт и взаимосвязь. Выясняя функциональную взаимосвязь органов, их систем и аппаратов, подробно изучая каждую часть тела, Леонардо воспринимал человеческий организм как нераздельное целое и называл его «прекрасным инструментом». Человек, согласно Леонардо да Винчи - малый мир со своей структурой, а анатомия - своеобразная космография этого малого мира. В своем произведении «О строении человека и животных» Леонардо подчеркивал: «Так здесь, в двенадцати целых рисунках будет тебе показана космография малого мира, в том же порядке, какой до меня принят был Птолемеем в своей космографии, и разделю я ее на члены так же, как он поделил целое на провинции, и затем покажу я устройство всех частей в каждом отношении, воочию показав понятие о всей фигуре и способностях человека в отношении пространственного движения посредством этих частей».
В опытах с удалением различных органов у животных Л. да В. стремился ввести экспериментальный метод и в биологию. Он впервые стал рассматривать ботанику как самостоятельную биологическую дисциплину; выделяя и здесь прежде всего структурно-функциональные моменты, он дал описания листорасположения, гелиотропизма и геотропизма, корневого давления и движения соков растений.[1, 3, 5]