Достижения Кардано в технике достаточно скромны, у него нет «эпохальных» достижений – исключение составляет карданный вал (подвеска), хотя авторство Миланца здесь более чем сомнительно. В книге «О тонких материях» он описал «повозку императора», в которой сиденье устанавливалось на специальной подвеске, так что сиятельное тело сохраняло неизменное положение при езде по наклонным или ухабистым дорогам. Эта подвеска, названная впоследствии именем миланского врача, обессмертила его, так как вряд ли найдется в наше время человек, не слышавший о карданном вале, карданном сочленении, карданной подвеске или просто – о кардане. Но идея такой подвески восходит к античности, знали о ней и арабы, и китайцы.
Миланец мог заимствовать ее из одной рукописи Леонардо да Винчи, в которой описан компас, использующий такую же подвеску, или, как предположил в прошлом веке французский химик и историк науки М. Бертло, из средневекового манускрипта
Кардано принадлежит также целый ряд мелких изобретений: масляный светильник с автоматической подачей масла, замок «с секретом», дымоход, в котором проделаны отводящие трубы (по две на каждую сторону света) так, чтобы при «противных ветрах» дым мог выходить в соответствующие отверстия, и т. д. Заслуживают внимания, пожалуй, лишь усовершенствование, которое Миланец внес в камеру-обскуру, установив линзу у ее выходного отверстия, и – особенно! – примитивное стеганографическое[62] средство, получившее название «решетки Кардано» и описанное в книге «О тонких материях».
С помощью решетки секретное послание оказывалось сокрытым внутри более длинного и совершенно невинно выглядевшего открытого текста. В простейшем варианте она представляла собой лист плотного материала (картона или пергамента), в котором через неправильные интервалы прорезаны прямоугольные отверстия постоянной высоты и переменной длины, расположенные на различном расстоянии друг от друга (трафарет). Человек, передающий сообщение, накладывал решетку на чистый лист бумаги и в перфорированных отверстиях писал текст сообщения, так что в каждом из них помещались либо буква, либо слог, либо целое слово. Затем решетка убиралась, а оставшиеся пробелы заполнялись неким текстом, маскирующим секретное сообщение. Для прочтения сообщения достаточно было наложить на лист бумаги аналогичную решетку и читать через «окна» текст. Подобным стеганографическим методом пользовались многие известные исторические лица, например кардинал Арман Жан дю Плесси Ришелье и А. С. Грибоедов (во время своей дипломатической миссии).
Заслуги Кардано – «технаря» определяются также его теоретической и литературной деятельностью. В книгах «О тонких материях» и «О разнообразии вещей» он обсуждал устройство и принцип действия огромного числа механизмов, аппаратов, машин и сооружений. Он описал четыре вида «сосудов для перегонки», различных в зависимости от сжигаемого и перегоняемого материала, от формы трубок и их расположения и т. д.; способ изготовления бутылок повышенной прочности; методы конструирования сводов; машины для подъема грузов и затонувших кораблей, принципы устройства шлюзов, планы фортификационных укреплений; «водоподъемные машины» – насос Ктезибия, насос с полым поршнем, архимедов винт и «аугсбургскую машину», состоящую из ряда таких винтов; устройства водостоков и отхожих мест; машину для просеивания муки – одно из первых производственных средств автоматизации; ветряные мельницы и многое, многое другое.
В области механики Кардано занимался теорией рычагов и весов. Он изобрел шарнирный механизм, предназначенный для передачи вращения между пересекающимися осями, названный впоследствии карданным механизмом. Ему принадлежит изобретение устройства, позволяющего сохранить неизменным положение тела при любых поворотах кинематической системы. С именем Кардано связаны такие понятия, как карданный вал и карданная передача автомобиля. Особый интерес для Джироламо, видимо, представляли различные способы передачи движения и часовые механизмы. Он исследовал и описывал зубчатые, корончатые и червячные зацепления, канатные передачи, передачи гибкими нитями; приводил определение передаточного числа и пользовался им при подсчете чисел зубьев в зубчатой передаче; сообщал способы преобразования поступательного движения во вращательное и наоборот в насосах и «воздуходувных машинах, приводил методику нарезания зубьев; сформулировал правила построения часовых механизмов с подробным описанием часовых пружин и баланса. Он указывал, что добиться равномерности хода часов на протяжении суток невозможно: зубья колес неодинаковы, а натяжение пружины вначале сильнее, чем в конце. Грязь и пыль со временем ослабляют пружину, «поэтому все часовые механизмы со временем идут медленнее и ни один не движется быстрее... Часовые механизмы нашего века проводят больше времени у часовщика, чем у владельцев».
В этих описаниях редки отступления (анекдоты, исторические факты и т. д.), которые переполняют обычно его натурфилософские трактаты, мешая целостности восприятия. Язык его точен, он словно бы дает здесь отпуск фантазиям и вымыслам; концепции теряют свою расплывчатость, воображение дисциплинируется и служит на пользу разуму. Для Кардано, как и для большинства «инженеров Ренессанса», изобретение, теоретическое познание и практическое исследование предмета соотносятся между собой в таком порядке, что установить иерархию не представляется возможным. «Использование вещи часто спрятано до ее изобретения», – утверждал он.
Оценивая техническое творчество Кардано, историк науки А. Н. Боголюбов добавил новые штрихи к портрету Кардано – «технаря»: «Первым из ученых, которого даже без особенной натяжки можно было бы назвать теоретиком машиностроения (единственной натяжкой является тот факт, что машиностроения в то время еще не существовало), был Джироламо Кардано... У него встречается (правда, в завуалированной форме) понятие кинематической пары («то, что движется, непрерывно должно его касаться»). Он выделяет из состава машин отдельные механизмы, исследует выполняемую при их помощи передачу движения».
Гений времени и места
Определяя место Кардано в истории идей, будем помнить, что для мыслителей эпохи Возрождения отношение к эксперименту было той лакмусовой бумажкой, которая определяла их принадлежность к старой, схоластической науке или к науке новой, еще только зарождавшейся, основанной на опытном познании мира. По одну сторону находились те, кто соглашался с Петрусом Гарсиа, епископом Сардинским, написавшим в 1489 году: «Утверждение, что экспериментальное знание есть наука или часть натуральной науки, – смешно», по другую – те, кто вместе с Леонардо да Винчи считал, что «знание – дочь опыта» и «всякое знание начинается с чувств».
Джироламо Кардано был университетским ученым, представителем академической школы, тяготевшей к аристотелевской, то есть в основном умозрительной методологии. Но вместе с тем он высоко ценил роль эксперимента в познании окружающего мира. Он обладал острой наблюдательностью и чутьем экспериментатора и всегда с охотой использовал любую возможность опытной проверки явления или правильности конструкции. «Этот прием я имел случай наблюдать и провести своими руками» – такие замечания нередко сопровождают его описания механизмов и аппаратов. «В изобретательстве рассуждения должны быть главенствующими, но господином должен быть эксперимент» – таково кредо Кардано – «технаря».
А как философ, убежденный в детерминизме окружающего мира, он учил «обращать на все внимание и не считать, что в природе что-либо может происходить случайно». Эта мысль свидетельствует о наличии определенных диалектических элементов в его методе познания: «Иной раз можно вывести предположительное заключение из самых мелких событий, когда они упорно и часто повторяются. Эти повторяющиеся мелкие события однообразного характера напоминают петли сетки, которая охватывает человека; принимая различные очертания, они составляют как бы облако, которое не только мало-помалу разрастается, но и сами мелкие составные части незаметно должны, так сказать, дробиться на бесконечно мельчайшие части. Только тот, кто поймет это и сумеет этим пониманием воспользоваться на деле, добьется выдающихся успехов в науках и искусствах.»
Кардано никогда не противопоставлял экспериментальные исследования теоретическим рассуждениям,
