Prototip kalkulatorja Leonarda da Vincija. Mehanska doba Kaj bomo naredili z nastalim materialom?

Računalnik(angleški računalnik - "kalkulator"), računalnik(elektronski računalnik) - stroj za izvajanje izračunov, pa tudi za sprejemanje, obdelavo, shranjevanje in izdajanje informacij po vnaprej določenem algoritem(računalnik program).

Na začetku računalniške dobe je veljalo, da je glavna funkcija računalnika računanje. Vendar pa se zdaj verjame, da je njihova glavna funkcija upravljanje.

Zgodovina ustvarjanja digitalne računalniške tehnologije sega stoletja nazaj. Je fascinantna in poučna, z njo so povezana imena izjemnih svetovnih znanstvenikov.

V dnevnikih briljantnega Italijana Leonardo da Vinci (1452-1519) Že v našem času so odkrili številne risbe, ki so se izkazale za skico seštevalnega računalnika na zobnikih, ki je sposoben seštevati 13-bitna decimalna števila. Leta 1969 so strokovnjaki slavnega ameriškega podjetja IBM stroj reproducirali v kovini in bili prepričani v popolno veljavnost znanstvenikove zamisli.

V teh daljnih letih je bil briljantni znanstvenik verjetno edina oseba na Zemlji, ki je razumela potrebo po ustvarjanju naprav za olajšanje dela pri izvajanju izračunov.

1623 Več kot sto let po smrti Leonarda da Vincija je bil najden še en Evropejec - nemški znanstvenik Wilhelm Schickard (1592-1636) , ki seveda ni bral dnevnikov velikega Italijana - ki je predlagal svojo rešitev tega problema. Razlog, ki je Schiccarda spodbudil k razvoju računskega stroja za seštevanje in množenje šestmestnih decimalnih števil, je bilo poznanstvo s poljskim astronomom J. Keplerjem. Ko se je seznanil z delom velikega astronoma, ki je bilo povezano predvsem z izračuni, se je Schickard navdušil za idejo, da bi mu pomagal pri njegovem zahtevnem delu. V pismu, naslovljenem nanj, podaja risbo stroja in pove, kako deluje. Na žalost zgodovina ni ohranila podatkov o nadaljnji usodi avtomobila. Očitno je zgodnja smrt zaradi kuge, ki je preplavila Evropo, znanstveniku preprečila izpolnitev njegovega načrta.

Izumi Leonarda da Vincija in Wilhelma Schiccarda so postali znani šele v našem času. Njihovi sodobniki so bili neznani.

IN 1641-1642. devetnajstletnik Blaise Pascal (1623-1662) , takrat še malo znani francoski znanstvenik, ustvari delujoč seštevalnik (»pascaline«).

Sprva ga je zgradil z enim samim namenom - pomagati očetu pri izračunih pri pobiranju davkov. V naslednjih štirih letih je ustvaril naprednejše modele stroja. Zgrajeni so bili na osnovi zobnikov in so lahko seštevali in odštevali decimalna števila. Ustvarjenih je bilo približno 50 vzorcev strojev, B. Pascal je prejel kraljevi privilegij za njihovo proizvodnjo, vendar "Pascaline" niso prejeli praktične uporabe, čeprav je bilo o njih veliko rečeno in napisano.

IN 1673 g. drugi veliki evropski, nemški znanstvenik Wilhelm Gottfried Leibniz (1646-1716) , ustvari računski stroj (aritmetično napravo, po Leibnizu) za seštevanje in množenje dvanajstmestnih decimalnih števil. Zobnikoma je dodal stopničasti valj, ki omogoča množenje in deljenje.

»...Moj stroj omogoča takojšnje izvajanje množenja in deljenja velikih števil, ne da bi se zatekel k zaporednemu seštevanju in odštevanju,« je V. Leibniz pisal enemu od svojih prijateljev. Leibnizov stroj je bil znan v večini evropskih držav.

Zasluge V. Leibniza pa niso omejene na ustvarjanje "aritmetične naprave". Od študentskih let do konca življenja je proučeval lastnosti binarni številski sistem, ki je kasneje postal osnova za ustvarjanje računalnikov. Dal mu je določen mističen pomen in verjel, da je na njegovi podlagi mogoče ustvariti univerzalni jezik za razlago pojavov sveta in za uporabo v vseh znanostih, vključno s filozofijo.

IN 1799 v Franciji Joseph Marie Jacquard (1752-1834) izumil statve, ki so uporabljale luknjane karte za določanje vzorcev na tkanini. Izhodiščne podatke, ki so bili za to potrebni, smo zapisali v obliki luknjačev na ustreznih mestih na luknjani kartici. Tako se je pojavila prva primitivna naprava za shranjevanje in vnos programskih (v tem primeru nadzora procesa tkanja) informacij.

1836-1848 Zadnji korak v evoluciji mehanskih digitalnih računalniških naprav je naredil angleški znanstvenik Charles Babbage (1791-1871) . Analitični motor, projekt ki ga je razvil, je bil mehanski prototip računalnikov, ki so se pojavili stoletje kasneje. Imel naj bi istih pet glavnih naprav kot v računalniku: aritmetika, spomin, nadzor, vnos, izhod. Program za izvajanje izračunov je bil napisan na luknjanih karticah (luknjanih), nanje pa so bili zapisani tudi izvirni podatki in rezultati izračunov.

Glavna konstrukcijska značilnost tega stroja je princip delovanja programske opreme.

Načelo programa, shranjenega v računalniškem pomnilniku, velja za najpomembnejšo idejo sodobne računalniške arhitekture. Bistvo ideje je, da:

Program za izračun vnesemo v pomnilnik računalnika in ga shranimo skupaj z originalnimi številkami;

Ukazi, ki sestavljajo program, so predstavljeni v številčni kodi v obliki, ki se ne razlikuje od številk.

Programe za izračun Babbage stroja sestavil Byronova hči Ada Augusta Lovelace(1815-1852), so osupljivo podobni programom, ki so bili kasneje sestavljeni za prve računalnike. Čudovita ženska je bila imenovana za prvo programerko na svetu.

Kljub vsem prizadevanjem C. Babbagea in A. Lovelacea stroja ni bilo mogoče zgraditi ... Sodobniki, ki niso videli konkretnega rezultata, so bili razočarani nad znanstvenikovim delom. Bil je pred svojim časom.

Še en izjemen Anglež, ki je živel v istih letih, se je izkazal za nerazumljenega - George Boole(1815-1864). Algebra logike, ki jo je razvil (Boolova algebra), je našla uporabo šele v naslednjem stoletju, ko je bil potreben matematični aparat za načrtovanje računalniških vezij z uporabo binarnega številskega sistema. Ameriški znanstvenik "povezal" matematično logiko z binarnim številskim sistemom in električnimi vezji Claude Shannon v svoji znameniti disertaciji (1936).

63 let po smrti Charlesa Babbagea se je našel »nekdo«, ki je prevzel nalogo ustvariti stroj, ki je načeloma podoben tistemu, ki mu je Charles Babbage posvetil svoje življenje. Izkazalo se je, da gre za nemškega študenta Konrad Zuse(1910-1985). Z ustvarjanjem stroja se je začel ukvarjati leta 1934, leto pred prejemom inženirske diplome. Conrad ni vedel ničesar o Babbageovem stroju, niti o Leibnizovih delih, niti o Boolovi algebri, izkazalo pa se je, da je vreden dedič W. Leibniza in J. Boola, saj je oživil že pozabljeni binarni računski sistem. in uporabil nekaj podobnega Boolovi algebri. IN 1937 Z1 (kar pomeni "Zuse 1") je bil pripravljen in je deloval! Bil je, tako kot Babbageov stroj, čisto mehanski.

K. Zuse je postavil več mejnikov v zgodovini razvoja računalnikov: prvi na svetu je uporabil binarni številski sistem pri izdelavi računalnika (1937), ustvaril prvi programsko voden relejni računalnik na svetu (1941) in digitalno specializirano krmilni računalnik ( 1943).

Ti resnično sijajni dosežki pa niso imeli bistvenega vpliva na razvoj računalniške tehnologije v svetu ... O njih zaradi tajnosti dela ni bilo nobenih publikacij ali oglaševanja, zato so postali znani le redki. leta po koncu vojne druge svetovne vojne.

Dogodki v ZDA so se razvijali drugače. IN 1944 Znanstvenik univerze Harvard Howard Aiken(1900-1973) ustvari prvi v ZDA (takrat je veljal za prvega na svetu!) Relejno-mehanski digitalni računalnik MARK-1. Stroj je uporabljal decimalni številski sistem. Izjemna kakovost avtomobila je bila njegova zanesljivost. Nameščena na univerzi Harvard, je tam delala 16 let!

Po MARK-1 znanstvenik ustvari še tri stroje (MARK-2, MARK-3 in MARK-4) - prav tako z uporabo relejev namesto vakuumskih cevi, kar pojasnjuje z nezanesljivostjo slednjih.

Za razliko od Zusejevega dela, ki je potekalo v tajnosti, je bil razvoj MARK1 izveden javno in o ustvarjanju stroja, ki je bil takrat nenavaden, so se hitro naučili v mnogih državah. Ni šala, v enem dnevu je stroj opravil izračune, ki so prej trajali šest mesecev! Hčerka K. Zuseja, ki je delala v vojaški obveščevalni službi in je bila takrat na Norveškem, je svojemu očetu poslala časopisni izrezek, ki je poročal o veličastnem dosežku ameriškega znanstvenika.

K. Zuse bi lahko zmagal. V marsičem je bil pred svojim nastajajočim nasprotnikom. Kasneje mu bo poslal pismo in mu povedal o tem.

Najprej 1946 prvi cevni računalnik "ENIAC", ustvarjen pod vodstvom fizika, je začel obravnavati resnične probleme Jon Mauchly(1907-1986) na Univerzi v Pensilvaniji. Po velikosti je bil bolj impresiven kot MARK-1: dolg je bil 26 m, visok 6 m, tehtal je 35 ton. A osupljiva ni bila velikost, ampak zmogljivost - bila je 1000-krat večja od zmogljivosti MARK-1! To je bil rezultat uporabe vakuumskih cevi!

Leta 1945, ko je bilo delo na ustvarjanju ENIAC-a zaključeno in so njegovi ustvarjalci že razvijali nov elektronski digitalni računalnik EDVAK, v katerega so nameravali namestiti programe v RAM, da bi odpravili glavno pomanjkljivost ENIAC-a - težavo vstopa v računske programe je bil k njim poslan kot svetovalec izjemen matematik, udeleženec projekta atomske bombe na Manhattnu. John von Neumann(1903-1957). IN 1946 Neyman, Goldstein in Burks (vsi trije so delali na Princeton Institute for Advanced Study) so sestavili poročilo, ki je vsebovalo obsežen in podroben opis principov konstruiranja digitalnih elektronskih računalnikov, ki se jih drži še danes.

V 21. stoletju je človeštvo v vrtincu ogromnega števila številk: položnic, plač, davkov, dividend, posojil itd. Prav tako je neizogibno, da bi se svet premikal veliko počasneje brez tako na videz preproste računalniške naprave, kot je kalkulator. Konec koncev, koliko potrebnih operacij izvajamo s pomočjo tega predmeta, ki je bil izumljen nekaj stoletij prej.

Prototip Leonardovega kalkulatorja

Pozimi leta 1967 so ameriški znanstveniki, ki so delali na enem od projektov, ki temeljijo na Nacionalni knjižnici Španije, naredili neverjetno odkritje. Raziskovalci so odkrili dve izgubljeni da Vincijevi deli, ki sta zdaj sestavni del madridskega kodeksa. Ta artefakt vsebuje risbe mehanizma za štetje, ki ga je naredil Leonardo leta 1492.

Prototip kalkulatorja je temeljil na podlagi s parom nazobčanih koles: veliko kolo na eni strani, majhno na drugi strani. Na podlagi risb, ki jih je pustil da Vinci, je mogoče razbrati, da so bile baze razporejene tako, da je bilo veliko kolo enega dela povezano z majhnim kolesom drugega dela, same palice pa so bile obrnjene ena za drugo. čas. Mehanizem je poganjala verižna reakcija: prva palica, ki je naredila deset vrtljajev, je prisilila en obrat druge palice oziroma deset obratov tretje - na en obrat četrte. Skupno je imel avto 13 delov, ki so se premikali zaradi posebnih uteži.

Menijo, da Leonardo da Vinci v svojem življenju ni uspel uresničiti tega projekta.

Roberto Guatelli in Leonardo da Vinci

Roberto Guatelli je bil znan poznavalec biografije, dela in izumov Leonarda da Vincija. Od leta 1951 skupaj z organizacijo IBM reproducira Leonardova velika dela, preučuje risbe in skice, ki jih je zapustil. Med raziskovanjem računalniškega dela v Codexu Madrid je Guatelli odkril, da obstajajo podobnosti s skicami v Codexu Atlantica, še enem obsežnem delu izumitelja.

Na podlagi dveh slik je v poznih 60. letih Roberto Guatelli poustvaril vzorec računalnika. Naprava je delovala po principu deset proti ena na vsakem od 13 delov. Ko je prvi ročaj naredil polni vrtljaj, se je kolesce enot začelo premikati in pojavilo se je število od 0 do 9. Po končanem desetem vrtenju prvega vzvoda je mehanizem enot ponovil isto dejanje in se vrnil na ničelno oznako. ki ga je decimalni mehanizem premaknil po enotah. V skladu s tem je bilo vsako naslednje kolo odgovorno za označevanje stotin, tisočic itd.

Guatelli je naredil nekaj popravkov Leonardove risbe, s pomočjo katerih se je gledalcu razkrila popolnejša in podrobnejša slika dogajanja.

Toda po enem letu obstoja reprodukcije računalnika so se pojavile razprave o natančni reprodukciji mehanizma. Zato je bila izvedena skupina akademskih študij, da bi ugotovili izvirnost tega izuma. Obstajala je hipoteza, da Leonardove risbe prikazujejo napravo, ki sodeluje pri izvajanju razmerij, in ne računalnika. Obstajalo je tudi mnenje, da je v napravi vrtenje prve baze povzročilo deset vrtljajev druge, sto vrtljajev tretje in 10 do 13. stopnje vrtenja zadnje. Nasprotniki so menili, da ta mehanizem ne more delovati zaradi prevelikega trenja.

IBM se je kljub nesoglasjem med raziskovalci odločil predmet razprave odstraniti iz zbirke.

Prvi prototip kalkulatorja torej ni mogel prevzeti materialne lupine več stoletij kasneje, ampak je postal tudi predmet polemik v znanstveni skupnosti.

Naprava Leonarda da Vincija

Nekakšno modifikacijo abakusa je predlagal Leonardo da Vinci (1452-1519) ob koncu 15. - začetku 16. stoletja. Ustvaril je skico 13-bitne seštevalne naprave z obroči z desetimi zobmi. Risbe te naprave so bile najdene med Leonardovo dvodelno zbirko o mehaniki, znani kot Codex Madrid. Ta naprava je nekaj podobnega števcu, ki temelji na palicah, na eni strani je manjša, na drugi pa večja, vse palice (skupaj 13) je bilo treba razporediti tako, da je manjša na eni. palica se dotika večje na drugi. Deset vrtljajev prvega kolesa bi moralo privesti do enega polnega vrtljaja drugega, 10 vrtljajev drugega do enega polnega vrtljaja tretjega itd.

LEONARDO DA VINCI (15. april 1452, Vinci pri Firencah - 2. maj 1519, grad Cloux, blizu mesta Amboise, Touraine, Francija), italijanski slikar, kipar, arhitekt, znanstvenik, inženir.

Z združevanjem razvoja novih sredstev umetniškega jezika s teoretičnimi posplošitvami je Leonardo da Vinci ustvaril podobo osebe, ki ustreza humanističnim idealom visoke renesanse. Na sliki "Zadnja večerja" (1495-1497, v refektoriju samostana Santa Maria delle Grazie v Milanu) je visoka etična vsebina izražena v strogih vzorcih kompozicije, jasnem sistemu gest in obraznih izrazov znakov. Humanistični ideal ženske lepote je utelešen v portretu Mona Lise (La Gioconda, okoli 1503). Številna odkritja, projekti, eksperimentalne študije na področju matematike, naravoslovja in mehanike. Zagovarjal je odločilni pomen izkušenj pri poznavanju narave (zvezki in rokopisi, okoli 7 tisoč listov).

Leonardo se je rodil v družini bogatega notarja. Razvil se je kot mojster in študiral pri Andrei del Verrocchio v letih 1467-1472. Metode dela v takratni firenški delavnici, kjer je bilo umetnikovo delo tesno povezano s tehničnimi poskusi, pa tudi poznanstvo z astronomom P. Toscanellijem so prispevali k nastanku znanstvenih interesov mladega Leonarda. V zgodnjih delih (glava angela v Verrocchiovem "Krstu", po 1470, "Oznanjenje", okoli 1474, oboje v Uffiziju, "Benois Madonna", okoli 1478, Ermitaž) bogati tradicijo slikarstva Quattrocento, s poudarkom na gladkem tridimenzionalnost oblik z mehkim chiaroscurom, poživi obraze s tankim, komaj zaznavnim nasmehom.

V "Čaščenju magov" (1481-82, nedokončano; podslikava - v Uffiziju) spreminja religiozno podobo v zrcalo različnih človeških čustev in razvija inovativne metode risanja. Z beleženjem rezultatov neštetih opazovanj v skicah, skicah in študijah v polnem obsegu (italijanski svinčnik, srebrni svinčnik, sanguine, pero in druge tehnike) Leonardo doseže redko ostrino pri podajanju obraznih izrazov (včasih se zateče k groteski in karikaturi) in strukturi in gibe človeškega telesa vodi v popolnem sozvočju z dramaturgijo kompozicije.

V službi milanskega vladarja Lodovica Moroja (od 1481) deluje Leonardo kot vojaški inženir, hidrotehnik in organizator dvornih praznovanj. Več kot 10 let dela na spomeniku Francescu Sforzi, očetu Lodovica Mora; Glinena maketa spomenika v naravni velikosti, polna plastične moči, ni ohranjena (uničena je bila med zavzetjem Milana s strani Francozov leta 1500) in je znana le po pripravljalnih skicah.

To obdobje je zaznamovalo ustvarjalni razcvet slikarja Leonarda. V "Madonna of the Rocks" (1483-94, Louvre; druga različica - 1487-1511, Narodna galerija, London) se mojstrov najljubši subtilni chiaroscuro ("sfumato") pojavi kot nov halo, ki nadomešča srednjeveške haloe: to je enako božansko-človeška in naravna skrivnost, kjer skalnata jama, ki odseva Leonardova geološka opazovanja, nima nič manj dramatične vloge kot liki svetnikov v ospredju.

"Zadnja večerja"

V refektoriju samostana Santa Maria delle Grazie Leonardo ustvari sliko »Zadnja večerja« (1495-97; zaradi tveganega poskusa, ki se ga je mojster lotil, ko je za fresko uporabil olje, pomešano s tempero, je delo prišlo do nas v zelo poškodovani obliki). Visoka religiozna in etična vsebina podobe, ki predstavlja burno, protislovno reakcijo Kristusovih učencev na njegove besede o bližajoči se izdaji, je izražena v jasnih matematičnih zakonitostih kompozicije, ki močno podrejajo ne le naslikano, ampak tudi resnično arhitekturno. prostora. Jasna odrska logika obrazne mimike in kretnje, pa tudi vznemirljivo paradoksalna, kot vedno pri Leonardu, kombinacija stroge racionalnosti z nerazložljivo skrivnostjo je naredila Zadnjo večerjo eno najpomembnejših del v zgodovini svetovne umetnosti.

Leonardo, ki se je ukvarjal tudi z arhitekturo, je razvil različne različice »idealnega mesta« in templja z osrednjo kupolo. Naslednja leta mojster preživi na nenehnem potovanju (Firence - 1500-02, 1503-06, 1507; Mantova in Benetke - 1500; Milano - 1506, 1507-13; Rim - 1513-16). Od leta 1517 je živel v Franciji, kamor ga je povabil kralj Franc I.

"Bitka pri Angyariju". Mona Lisa (Portret Mona Lise)

V Firencah Leonardo dela na sliki v Palazzo Vecchio ("Bitka pri Anghiariju", 1503-1506; ni dokončana in ni ohranjena, znana po kopijah iz kartona, pa tudi po nedavno odkriti skici - zasebna zbirka, Japonska) , ki stoji ob izvoru bojnega žanra v umetnosti sodobnega časa; smrtonosni bes vojne je tu utelešen v blaznem boju jezdecev.

Na Leonardovi najbolj znani sliki, portretu Mone Lise (tako imenovana "La Gioconda", okoli 1503, Louvre), se podoba bogate mestne ženske pojavi kot skrivnostna poosebitev narave kot take, ne da bi izgubila svojo čisto žensko pretkanost. ; Notranji pomen kompoziciji daje kozmično veličastna in hkrati zaskrbljujoče odtujena pokrajina, ki se stopi v hladno meglico.

Pozne slike

Leonardova kasnejša dela vključujejo: načrte za spomenik maršalu Trivulziu (1508-1512), sliko "Sv. Ana z Marijo in otrokom Kristusom" (okoli 1500-1507, Louvre). Slednji tako rekoč povzema njegova iskanja na področju svetlobno-zračne perspektive, tonskega kolorita (s prevlado hladnih, zelenkastih odtenkov) in harmonične piramidalne kompozicije; hkrati pa je to harmonija nad breznom, saj je na robu brezna predstavljena skupina svetih likov, ki jih povezuje družinska bližina. Zadnja Leonardova slika »Sveti Janez Krstnik« (okoli 1515-1517, ibid.) je polna erotične dvoumnosti: mladi Predhodnik tukaj ni videti kot sveti asket, temveč kot skušnjavec, poln čutnega šarma. V nizu risb, ki prikazujejo univerzalno katastrofo (cikel s »potopom«, italijanski svinčnik, pero, okoli 1514-1516, Kraljeva knjižnica, Windsor), so misli o krhkosti in nepomembnosti človeka pred močjo elementov združene z racionalističnih, ki predvidevajo »vrtinčno« kozmologijo idej R. Descartesa o cikličnosti naravnih procesov.

"Traktat o slikarstvu"

Najpomembnejši vir za preučevanje pogledov Leonarda da Vincija so njegovi zvezki in rokopisi (približno 7 tisoč listov), ​​napisani v pogovorni italijanščini. Mojster sam ni zapustil sistematične predstavitve svojih misli. "Razprava o slikarstvu", ki jo je po Leonardovi smrti pripravil njegov učenec F. Melzi in je imela velik vpliv na teorijo umetnosti, je sestavljena iz odlomkov, večinoma poljubno izvlečenih iz konteksta njegovih zapiskov. Za samega Leonarda sta bili umetnost in znanost neločljivo povezani. Mojster, ki je v »sporu umetnosti« dal prednost slikarstvu kot po njegovem mnenju najbolj intelektualni obliki ustvarjalnosti, ga je razumel kot univerzalni jezik (podobno kot matematika na področju znanosti), ki uteleša vso raznolikost vesolja skozi proporce, perspektivo in chiaroscuro. »Slikarstvo,« je zapisal Leonardo, »je znanost in zakonita hči narave ..., božji sorodnik.« Popolni umetnik-naravoslovec s preučevanjem narave tako spozna »božji um«, ki se skriva pod zunanjim videzom narave. Z vključitvijo v ustvarjalno tekmovanje s tem božansko inteligentnim načelom umetnik s tem potrjuje svojo podobnost z Najvišjim Stvarnikom. Ker ima »najprej v duši in nato v rokah« »vse, kar obstaja v vesolju«, je tudi »neke vrste bog«.

Leonardo je znanstvenik. Tehnični projekti

Leonardo da Vinci je kot znanstvenik in inženir s pronicljivimi opažanji in ugibanji obogatil domala vsa področja znanja tistega časa, svoje zapiske in risbe pa je imel za skice za velikansko naravoslovnofilozofsko enciklopedijo. Bil je izrazit predstavnik novega, eksperimentalno zasnovanega naravoslovja. Leonardo je posvečal posebno pozornost mehaniki, jo imenoval »raj matematičnih znanosti« in v njej videl ključ do skrivnosti vesolja; poskušal je določiti koeficiente drsnega trenja, proučeval upornost materialov in se navduševal nad hidravliko. Številni hidrotehnični poskusi so se izrazili v inovativnih zasnovah kanalov in namakalnih sistemov. Leonardova strast do modeliranja ga je pripeljala do osupljivih tehničnih predvidevanj, ki so bila daleč pred njegovo dobo: kot so skice načrtov za metalurške peči in valjarne, tkalske stroje, tiskarske, lesnoobdelovalne in druge stroje, podmornico in tank, pa tudi načrte za leteče stroje, razvite po temeljiti študiji letenja ptic in padal

Opazovanja, ki jih je zbral Leonardo o vplivu prozornih in prosojnih teles na barvo predmetov, ki se odražajo v njegovem slikarstvu, so pripeljala do vzpostavitve načel zračne perspektive v umetnosti. Univerzalnost optičnih zakonov je bila zanj povezana z idejo o homogenosti vesolja. Bil je blizu ustvarjanju heliocentričnega sistema, saj je Zemljo smatral za »točko v vesolju«. Študiral je strukturo človeškega očesa in ugibal o naravi binokularnega vida.

Anatomija, botanika, paleontologija

V anatomskih študijah, povzemanju rezultatov obdukcije trupel, v podrobnih risbah je postavil temelje sodobne znanstvene ilustracije. Pri preučevanju delovanja organov je telo obravnaval kot primer »naravne mehanike«. Prvi je opisal vrsto kosti in živčevja, posebno pozornost je posvetil problemom embriologije in primerjalne anatomije ter poskušal uvesti eksperimentalno metodo v biologijo. Ko je botaniko uveljavil kot samostojno vedo, je podal klasične opise razporeditve listov, helio- in geotropizma, koreninskega pritiska in gibanja rastlinskih sokov. Bil je eden od utemeljiteljev paleontologije, saj je verjel, da fosili, najdeni na vrhovih gora, zavračajo idejo o "globalnem potopu".

Leonardo da Vinci, ki je razkril ideal renesančnega »univerzalnega človeka«, je bil v kasnejši tradiciji interpretiran kot oseba, ki je najbolj jasno začrtala obseg ustvarjalnih iskanj tega obdobja. V ruski literaturi je portret Leonarda nastal v romanu "Vstali bogovi" (1899-1900).

Potreba po avtomatskem izračunu se je pojavila v srednjem veku zaradi močnega povečanja trgovinskih operacij in oceanskega ladijskega prometa v tem obdobju. Trgovina je zahtevala velike finančne transakcije, ladijski promet pa zanesljive navigacijske tabele.

Znanstveniki tistega časa so opazovali Luno in sestavili ogromne tabele, kjer so beležili spremembe njenih položajev, s katerimi so preverjali pravilnost predlaganih formul za gibanje Zemljinega naravnega satelita. Takšno preverjanje je temeljilo na ogromnem številu aritmetičnih izračunov, ki so od izvajalca zahtevali potrpljenje in natančnost. Da bi takšno delo olajšali in pospešili, so začeli razvijati računalniške naprave. Tako so se pojavili različni mehanizmi - prvi seštevalniki in seštevalniki.

Mehanska računalniška naprava je naprava, zgrajena na mehanskih elementih, ki omogoča samodejni prenos od najnižjega do najvišjega.

Mehanske digitalne računalniške naprave so tehnični objekti bistveno višje stopnje kompleksnosti v primerjavi s prejšnjimi predmehanskimi sredstvi. Predpogoji za njihov nastanek so znanstveni in tehnološki napredek ter družbene potrebe, glavni tehnični predpogoj za njihov nastanek pa je bil razvoj mehanike tako na stopnji pred nastankom finomehanike kot na stopnji njenega oblikovanja in razvoja.

Menijo, da se mehanska stopnja nadaljuje od izuma Pascalovega seštevalnika (1642) do izdelave Hollerithovega elektromehanskega tabulatorja (1887). Klasičen instrument mehanskega tipa je seštevalec, ki ga je izumil Leibniz, katerega ročni pogon je kasneje zamenjal električni.

B je vmesni položaj med mehanskimi in predmehanskimi napravami, ki uporabljajo mehansko strukturo (na primer zobnike), vendar ne zagotavljajo prenosa desetin. Te naprave se imenujejo kvazimehanske, vključujejo stroje Leonarda da Vincija in Wilhelma Schickarda.

Stroj Leonarda da Vincija

Že v našem času so odkrili risbe in opis 13-bitne seštevalne naprave, ki je pripadala italijanskemu znanstveniku Leonardu da Vinciju (1452-1519).

Osnovo stroja, kot je opisano, sestavljajo palice, na katere so pritrjeni zobniki (slika 3). Deset vrtljajev prvega kolesa naj bi po avtorjevem načrtu vodilo do enega polnega obrata drugega, deset vrtljajev drugega pa do enega obrata tretjega itd.

Leta 1969 je ameriško podjetje za proizvodnjo računalnikov IBM po risbah Leonarda da Vincija izdelalo delujoč stroj za reklamne namene. Strokovnjaki so stroj reproducirali v kovini in bili prepričani o popolni veljavnosti znanstvenikove zamisli.

Seštevalec Leonarda da Vincija se lahko šteje za temeljni mejnik v zgodovini digitalnega računalništva. To je bil prvi digitalni seštevalnik, prototip bodočega elektronskega seštevalnika - najpomembnejšega elementa sodobnih računalnikov, še mehanskega, zelo primitivnega (ročno vodenega).