Ciencias Naturales
Luz
Leonardo escribió:.
Para un artista que trabajase en el siglo , era esencial el estudio de la naturaleza de la luz. El modelado o la apariencia tridimensional de un medio bidimensional se conseguía mediante la pintura eficaz de la luz que incide sobre una superficie. Artistas como el maestro de Leonardo, Verrocchio, comprendieron también que se podía conseguir una apariencia de espacio y distancia en un paisaje de fondo pintando con tonos menos contrastados y colores menos brillantes que en el primer plano del cuadro. Los efectos de la luz sobre los sólidos se conseguían por ensayo y error, ya que pocos artistas, salvo Piero della Francesca, tenían conocimientos científicos precisos sobre el tema.
En la época en que Leonardo comenzó a pintar, no era habitual que las figuras se pintaran con un contraste extremo de luces y sombras. Los rostros, en particular, se ensombrecían de forma anodina y manteniendo todos los rasgos y contornos claramente visibles. Leonardo rompió con esto. En el cuadro titulado generalmente La dama del armiño (hacia 1483), coloca la figura en diagonal con respecto al espacio del cuadro y gira la cabeza para que su rostro quede casi paralelo al hombro más cercano. La parte posterior de la cabeza y el hombro más lejano están profundamente ensombrecidos. Alrededor del macizo ovoide de la cabeza y a través del pecho y la mano, la luz se difunde de tal manera que se puede calcular la distancia y la posición de la luz en relación con la figura.
El tratamiento de la luz de Leonardo en pinturas como La Virgen de las Rocas y la Mona Lisa cambiaría para siempre la forma en que los artistas percibían la luz y la usaban en sus pinturas. De todos los legados científicos de Leonardo, este es probablemente el que tuvo el efecto más inmediato y notable.
Anatomía humana
Leonardo escribió:.
Leonardo comenzó el estudio formal de la anatomía topográfica del cuerpo humano cuando fue aprendiz de Andrea del Verrocchio. Como estudiante le enseñaron a dibujar el cuerpo humano del natural, a memorizar los músculos, los tendones y la estructura subcutánea visible y a familiarizarse con la mecánica de las distintas partes de la estructura ósea y muscular. Era una práctica habitual en los talleres tener moldes de yeso de partes de la anatomía humana a disposición de los alumnos para que los estudiaran y dibujaran.
Si, como se cree, Leonardo pintó el torso y los brazos de Cristo en El bautismo de Cristo, "Bautismo de Cristo (Verrocchio)") en la que colaboró de forma célebre con su maestro Verrocchio, su comprensión de la anatomía topográfica había superado la de su maestro a una edad temprana como puede verse al comparar los brazos de Cristo con los de Juan Bautista en el mismo cuadro.
En la década de 1490 escribió sobre la demostración de los músculos y tendones a los estudiantes.
Sus continuas investigaciones en este campo ocuparon muchas páginas de notas, cada una de las cuales trata sistemáticamente de un aspecto particular de la anatomía. Parece que las notas estaban destinadas a la publicación, tarea encomendada a su muerte a su alumno Melzi .
Junto con los estudios de aspectos del cuerpo, hay dibujos de rostros que muestran diferentes emociones y muchos dibujos de personas que sufren deformidad facial, ya sea congénita o por enfermedad. Algunos de estos dibujos, generalmente denominados "caricaturas", al analizar las proporciones del esqueleto, parecen estar basados en estudios anatómicos.
Cuando Leonardo alcanzó el éxito como artista, se le concedió permiso para diseccionar cadáveres humanos en el Hospital de Santa Maria Nuova de Florencia. Más tarde diseccionó en Milán, en el hospital Maggiore, y en Roma, en el Ospedale di Santo Spirito (el primer hospital de Italia continental). De 1510 a 1511 colaboró en sus estudios con el médico Marcantonio della Torre.
En 30 años, Leonardo diseccionó 30 cadáveres masculinos y femeninos de diferentes edades. Junto a Marcantonio preparó la publicación de un trabajo teórico sobre anatomía y realizó más de 200 dibujos. Sin embargo, su libro no se publicó hasta 1680 (161 años después de su muerte) bajo el título Tratado de pintura.
Entre las imágenes detalladas que dibujó Leonardo se encuentran muchos estudios del esqueleto humano . Fue el primero en describir la forma de doble S de la columna vertebral. También estudió la inclinación de la pelvis y el sacro "Sacro (hueso)") y destacó que el sacro no era uniforme, sino que estaba compuesto por cinco vértebras fusionadas. También estudió la anatomía del pie humano y su conexión con la pierna y, a partir de estos estudios, pudo ampliar sus estudios de biomecánica.
Leonardo era fisiólogo además de anatomista, estudiaba la función del cuerpo humano y examinaba y registraba su estructura. Diseccionó y dibujó el cráneo humano y secciones transversales, sagitales y frontales del cerebro. Estos dibujos pueden estar relacionados con la búsqueda del sensus communis, el lugar de los sentidos humanos, que, según la tradición medieval, estaba situado en el centro físico exacto del cráneo.
Leonardo estudió los órganos internos, siendo el primero en dibujar el apéndice humano y los pulmones, el mesenterio, el tracto urinario, los órganos reproductivos, los músculos del cuello uterino y una sección transversal detallada del coito. Fue uno de los primeros en dibujar una representación científica del feto en el intrautero.
Leonardo estudió el sistema vascular y dibujó con detalle un corazón disecado. Calculó correctamente cómo las válvulas del corazón reducen el flujo de sangre, pero no comprendió del todo la circulación, ya que creía que la sangre se bombeaba a los músculos, donde se consumía. En 2005, un cirujano cardíaco británico, Francis Wells, del Hospital Papworth de Cambridge, fue pionero en la reparación de corazones dañados, utilizando la representación de Leonardo de la fase de apertura de la válvula mitral para operar sin cambiar su diámetro, lo que permitía al individuo recuperarse más rápidamente. Wells dijo que "Leonardo tenía una profunda apreciación de la anatomía y la fisiología del cuerpo -su estructura y su función- que quizás ha sido pasada por alto por algunos".[6].
La agudeza de observación de Leonardo, su destreza en el dibujo y la claridad de la representación de las estructuras óseas le revelan en su mejor momento como anatomista. Sin embargo, su representación de los tejidos blandos internos del cuerpo es incorrecta en muchos aspectos, lo que demuestra que mantenía conceptos de anatomía y funcionamiento que, en algunos casos, tenían milenios de antigüedad, y que sus investigaciones probablemente se vieron obstaculizadas por la falta de técnicas de conservación disponibles en la época. El detallado dibujo de Leonardo de los órganos internos de una mujer (véase a la izquierda) revela muchos conceptos tradicionales erróneos.[7][8].
El estudio de la anatomía humana por parte de Leonardo condujo también al diseño de un autómata que ha llegado a llamarse el robot de Leonardo, fue realizado probablemente hacia el año 1495 pero no fue redescubierto hasta la década de 1950.
Anatomía comparada
Leonardo no solo estudió la anatomía humana, sino también la anatomía de muchos otros animales. Diseccionó vacas, pájaros, monos y ranas, comparando en sus dibujos su estructura anatómica con la de los humanos. En una de las páginas de su diario, Leonardo dibujó cinco estudios de perfil de un caballo con los dientes desnudos de rabia y, a modo de comparación, un león que gruñe y un hombre que gruñe.
A principios de la década de 1490, Leonardo recibió el encargo de crear un monumento en honor a Francesco Sforza . En sus cuadernos se encuentran una serie de planos para un monumento ecuestre. También hay una gran cantidad de estudios anatómicos relacionados con los caballos. Incluyen varios diagramas de un caballo de pie con los ángulos y proporciones anotados, estudios anatómicos de cabezas de caballos, una docena de dibujos detallados de cascos y numerosos estudios y bocetos de caballos encabritados.
Estudió con detalle la anatomía topográfica del oso, realizando numerosos dibujos de sus patas. También hay un dibujo de los músculos y tendones de las patas traseras del oso. Otros dibujos de especial interés son el útero de una vaca preñada, los cuartos traseros de una mula decrépita y estudios de la musculatura de un perrito.
Botánica
La ciencia de la botánica ya estaba establecida en la época de Leonardo, ya que se escribió un tratado sobre el tema en el año 300 a. C.[9] El estudio de las plantas por parte de Leonardo, que dio lugar a numerosos y hermosos dibujos en sus cuadernos, no consistía en registrar en forma de diagrama las partes de la planta, sino más bien, como artista y observador, en registrar el aspecto preciso de las plantas, la forma de crecimiento y la manera en que las plantas y las flores de una misma variedad se diferenciaban entre sí.
Uno de esos estudios muestra una página con varias especies de flores de las cuales diez dibujos son de violetas silvestres. Junto con un dibujo de la planta en crecimiento y un detalle de una hoja, Leonardo ha dibujado repetidamente flores individuales desde distintos ángulos, con sus cabezas colocadas de forma diferente en el tallo.
Además de las flores, los cuadernos contienen muchos dibujos de plantas de cultivo, como varios tipos de cereales y una variedad de bayas, incluido un estudio detallado de la zarza. También hay plantas acuáticas como el lirio y la juncia. En sus cuadernos, el artista también observa cómo la luz se refleja en el follaje a diferentes distancias y bajo distintas condiciones atmosféricas.
Varios de los dibujos tienen su equivalente en los cuadros de Leonardo. Un elegante estudio de un tallo de lirios puede haber sido para uno de los primeros cuadros de la Anunciación de Leonardo, llevado en la mano del Arcángel Gabriel. En ambos cuadros de la Anunciación, el césped está salpicado de plantas en flor.
Las plantas que aparecen en ambas versiones de La Virgen de las Rocas reflejan los resultados de los estudios de Leonardo en un realismo minucioso que hace que cada planta sea fácilmente identificable para el botánico.
En el Tratado de la pintura, Leonardo propuso la siguiente regla de ramificación:.
Geología
De adulto, Leonardo solo tenía dos recuerdos de la infancia, uno de los cuales fue el hallazgo de una cueva en los Apeninos. Aunque temiendo ser atacado por una fiera, se aventuró a entrar impulsado "por el ardiente deseo de ver si dentro había algo maravilloso".
El dibujo fechado más antiguo de Leonardo es un estudio del valle del Arno, que enfatiza fuertemente sus características geológicas. Sus cuadernos contienen paisajes con una gran cantidad de observaciones geológicas de las regiones de Florencia y Milán, que a menudo incluyen efectos atmosféricos como una fuerte tormenta que cae sobre una ciudad al pie de una cadena montañosa.
Durante muchos años se observó que los estratos de las montañas contenían a menudo bandas de conchas marinas. La ciencia conservadora decía que éstas podían explicarse por el Gran Diluvio descrito en la Biblia. Las observaciones de Leonardo le convencieron de que esto no podía ser así.
Esta cita deja en claro la amplitud de la comprensión de la geología de Leonardo, incluida la acción del agua en la creación de rocas sedimentarias, la acción tectónica de la Tierra en la elevación del lecho marino y la acción de la erosión en la creación de accidentes geográficos .
En los primeros cuadros de Leonardo vemos la notable atención prestada a los pequeños paisajes de fondo, con lagos y agua, envueltos en una luz brumosa. En la pintura más grande de la Anunciación "Anunciación (Leonardo, Uffizi)") hay un pueblo al borde de un lago. Aunque distantes, las montañas se pueden ver marcadas por estratos verticales. Esta característica se puede observar en otras pinturas de Leonardo y se parece mucho a las montañas alrededor del Lago di Garda y el Lago d'Iseo en el norte de Italia. Es una característica particular de las dos pinturas de La Virgen de las Rocas, que también incluyen cavernas de piedra caliza fracturada, caída y erosionada por el agua.[10].
Cartografía
A principios del siglo , los mapas eran raros y, a menudo, inexactos. Leonardo produjo varios mapas extremadamente precisos, como el plano de la ciudad de Imola creado en 1502 para conseguir el patrocinio de César Borgia. Borgia quedó tan impresionado que le contrató como ingeniero militar y arquitecto. Leonardo también elaboró un mapa del valle de Chiana en la Toscana, que recorrió, sin el beneficio de equipos modernos, midiendo las distancias. En 1515, Leonardo elaboró un mapa de la costa sur romana que está vinculado a su trabajo para el Vaticano y se relaciona con sus planes para drenar las marismas.
Investigaciones recientes de Donato Pezzutto sugieren que los paisajes de fondo en las pinturas de Leonardo representan lugares específicos como vistas aéreas con mayor profundidad, empleando una técnica llamada perspectiva cartográfica. Pezzutto identifica la ubicación de la Mona Lisa en el Val di Chiana, la Anunciación en el Valle del Arno, la Virgen de la Rueca en el Valle del Adda y La Virgen y el Niño con Santa Ana en el Valle de Sessia.[11].
Hidrodinámica
Leonardo escribió:.
Entre los dibujos de Leonardo hay muchos que son estudios del movimiento del agua, en particular las formas que toma el agua que fluye rápidamente al golpear diferentes superficies.
Muchos de estos dibujos representan la naturaleza en espiral del agua. La forma espiral había sido estudiada en el arte de la época clásica y se había aplicado una proporción matemática estricta a su uso en el arte y la arquitectura. A principios del Renacimiento se recuperó la conciencia de estas reglas de proporción. En los dibujos de Leonardo puede verse la investigación de la espiral tal y como se produce en el agua.
Hay varios dibujos elaborados de agua enroscándose sobre un objeto colocado en diagonal a su curso. Hay varios dibujos de agua que cae desde una altura y se encrespa hacia arriba en forma de espiral. Uno de esos dibujos, además de ondas onduladas, muestra salpicaduras y detalles de rocío y burbujas.
El interés de Leonardo se manifestó en el dibujo de arroyos y ríos, la acción del agua en la erosión de las rocas y la acción catastrófica del agua en inundaciones y maremotos. Los conocimientos adquiridos en sus estudios se emplearon en la elaboración de diversos proyectos, especialmente en relación con el río Arno. Ninguna de las grandes obras se llevó a cabo.
Astronomía
Leonardo vivió en una época en la que las teorías geocéntricas eran las explicaciones más utilizadas para explicar la relación entre el movimiento de la Tierra y el Sol. Escribió que "El Sol tiene sustancia, forma, movimiento, resplandor, calor y poder generador; y todas estas cualidades emanan de sí mismo sin su disminución".[12] Además, escribió,.
En uno de sus cuadernos, hay una nota al margen que dice: "El Sol no se mueve", lo que puede indicar el apoyo de Leonardo al heliocentrismo.[14].
Alquimia
A veces se afirma que Leonardo da Vinci era alquimista. Se formó en el taller de Verrocchio, quien, según Vasari, era un hábil alquimista. Leonardo era un químico en la medida en que experimentaba con diferentes medios para suspender el pigmento de la pintura. En la pintura de murales, sus experimentos dieron lugar a notorios fracasos: La última cena "La última cena (Leonardo da Vinci)") se deterioró en un siglo y La batalla de Anghiari "La batalla de Anghiari (Leonardo)") se desprendió de la pared. En las numerosas páginas de notas de Leonardo sobre los procesos artísticos, hay algunas que se refieren al uso de la plata y el oro en las obras de arte, información que habría aprendido como estudiante.[15].
El proceso científico de Leonardo se basaba principalmente en la observación. Sus experimentos prácticos también se basan en la observación más que en la creencia. Leonardo, que cuestionó el orden del sistema solar y el depósito de fósiles por el Gran Diluvio, tuvo poco tiempo para las búsquedas alquímicas para convertir el plomo en oro o crear una poción que diera vida eterna.
Leonardo dijo sobre los alquimistas:.