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Codex Leicester de Leonardo da Vinci: Une nouvelle édition (Volume 1) Domenico Laurenza & Martin Kemp Oxford University Press (2019)
Léonard de Vinci (1452-1519) était un homme avant son temps: nous connaissons le cliché. Cependant, sur des aspects cruciaux, il était vraiment un homme de son temps. Sa polyvalence a été annoncée par les grands artistes-ingénieurs de la Renaissance italienne. Notamment, Filippo Brunelleschi, inventeur et architecte de l'imposant dôme de la cathédrale de Florence, a formulé la science de la perspective linéaire pour les peintres au début du XVe siècle. Dans ses travaux sur les sciences physiques, Leonardo était l'héritier des théories médiévales de la statique et de la dynamique; Isaac Newton était encore loin. Les recherches anatomiques de Leonardo ont fusionné la physiologie médiévale avec les analyses fonctionnelles et morphologiques du médecin classique Galen.
Il vaut mieux dire que les innovations de Leonardo montrent qu’il en a réalisé plus que ce que ses prédécesseurs ou ses contemporains ont réussi à faire dans le contexte scientifique de son époque.
L’innovation la plus remarquable de Leonardo est sa perfection ou invention de presque toutes les techniques illustratives connues avant la radiographie. Dans ses cahiers, il décrivait des sujets en utilisant la perspective; a montré des formes solides modélisées systématiquement à la lumière et à l'ombre; les a sectionnés pour révéler leurs structures intérieures; utilisé la transparence pour montrer les caractéristiques sous-jacentes; dépeint des vues «éclatées» de parties du corps et de la machine pour en dévoiler les formes et les articulations; inventé des représentations schématiques pour décrire les fonctions des systèmes corporels et mécaniques; et a dessiné des expériences de pensée pour explorer le fonctionnement des choses. Il a largement déployé ces techniques dans ses projets scientifiques et techniques.
Mouvement fluide
Parmi le vaste éventail de phénomènes que Leonardo a explorés et décrits, il y avait le comportement des liquides. Maintenant en Codex Leicester de Leonardo da Vinci – une nouvelle édition en quatre volumes du cahier scientifique de 72 pages, composé après 1508 – l'historien des sciences Domenico Laurenza et moi-même montrons comment ses idées révolutionnaires sur la dynamique des fluides fonctionnaient dans le contexte spécifique de l'histoire ancienne du "corps du monde" .
Les pages extérieures du codex traitent en partie des théories de Leonardo sur le passage de la lumière du Soleil à la Terre et à la Lune, impliquant des réflexions de mers réelles ou supposées. Cependant, la majeure partie du cahier est consacrée à l’étude de l’eau en mouvement, dans les mers, les rivières et les canaux, sous forme de vene d’aqua (veines d’eau), à la surface de la Terre et sous terre. Le principe qui sous-tend la pensée de Léonard est celui du micro et du macrocosme: il voyait le corps humain comme un "monde inférieur" reflétant les formes et les fonctions du monde au sens large.
Alors que les autorités précédentes, telles que l'astronome et géographe romain Ptolémée du deuxième siècle, avaient vu la Terre en train de subir des changements relativement locaux, Leonardo la considérait comme ayant une longue histoire de grandes transformations. Dans ses théories géologiques, des parties de la croûte terrestre s’étaient effondrées, transformant violemment la relation entre la terre et l’eau. À mesure que les centres de gravité se déplaçaient, des parties de la croûte extrudées formaient des terres et des montagnes.
Comme le révèlent Laurenza et moi-même, l’un des aspects les plus originaux de son enquête est ce que l’on peut légitimement appeler des "expériences de laboratoire" utilisant des modèles physiques ingénieux. Les analyses étendues de Leonardo sur le comportement de l’eau associent théories mathématiques du mouvement et observation aiguë. Les expériences documentées dans le codex ont été conçues pour montrer comment les vagues sont générées par le vent et comment les courants et les tourbillons réalisent leurs arabesques complexes sous la surface. Il a esquissé un réservoir expérimental en deux petits dessins dans les marges du folio 9v (r indique le recto et le verso des pages, ou folios, des cahiers de Léonard). Le dessin supérieur est étiqueté Experientia («Expérience» ou «expérience»). Une note d’accompagnement rappelle à Leonardo «d’obtenir un bac en terre cuite, avec un fond large et plat, 2 braccia (116 centimètres) de long et un demi-braccio (29 cm) de large; faites-le ici, par le céramiste ». Les parois du réservoir, écrit-il, devraient être en verre; il infuserait l'eau avec des graines d'herbe panique (Panicum spp.) qu’il pourrait utiliser pour suivre les tourbillons en action.
Vannes et vortex
L’une des tâches qu’il s’était assigné consistait à observer ce qui se passait dans un objet mobile au fond de la citerne lorsqu'un courant d’air traversait une ouverture rectangulaire située à une extrémité, juste au-dessus de la surface de l’eau. Il décida que l'objet se déplacerait dans une direction opposée au vent.
Les installations expérimentales révèlent que les magnifiques études de Leonardo sur la turbulence, conservées à la Bibliothèque royale du château de Windsor, au Royaume-Uni, ne découlent pas de l'observation dans la nature, mais d'expériences sur les mouvements de vortex. Se concentrant à son tour sur divers aspects de l’action composée dans le mouvement de l’eau et de l’air immergé, il a réalisé une grande synthèse.
Il y a plus. Sur le folio 15, Leonardo note qu’à la jonction de deux rivières, «on peut démontrer ce qui se passe avec les lits… à l’aide d’une simple expérience utilisant du sable». Cette modélisation en laboratoire de l’interaction de l’eau et de son lit sableux est plus complexe dans le Codex Atlanticus, une série de cahiers conservés à la bibliothèque Ambrosia de Milan, en Italie. Ici, sur le folio 227v, il propose de réaliser un modèle expérimental proportionnellement mis à l’échelle (la sperienza nelle minute dimostrazione) des golfes et des mers de la Méditerranée, avec les principaux fleuves, pour tester sa reconstruction des processus géologiques anciens. Il a émis l'hypothèse que le détroit de Gibraltar s'élargirait avec le temps, permettant ainsi à la Méditerranée de devenir un puissant fleuve, une extension du Nil.
Les études de Leonardo sur le mouvement du sang dans le corps humain impliquaient une modélisation expérimentale similaire. Il s’intéressait particulièrement à la valve aortique passive à trois cuspides du cœur, qui, at-il réalisé, devait être actionnée par le mouvement du sang. Pour démontrer sa théorie selon laquelle les tourbillons se repliaient pour remplir les cuspides de l’étranglement en forme de flacon au niveau du cou de l’aorte, il proposa de fabriquer un moule en céramique de la forme du cou dans lequel il pourrait souffler un récipient en verre. Il pourrait ainsi être témoin (encore une fois, avec l'aimable autorisation de la graine d'herbe) du mouvement de l'eau et de l'action des cuspides, en tant que "preuve" du comportement du sang (illustration). Le modèle de Leonardo a été construit par Morteza Gharib, spécialiste de la dynamique des fluides, qui a utilisé des techniques d’imagerie modernes pour démontrer l’existence des vortex tournants que Leonardo a interprétés comme fermant la vanne.
Une telle modélisation était extrêmement originale pour le début de la Renaissance. Ainsi, bien que Leonardo ait résidé à son époque, il a eu des prises pour l'avenir.
On prétend souvent que la science de Leonardo n’ayant pas été publiée ni diffusée pendant des siècles, elle n’a eu aucun impact sur les développements scientifiques. Dans notre édition du Codex Leicester, Laurenza révèle que le travail était en fait disponible dans les cercles de ceux qui ont réformé la géologie entre les XVIIe et XIXe siècles, tels que le volcanologue William Hamilton, ambassadeur de Grande-Bretagne à Naples de 1764 à 1800. Copies manuscrites du codex jouissait d’une large circulation dans des lieux clefs de la géologie moderne: Londres, Rome, Florence, Naples, Paris et Weimar.
Léonard surprend toujours ceux qui l’étudient.
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