Искусство большего. Как математика создала цивилизацию

22
18
20
22
24
26
28
30

По установлении в определенном месте центра сведенные к нему линии должны естественно соответствовать взору глаз и распространению лучей, чтобы определенные образы от определенной вещи создавали на театральной декорации вид зданий и чтобы то, что изображено на прямых и плоских фасадах, казалось бы одно уходящим, другое выдающимся[55].

Витрувий здесь говорит о том, что мы сегодня назвали бы перспективой. Этот термин происходит от латинского словосочетания “смотреть сквозь”, поэтому мы могли бы также назвать это оптикой, или наукой о том, как свет проходит сквозь различные среды, как он отражается и преломляется. В древнем и средневековом мире слова “перспектива” и “оптика” были взаимозаменяемыми.

История оптики и перспективы восходит к настоящему гиганту геометрии – Евклиду. Около 300 года до нашей эры этот древнегреческий ученый написал знаковый учебник математики. Он назывался “Начала” и более тысячи лет оставался одним из самых продаваемых текстов – не считая Библии. Чуть менее популярной стала другая его книга – “Оптика”. В ней Евклид описывает, как свет перемещается между объектами или сценами и человеческим глазом, по пути иногда проходя через линзы или отражаясь в зеркалах. Многие наблюдения Евклида покажутся вам знакомыми, даже само собой разумеющимися. Он, например, пишет, что свет перемещается по прямой, и потому из нескольких вы увидите тот объект, высота которого будет больше, поскольку луч света проходит по более высокой траектории.

Евклид полагал, что лучи света расходятся из глаза, а не идут от наблюдаемого объекта. В его времена такое представление было широко распространено и полностью соответствовало геометрии его теории зрения. Его лучи формировали конус света, исходящий из глаза, и видимыми оказывались только объекты, попадающие в этот конус. По мере удаления от глаза “зрительные лучи” расходились в разные стороны, их плотность уменьшалась, и потому очертания далеких объектов расплывались.

По тем временам теория Евклида была вполне состоятельной, и в последующих текстах он сумел объяснить целый ряд явлений, таких как отражение в плоских, вогнутых и выпуклых зеркалах и создаваемые линзами оптические эффекты, например увеличение. Благодаря тому, что Евклид смог свести оптические явления к взаимодействию прямых, треугольников и кривых, он применил свои познания в геометрии, чтобы построить совершенно адекватную на первый взгляд теорию визуального восприятия.

Затем в дело вступил Птолемей. Около 165 года нашей эры он доработал труды Евклида. Главным отличием стала его мысль о том, что из глаза выходит не конус, а линия. Он провел геометрическую работу с треугольниками и окружностями и устранил из расчетов точного места формирования отраженного изображения – скажем, перед сферическим зеркалом или позади него – некоторые ошибки, допущенные Евклидом (и допустил собственные). В последующую тысячу лет в оптике доминировали геометрические представления Евклида и Птолемея.

Да, тысячу лет. Нам, пожалуй, сложно понять, как прогресс может идти так медленно, но суровая правда в том, что познания в области оптики находили мало применения. Люди с древности изготавливали простые линзы и зеркала, но низкое качество не позволяло использовать их, например, в качестве очков для чтения. Ситуация начала меняться лишь тогда, когда геометрию и оптику взяли на вооружение христиане.

Нельзя сказать, что геометрией и ее практическим применением интересовались только они. В период активных завоеваний мусульманские ученые заново открыли для себя труды Евклида, перевели его тексты и снабдили их собственными комментариями. Особенную популярность получил комментарий Ибн аль-Хайсама “Книга оптики” – семитомный учебник, написанный в 1011–1021 годах. В нем аль-Хайсам изложил ряд идей, например о том, что зрительные лучи формируют треугольник, состоящий из малых подобных треугольников. В таком случае геометрические проекции показывают, почему предметы становятся тем меньше, чем ближе зрительный луч подходит к глазу, и как крупные предметы получается разглядеть крошечным зрачком.

Треугольные “зрительные лучи” аль-Хайсама позволяют видеть крупные предметы маленьким зрачком

Дойдя в латинском переводе до Европы под названием “О перспективе”, книга аль-Хайсама обрела большую популярность. Однако, несмотря на призыв Бэкона использовать оптику в качестве оружия и наличие множества ремесленников, способных изготавливать все более совершенные линзы и зеркала, в Европе того времени так и не произошел радикальный скачок в военном деле. Зато случилась революция в искусстве.

В перспективе

О рождении линейной перспективы написано столько книг, что не хватит и целого шкафа, поэтому мы лишь коснемся того, как на это повлияла геометрия. Удобной точкой отсчета послужит тот день, когда Филиппо Брунеллески встал в 1 метре 75 сантиметрах от центрального портала собора Санта-Мария-дель-Фиоре во Флоренции.

Хотя мы можем с точностью до сантиметра сказать, где было дело, мы точно не знаем, когда это случилось, и остается только предположить, что на дворе был 1425 год. К тому моменту Брунеллески уже стал знаменитым архитектором и проектировал купол собора. Со своей наблюдательной позиции внутри собора он смотрел на Флорентийский баптистерий, стоящий на другой стороне улицы. Баптистерий – восьмиугольное в плане здание, четкая геометрия которого подчеркивается его декором. Если верить биографу архитектора Антонио ди Туччо Манетти, Брунеллески написал его в идеальной перспективе[56]. Идеальной настолько, что, закончив, он самодовольно позволил присутствовавшим сравнить написанную на плите картину размером примерно 30 × 30 см с отражением настоящего баптистерия в зеркале, которое держали рядом с плитой.

Для этого Брунеллески просверлил в плите маленькое отверстие. “Отверстие было размером с чечевичное зернышко с лицевой стороны, расширялось конусообразно, как дамская соломенная шляпка, и достигало диаметра дуката или чуть больше с обратной стороны”, – сообщает Манетти. Брунеллески предлагал человеку заглянуть в отверстие, повернув картину задней стороной к себе и держа в вытянутой руке плоское зеркало. Человек видел отражение картины. Затем Брунеллески говорил ему опустить зеркало. Теперь сквозь просверленное отверстие человек смотрел на настоящий баптистерий. По словам Манетти, разница была минимальной.

Флорентийский баптистерий. Christopher Kaetz, изображение из открытого источника, via Wikimedia Commons

Разумеется, Манетти писал это через много лет после того, как перспектива произвела революцию в живописи, и сложно сказать, не повлияли ли более поздние подвижки в технике и технологии на его свидетельство. Однако при создании картины Брунеллески почти наверняка опирался на отражение в зеркале. Оно давало ему двумерную проекцию трехмерного баптистерия, а потому ему не приходилось искать оптимальный способ показать, как человеческий глаз воспринимает свет, идущий от здания. В 1460-х годах Антонио Аверлино, упомянув о Брунеллески, написал, что “это, несомненно, было тонкой и прекрасной вещью – вывести правило из того, что показывает тебе зеркало”[57]. Далее Аверлино (писавший под псевдонимом Филарете) подробно объяснил, как с помощью зеркала строить правильную линейную перспективу: “Гляди в него – и с большей легкостью увидишь очертания предмета, который ближе к тебе, а тот же, что дальше, будет казаться тебе в сокращении”.

Все правила, которые мы усваиваем, когда учимся рисовать, – что предметы вблизи кажутся больше предметов в отдалении, а параллельные прямые сходятся в далекой точке – можно изучить по отражению в зеркале. Как только это становится понятно, зеркало перестает быть нужным. Все сводится к геометрии – той, которую вывел Евклид. Изображая, скажем, сцену в храме, вы решаете, в какой точке находится наблюдатель, и зарисовываете геометрическое построение зрительных лучей, идущих от деталей сцены к его глазу. Затем вы помещаете плоскость – скажем, холст – туда, где будет изображение. Там, где зрительные лучи, идущие от деталей сцены, проходят сквозь холст, вы и помещаете эти детали на холсте. В 1435 году Леон Баттиста Альберти пошагово описал построение линейной перспективы в книге, которую посвятил Брунеллески[58].

Столетие спустя люди еще явно следовали его рекомендациям: на ксилографии Альбрехта Дюрера “Художник, рисующий лютню”, созданной в 1525 году, показан такой же процесс, только вместо зрительных лучей используются тонкие нити. Это был единственный способ добиться реалистичного “перспективного сокращения” таких изогнутых поверхностей, как корпус лютни[59].

Впрочем, еще можно было прибегнуть к помощи камеры-обскуры. Геометрию этого инструмента первым описал один из архитекторов Софийского собора – Анфимий Тралльский. В 555 году он построил схему перемещения световых лучей, на которой показал, как лучи отражаются в зеркале и проходят сквозь маленькое отверстие. Но все устройство камеры-обскуры целиком первым описал аль-Хайсам. В своей “Книге оптики” он объясняет, что происходит, когда свеча стоит перед “окном в темную камеру, где напротив этого окна находится белая стена или (также белое) непрозрачное тело”. По сути, на стене появляется изображение свечи, которое умелый художник легко может превратить в картину, поместив на стену холст и работая прямо не сходя с места.

Альбрехт Дюрер. “Художник, рисующий лютню”. Albrecht Dürer, изображение из открытого источника, via Wikimedia Commons

Линейная перспектива в живописи – построенная хоть с помощью геометрических набросков, хоть с помощью оптических инструментов – стала революционной технологией. Отныне изобретатели могли создавать реалистичные изображения своих творений, позволяя ремесленникам изготавливать по точным меркам их части (а иногда и указывать, что устройство не будет работать, пока никто еще даже не взялся за инструмент). Чтобы по достоинству оценить перспективные изображения, достаточно взглянуть на наброски да Винчи. Но самое большое влияние перспектива сразу оказала на мир искусства: в эпоху Возрождения многие художники стали писать картины по новым правилам, создавая образы, максимально приближенные к жизни. Сложно сказать, в какой степени они опирались на математически построенные прямые, которыми расчерчивали холсты и плиты, а в какой – на проекции, полученные с помощью линз и зеркал. Художник Дэвид Хокни предположил, что неопределенность в этом вопросе вовсе не удивительна, ведь это были секреты мастерства. В конце концов, люди зарабатывали на жизнь благодаря своему умению пользоваться методами Брунеллески, поэтому художникам не было смысла раскрывать свои хитрости, подобно тому как современные фокусники не раскрывают свои. Впрочем, некоторых все же можно было уговорить. Например, в 1506 году Альбрехт Дюрер написал некому Пиркгеймеру, что собирается поехать в Болонью “ради секретов искусства перспективы, которым хочет научить [его] один человек”[60]. По всей видимости, Дюрер выложил за этот урок немалую сумму.