Технические достижения средневековья расширили экспериментальную базу естественных наук, поставили ряд научных задач, решенных в эпоху Возрождения.
С появлением огнестрельного оружия возникла задача анализа движения снарядов, в частности определение угла наклона ствола орудия для достижения наибольшей дальности полета снаряда. Тарталья скорее догадался, чем математически обосновал, что этот угол должен быть равен 45 градусам. В своем труде «Проблемы и различные изобретения» (1546 г.) впервые в противоположность Аристотелю Тарталья утверждает, что траектория снаряда всегда является криволинейной и не содержит прямолинейного участка. О языке этого сочинения следует сказать особо. Это живой, литературный язык, которым в его произведении беседуют и простолюдины, и важные господа, и специалисты. Эту форму, рожденную эпохой искусства, использовал позднее Галилей.
Великим соперником Тарталья называют Иеронима Кардана. Работы Кардана в противоположность работам Тартальи были академичными, написанными на строгой латыни. Труды Кардана «О тонкости» и «О разнообразии вещей» представляют собой своеобразную энциклопедию естественных наук XVI в. В них приведены самые разнообразные сведения, начиная от космологии и до суеверий: конструкции механизмов, описание алхимических опытов, приемы гаданий, рассуждения о пользе знаний и многое другое. Ценность работ Иеронима Кардана — в конкретности постановки задач, в методичности изложения.
Заметный вклад в механику внес ученик Тартальи Джован Баттиста Бенедетти. В пространном предисловии к своей первой научной работе он привел математическое доказательство следующего утверждения:
«Два тела одинаковой формы и одинакового рода, равные или не равные между собой, в одной и той же среде проходят равные расстояния за равное время».
Николо Тарталья
Это утверждение было воспринято и развито впоследствии Галилеем. В главном труде Бенедетти «Различные математические и физические рассуждения» (1585 г.) излагаются основы арифметики и алгебры, вопросы механики, учение о перспективе и пропорциях, сформулирован «гидростатический парадокс» (одинаковое давление на дно сосудов независимо от их формы при равенстве высот находящейся в них жидкости).
Значительное внимание Стевин уделял гидростатике. Он получил доказательство закона Архимеда, опытным путем доказал существование гидро-статического парадокса.
Замечательно сочинение Стевина по фортификации «Новый способ защиты крепостей и укреплений при помощи шлюзов» (1618г.).
Интересно, что Стевин построил ветряную повозку, использующую парус. Повозка развивала значительную скорость до 34 км /час, при первом испытании на ней находилось 28 пассажиров. Повозка воспринималась как чудо.
Сочинения Стевина не получили широкого распространения отчасти потому, что будучи убежденным в преимуществах голландского языка при рассмотрении научных вопросов, Стевин пользовался только им. Переводы трудов Стевина появились значительно позже их публикации на голландском языке.
В области оптики примечательны имена Франческа Мавролика (1494— 1575)и Джована Баттисты Порты(1543—1615).
Боязнь предрассудков, царивших в средневековой науке, удержала Мавролика от опубликования своих работ по оптике. Они были изданы лишь посмертно, В трактате Мавродика интересны в первую очередь объяснение круглых изображений Солнца, получаемых через отверстия произвольной формы, уточнение представлений об оптике глаза. По Мавролику, хрусталик работает как линза, строящая изображение на сетчатке. Отсюда после-довало объяснение причин дальнозоркости и близорукости свойствами хрусталика. Мавролик впервые указал на семь цветов в радуге (по Виттелию — их три). Им показано, что лучи не изменяют своего направления при прохождении через плоскопараллельную пластинку, что лучи, проходящие через призму, дают такие же цвета, что и в радуге.
Джован Баттиста Порта был современником Галилея, но по своему мировоззрению он принадлежит эпохе Возрождения. Порта родился в Неаполе в богатой семье, получил хорошее образование, много путешествовал. Он был плодотворным писателем, но самым примечательным его сочинением стала «Натуральная магия» в 20 книгах, пользовавшаяся огромным успехом у читателей. Книга была переведена на английский, французский, испанский, арабский языки. Содержание «Магии» весьма своеобразно. Там даны сведения по оптике, как приготовить фейерверки, духи, лекарства, как разводить животных, уроки кулинарии, косметики, описаны алхимические опыты, опыты по пневматике… Среди этой пестрой смеси содержатся и действительно значимые открытия, сделанные автором «Магии». Это прежде всего применение камеры-обскуры для получения рисунков и для проецирования рисунков («волшебный фонарь»). Принцип камеры-обскуры Порта использует для объяснения процесса зрительного восприятия. Впервые в «Магии» сделана попытка описать подзорную трубу типа телескопа с параболическим зеркалом и линзой. Но вполне определенно имя изобретателя подзорной трубы, появившейся в эпоху Возрождения, назвать нельзя. Скорее всего, это было дело случая, и труба была изобретена не учеными, а ремесленниками, поскольку теоретические знания в области оптики не позволяли найти оптическую схему зрительной трубы научными методами.
Магнетизм, как нечто таинственное, весьма интересовал Порту. В «Магии» он описал свои блестящие опыты по магнетизму. Среди них опыт с же-лезными опилками. Опилки, помещенные в пакет, под воздействием естественного магнита приобретают магнитные свойства. Рассыпанные и пере-мешанные, а затем вновь собранные в пакет, они теряют эти свойства. Опыт с железными опилками, ориентирующимися по силовым магнитным линиям у полюсов магнита, описанный Портой, является первой демонстрацией действия магнитного поля.
В «Магии» описаны также опыты по отражению звука и света от сферических зеркал, трубчатый телефон и другие опыты.
Порта называет свою «Магию» «натуральной», подчеркивая тем самым, что посредством знаний, опыта, можно раскрыть тайны природы, ее «магию».
Замечательного английского ученого Вильяма Гильберта (1544—1603) называют «отцом науки об электричестве и магнетизме». Гильберт по профессии был врачом (состоял придворным врачом королевы Елизаветы Английской). Это не помешало ему заниматься «магнитной философией», практическим направлением которой было улучшение компаса, так необходимого англичанам, стремящимся в то время к господству на море. В своем знаменитом сочинении «О магните» Гильберт описывает ставшие классическими опыты с магнитной стрелкой. Он показывает, что всякий магнит имеет полюсы, что свойства полюсов взаимопротивоположны, разноименные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются, что нельзя, разламывая магнит, получить один полюс и т.п. Гильберт предположил, что наша Земля — большой круглый магнит и что географические полюса совпадают с магнитными. Для доказательства своего предположения Гильберт изготовил из естественного магнита шар. Приближая к шару легкую магнитную стрелку, Гильберт мог наглядно демонстрировать поведение этой стрелки при ее перемещении по поверхности шара, то есть как бы в различных точках земной поверхности. Значение опытов Гильберта с шаровым магнитом — имитатором магнитных свойств Земли — выходит за обычные рамки технического эксперимента и приобретает мировоззренческий смысл. В условиях лаборатории, возможно, впервые, исследовалось явление космического масштаба. Гильберт, увлеченный исследованиями магнетизма, не считал мнение Фалеса о существовании души у магнита абсурдным.
Со времен Фалеса до Гильберта знания об электрических явлениях не слишком продвинулись вперед и ограничивались сведениями о свойствах натертого янтаря притягивать некоторые легкие предметы. Гильберт расширил перечень материалов, обладающих свойством притяжения при натирании (сапфир, алмаз, аметист, стекло, сера и др.), Гильберт установил, что под воздействием пламени приобретенное свойство притягивать теряется. Многочисленные эксперименты по электричеству привели Гильберта к попытке создать теорию электромагнитного притяжения, но эта попытка оказалась неудачной. Он, по существу, вернулся к представлению древних философов о стихиях. По Гильберту, первичными элементами являются вода и земля. Свойством притяжения обладают тела, происходящие от воды.
