211service.com
De kunst van renaissance-engineering
Er ontbreekt iets in onze waardering voor de Renaissance, zegt Paolo Galluzzi, professor in de geschiedenis van de wetenschap aan de Universiteit van Florence, iets heel belangrijks. Hoewel we deze periode terecht verheerlijken als een buitengewone bloei van het humanisme en de kunsten, hebben de meesten van ons de technische prestaties over het hoofd gezien die net zo goed deel uitmaakten van de Renaissance als de Mona Lisa. Toegegeven, we verwonderen ons over Leonardo da Vinci en zijn technologische dromen van helikopters en duikuitrusting, maar ons instinct is om hem te beschouwen als een bovennatuurlijke, bijna grillige figuur die neerstortte in het vijftiende-eeuwse Italië - de definitie van die aberratie, een genie. In feite, legt Galluzzi uit, vertegenwoordigt Leonardo het hoogtepunt van een eeuwlange transformatie van de technische kunsten en degenen die ze beoefenden. Om de Renaissance vanuit een technisch perspectief te begrijpen, zegt hij, moeten we ons realiseren dat Leonardo geen eenzame visionaire profeet in de woestijn was.
Als curator van de tentoonstelling Mechanical Marvels: Invention in the Age of Leonardo, die tot 1 maart te zien is in de Liberty Gallery in New York City, heeft Galluzzi ons de perfecte gelegenheid geboden om de Renaissance opnieuw te beoordelen. De tentoonstelling richt zich op de carrières van vier grote kunstenaars-ingenieurs van de Italiaanse Renaissance: Filippo Brunelleschi, Mariano di Iacopo, Francesco di Giorgio en Leonardo da Vinci. Het bevat 50 werkende modellen van machines die ze hebben bedacht, evenals tientallen grootschalige reproducties van hun tekeningen en ontwerpen voor deze apparaten. De mechanische wonderen omvatten een takel met drie snelheden, aangedreven door ossen en in staat om lasten van meer dan een ton te hijsen tot een hoogte van 270 voet, een draaiende kraan, een mobiele belegeringsbrug en een waterfiets, evenals architecturale meesterwerken als de koepel van de kathedraal van Florence, 30 meter hoog en 50 meter breed - een gedurfd staaltje techniek en constructie dat een blijvend symbool van de Renaissance blijft.
Deze opmerkelijke tentoonstelling toont een transformatie, niet alleen in de technieken die beschikbaar zijn voor modelleringstechnologie, maar ook in het beroep van engineering. Terwijl de middeleeuwen indrukwekkende prestaties en technologische vooruitgang konden claimen - van de grote gotische kathedralen tot technologieën zoals de ploeg met zware wielen en het paardentuig en de stijgbeugel - blijven de ambachtslieden die verantwoordelijk waren voor deze prestaties anoniem en onbezongen. Maar tegen het hoogtepunt van de vijftiende eeuw, legt Galluzzi uit, was de kunstenaar-ingenieur een maatschappelijk prominente en gerespecteerde figuur geworden, in opdracht van machtige en rijke opdrachtgevers, goed betaald, en vaak beschouwd als een van de mooiste ornamenten in soevereine rechtbanken.
De aanvankelijke drijfveer voor deze transformatie was de snelle groei van de handel, de intense verstedelijking en, misschien wel het belangrijkste, een klimaat van grote rivaliteit tussen de Italiaanse stadstaten. De eisen van concurrentie, agressie en veiligheid in dit tijdperk waren een geweldige motor voor [technologische] verandering, wat altijd de nogal bittere ironie van oorlog is, merkt Nicholas Adams op, professor in de geschiedenis van de architectuur aan het Vassar College en een van een aantal van experts die samen met de tentoonstelling lezingen zullen geven over verschillende aspecten van de Renaissance. In deze context werd de ingenieur zeer gewaardeerd als maker van militaire technologie, zegt Adams. Zelfs de jonge Leonardo promootte zichzelf tot potentiële werkgevers door op te scheppen over zijn capaciteiten als militair ingenieur en ontwerper van belegeringsapparatuur.
Toen de kunstenaar-ingenieur maatschappelijke bekendheid kreeg, probeerde hij zichzelf te presenteren als een geleerd lid van het hof, een filosoof en misschien wel het belangrijkste, een auteur van teksten. De kunstenaars-ingenieurs uit de Renaissance vormden hun patroon naar beroemde figuren als Vitruvius, een Romeinse ingenieur en architect uit de eerste eeuw voor Christus die de principes van architectuur vastlegde in een monumentaal werk met de titel De architectura; ze besprenkelden hun werken met citaten (of vaker, zegt Galluzzi, verkeerde citaten) uit klassieke bronnen. Maar in tegenstelling tot Vitruvius en andere klassieke geleerden, wier verhandelingen veel tekst maar weinig illustratie bevatten, integreerden de ingenieurs uit de Renaissance tekst en beeld op een revolutionaire manier. Daarbij ontwikkelden ze veel vergaande innovaties in grafische weergave.
De kunstenaars-ingenieurs van de Renaissance ontdekten de wetten van het perspectief en de technieken van opengewerkte, geëxplodeerde en roterende weergaven. Ze waren de pioniers van de denkschets, de werktekening. Zoals Eugene Ferguson schreef in Engineering and the Mind's Eye, heeft deze reeks fundamentele grafische uitvindingen ... de precisie waarmee een visie in de geest van de ene persoon door materiële middelen - tekeningen - door ruimte en tijd kan worden overgebracht naar de geest van een andere persoon aanzienlijk verbeterd. Deze cruciale ontwikkeling maakte de evolutie van engineering mogelijk en weerspiegelde deze van een op een werkplaats gebaseerde, gevalsgewijze benadering naar een discipline die geworteld is in principe en theorie.
Vóór de Renaissance waren ontwerp en constructie bijna uitsluitend gebaseerd op schaalmodellen die door ambachtslieden waren gemaakt. Modellen zijn geweldig, zegt Adams, omdat ze je in drie dimensies laten zien hoe dingen eruit gaan zien en werken. Tekenen is echter sneller, goedkoper en draagbaarder; het zorgt ervoor dat ideeën over afstanden kunnen worden overgedragen. Wat interessant is, voegt hij eraan toe, is dat de intellectuele en conceptuele inspanning die tekenen met zich meebrengt, de motor wordt voor verdere ontwikkeling. Het wordt een middel tot uitvinding, tot innovatie.
In de carrières van de vier kunstenaar-ingenieurs in Mechanical Marvels, kunnen we zien hoe technisch tekenen hand in hand evolueerde met de veranderende rol van de ingenieur. Filippo Brunelleschi (1377-1446) was de eerste bouwer uit de Renaissance die zich losmaakte van de traditionele en grotendeels anonieme rol van de ingenieur als leverancier van technische diensten. Tegenwoordig vooral bekend als de man die de koepel van Santa Maria del Fiore ontwierp en bouwde, verwierf hij meer bekendheid onder zijn collega-ingenieurs voor de bouwmachines die hij uitvond om het te bouwen, zoals de draaiende kraan op pagina 54. De ambitieuze schaal en Het complexe karakter van de bouwprojecten die Brunelleschi ondernam, moet hem zeker hebben verplicht om te tekenen, maar geen van zijn tekeningen is bewaard gebleven. Net als zijn tijdgenoten heeft hij ze misschien vernietigd in overeenstemming met de geheimhoudingscode die typisch is voor middeleeuwse gilden. Desalniettemin wordt de Florentijn volgens Eugene Ferguson gecrediteerd voor het ontdekken van de wiskundige wetten van perspectief en het produceren van de eerste demonstraties van deze principes rond 1425. De regels die hij bedacht werden later gecodificeerd en gepubliceerd, waardoor een basis werd gelegd voor andere kunstenaar-ingenieurs die volgden hem.
Brunelleschi zag zichzelf als een ambachtsman, niet als een auteur. Het is in het werk van twee ingenieurs die volgden, Mariano di Iacopo (1382-1458?), bekend als Taccola, en Francesco di Giorgio (1439-1501), dat we de eerste grote stappen zien in de ontwikkeling van de ingenieur als auteur en illustrator. Deze ingenieurs, beiden uit Siena, waren nauw betrokken bij verschillende ambitieuze militaire, bouw- en waterbouwkundige projecten van de stad. Maar ze wilden zich ook onderscheiden als auteurs door technische geschriften samen te stellen met innovatieve illustraties. De kunstenaar-ingenieurs van Siena begrepen het enorme interpretatieve en verklarende potentieel van grafische afbeeldingen, zegt Galluzzi, en ze bedachten bewust manieren om er een krachtig hulpmiddel in hun geschriften van te maken.
Taccola ging op zoek naar de technische wijsheid van de oudheid. Hij ontdekte dat een moeilijke tekst vaak het beste begrepen kan worden door er een visuele vertaling van te maken. De technieken van de cutaway en exploded views (nog steeds onmisbaar voor montage-, bedienings- en reparatiehandleidingen) vinden hun oorsprong in zijn notitieboekjes. Hij stopte echter niet bij het uitleggen van de Ouden, maar vulde verschillende delen met tekeningen van machines en uitvindingen, variërend van militaire wapens zoals trebuchets (zie volgende pagina) en rompdoorborende apparaten tot geavanceerde vistechnologie en waterraderen ontworpen om leg de energie van de getijden vast - een compendium dat technische dromen combineert met een zoektocht naar praktische oplossingen, merkt Galluzzi op. En op een manier die de continuïteit van de Sienese traditie uitdrukt, merkt hij op, werden de laatste pagina's van een van Taccola's manuscripten voltooid in de hand van Francesco di Giorgio.
Francesco's eigen geschriften maken duidelijk dat hij de teksten van Taccola nauwkeurig heeft bestudeerd. Het zogenaamde Vaticaanse codicetto, een klein notitieboekje vol met notities en tekeningen naar het model van Taccola's manuscripten, illustreert het leerproces dat de Renaissance-workshop kenmerkte: observatie, imitatie en verfijning van het werk van een voorganger. Het codicetto was duidelijk een compendium voor persoonlijk gebruik, merkt Galluzzi op, een notitieboekje in zakformaat waarvan het enige ongebruikelijke kenmerk de perkamentvellen zijn, die normaal gesproken behoorlijk extravagant zouden zijn geweest voor een dergelijk doel. Aan de andere kant heeft Francesco deze pagina's waarschijnlijk tien jaar of langer gebruikt en hergebruikt.
Net als Taccola ondernam Francesco een ambitieus project om een enorme catalogus van machines te illustreren, de Trattato di architettura. Wat echter kenmerkend was aan de aanpak van Francesco, was dat hij deze machines probeerde te bestellen volgens de algemene regels. Hij categoriseerde apparaten als molens, pompen, trek- en hefmachines of wagens, en gaf commentaar op materialen, constructie, specifieke toepassingen en zelfs hints over manieren om slijtage te verminderen. Bovendien zou Francesco binnen een basiscategorie, zoals molens, als subcategorieën watermolens, windmolens, door mensen en dieren aangedreven molens presenteren.
Wat belangrijk was aan deze mechanische taxonomie, legt Galluzzi uit, was dat het de geleidelijke opkomst vertegenwoordigde van criteria voor het beschrijven van machines per type en categorie op basis van de identificatie van gemeenschappelijke principes. Op basis van zijn studie van deze apparaten was Francesco in staat om nieuwe machines te ontwerpen die veel geavanceerder waren in mechanisch ontwerp dan die van Taccola.
Het was natuurlijk Leonardo da Vinci (1452-1519) die de meest ambitieuze expansie in gang zette in de rol van kunstenaar-ingenieur, van scherpzinnig waarnemer tot uitvinder tot theoreticus. In zijn notitieboekjes, waarin tekst en illustratie zijn gecombineerd, zien we wat echt gedachte-experimenten zijn op allerlei gebieden, zegt Galluzzi. Hij analyseerde, tot in bijna anatomische details, de elementen van machines en combineerde ze op innovatieve manieren, zoals in de complexe veermotor. Tekenen speelde een sleutelrol in deze inspanning: het stelde Leonardo in staat om vakkundig mechanische apparaten te ontleden en ze weer in elkaar te zetten met behulp van het volledige scala aan illustratietechnieken die hij onder de knie had. Zijn tekening van de draaiende kraan van Brunelleschi is zo'n voorbeeld - het model dat momenteel wordt tentoongesteld, is zelfs gebouwd volgens de specificaties in de schetsen van Leonardo.
Terwijl zijn interesse zich uitbreidde naar andere onderwerpen - optica, hydrologie, geologie en uiteindelijk het menselijk lichaam - werden zijn studies geïnspireerd door zijn fascinatie voor machines. Leonardo presenteert bijvoorbeeld het menselijk lichaam, zegt Galluzzi, als een opmerkelijk geheel van mechanische apparaten. Hij schetst spieren, gewrichten en de bewegingen van ledematen in termen van wiggen, assen, draaipunten, hefbomen en tegenhefbomen - het resultaat, merkt Galluzzi op, van een gedurfde poging om de natuur te verenigen onder een klein aantal universele wetten.
En opnieuw geeft het tekenen een nieuwe dimensie aan deze onderzoeken. Volgens Leonardo was tekenen onmisbaar om een machine, een lichaam of een fenomeen echt en volledig te kennen. O schrijver, met welke letters wil je zo volmaakt alles beschrijven wat hier in tekening is afgebeeld? vroeg Leonardo; ... probeer niet die dingen die met de ogen te maken hebben aan de oren over te brengen, want de schilder zal er veel beter in zijn dan jij ... . Daarom is het nodig om zowel te tekenen als te beschrijven.
Wat de kunstenaars-ingenieurs uit de Renaissance bedachten, legt Adams uit, was een manier van werken door middel van tekenen. Leonardo becommentarieert zijn exemplaar van de verhandeling van Francesco di Giorgio, zegt hij, en Francesco maakt aantekeningen op zijn exemplaar van Taccola. Er is een intern commentaar op het tekenen dat plaatsvindt, een intern discours. Zoiets was er in vroeger tijden niet. Wat we in de Renaissance hebben zijn tekeningen over ideeën, tekeningen over experimenten.
Leonardo was de grootmeester van deze vorm van experimenteren, vult Adams aan: hij tekende en tekende en tekende en creëerde steeds meer ideeën. En hoewel relatief weinig van deze ideeën daadwerkelijk werden gerealiseerd, is het belangrijk dat hij de taal bleef ontwikkelen. En het is deze taal die de basis wordt voor wetenschappelijke experimenten en technologische ontwikkeling in de eeuwen die volgen.
Tegenwoordig beschouwen we het notitieboekje van de wetenschapper en de ingenieur als vanzelfsprekend vol vragen, aantekeningen, citaten, tekeningen, krabbels en uitwissingen. Maar het waren de kunstenaars-ingenieurs uit de Renaissance die de vorm uitvonden. We zien in hun teksten en tekeningen het complexe samenspel tussen praktijk en theorie, en de overlappende doelen van kunst, wetenschap en technologie. Het afbeelden van de natuur, het begrijpen van de natuur en het aanpassen van de natuur waren allemaal met elkaar verweven, zegt George Bugliarello, voormalig president van de Polytechnische Universiteit, en kunstenaars, ingenieurs en wetenschappers waren allemaal in wezen als onderzoekers betrokken. In het werk van de vijftiende-eeuwse kunstenaar-ingenieur, zegt hij, is het moeilijk te bepalen waar de engineering begint en de wetenschap of kunst eindigt.
De Renaissance vertegenwoordigde een afwijzing van beperkingen en een omhelzing van het kunstenaarschap dat hedendaagse ingenieurs er goed aan zouden doen om na te streven. Zoals Eugene Ferguson opmerkte in Engineering and the Mind's Eye, is de omzetting van een idee in een artefact een complex en subtiel proces dat altijd veel dichter bij kunst dan bij wetenschap zal staan. Wat Invention in the Age of Leonardo zo treffend presenteert, is een herinnering aan hoe inspirerend het vervagen van die grenzen kan zijn.