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达·芬奇的科学密码(下)

2020-05-25

奇闻怪事 2020年1期
关键词:芬奇米兰心脏

出走

达·芬奇可能在米兰待了好几年,很开心地设计武器和飞行器,直到一四九九年法国入侵。于是他逃到威尼斯,但那儿的情况也好不到哪儿去——他们正准备对付土耳其的一次进攻。

这些海军计划对达·芬奇来说有着与飞行器相同的吸引力,因为他迷恋水不亚于迷恋飞行。尽管这些发明没有一个付诸实施,但达·芬奇不久就被威尼斯的老大——凯撒雇用为一名全职的工程师,随他到处旅行。尽管那些年代里不乏残酷的统治者,凯撒仍然是其中特别残酷的一个。达·芬奇在一段时间里故意视而不见,但有一次,凯撒假装原谅了一些试图谋害他的人,并邀请他们共进午餐,结果却将他们处以绞刑。对这种情况,达·芬奇实在是忍受不下去了。他回到佛洛伦萨,并帮助佛洛伦萨军队攻击比萨,他计划用一条运河截流亚诺河以断掉比萨的水源。对比萨来说很幸运的是,运河堤坝破裂,河水又回到了原来的路线。

文艺复兴还有那么一点现代化

大约在一五○三年,达·芬奇完成了至今最著名的一幅油画——《蒙娜丽莎》。

四年之后,他再一次动身启程,这一次是回到米兰。他受到法国国王路易十二的邀请,当时米兰在路易十二的统治之下。但他仍痴迷于分析和发明东西,正如他所说:

尽管人类才华创造了无数发明,并制造出各种机器,但没有一种发明能比自然的创造更加美丽,更加合理或者更加直接。因为在它的作品中。没有一丝缺憾,没有一点多余。

于是他开始解剖人体,研究人类与机器之间类似的特性。心脏是一个特别讨厌的问题:一旦从人体取出,它就会萎缩成一滩糊状。于是达·芬奇将蜡液注入尸体的心脏,并用模具做成石膏模型。他画了一些令人贊叹的关于心脏的图,但是始终没有弄清楚它究竟是什么东西——一个保持血液循环的水泵。

和往常一样,战争中断了达·芬奇的工作,而且当一五一二年法国人被赶出米兰时,他意识到他又得搬家了。这一次是前往罗马,他在那里为新的主教梅第西工作,后来主教还给他一间工作室和一些助手。但他与他们相处得并不好——他认为他们在偷取他的创意。他们还杀死小鸟,这一点铁定会惹他不高兴。但是在那段时间,他还是发明出了一些东西:其中一个构思巧妙的螺纹切削机,在接下来的四百年中一直有人使用。他还建造了一个自动称重机,一支新型水钟,以及一个测量温度的仪器都很前卫。和所有的发明一样,如果当时人们并不特别需要它们,它们都无法获得成功。等到一个的确需要它们的年代,它们却早已被遗忘,于是只能从头再发明一次。但是如果事情有那么一点不一样,十六世纪就可能变得更为现代化,而且谁知道二十一世纪会变成什么样!

还好,达·芬奇并不过于看重这些事情——实际上,他还有点喜欢恶作剧。当他被雇来发明杀人机器的时候,他没什么机会自娱自乐。但当环境变得和平多了的时候,他就可以做点有意思的事情:譬如邀请朋友来玩,然后用风箱给公牛的肠子充气,直到充气的肠子沾满整个房间。

还有一套能够自己站起和坐下的铠甲(这被认为是现代机器人的雏形),这肯定在当时吓倒了不少人。

在他生命的最后阶段,他在飞行方面取得了真正的突破:发明悬睦式滑翔机,它是可以真正运作的,因为它不需要动力。但此时他已经太老了,没有精力去制作这种滑翔机。他死于一五一九年,享年六十七岁。他的创意和发明原本可以改变整个世界,但在科学界。他几乎所有的作品都整整失落了二百年,目前,有三分之二仍然下落不明。

莱奥纳多·达·芬奇的天才造诣

在文艺复兴早期,人们还沉迷于人类过去创造的艺术以及尊崇的价值观,而达·芬奇率先反对经院哲学家们把死板的教义当成解释一切的法典。他鼓励人们向大自然学习,到自然界中寻求知识和真理,并提出知识起源于生活。这个认识后来得到了伽利略的发展,并由英国哲学家弗兰西斯·培根从理论上加以总结,成为近代自然科学的最基本方法。达·芬奇的实验工作方法更为后来哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿等人的发明创造开辟了道路。以下便是迭·芬奇的天才造诣:

天文:达·芬奇对传统的“地球中心说”持否定的观点。他认为地球不是太阳系的中心,更不是宇宙的中心,而只是一颗绕太阳运转的行星,太阳本身是不运动的。达·芬奇还认为月亮自身并不发光,他只是反射太阳的光辉。他的这些观点的提出早于哥白尼“太阳中心说”,甚至在当时,达·芬奇就幻想利用太阳能了。

物理:达·芬奇重新发现了液体压力的概念,提出了连通器原理。他指出:在连通器内,同一液体的波面高度是相同的,不同液体的液面高度不同,液体的高度与密度成反比。他发现了惯性原理,后来为伽利略的实验所证明。他认为,一个抛射体最初是沿倾斜的直线上升,在引力和冲力的混合作用下作曲线位移,最后冲力耗尽,在引力的作用下作垂直下落运动。他的这一发现使亚里士多德的落体学说产生了动摇。他发展了杠杆原理,除推导出作用力与臂长关系外,还算出了速度与臂长的关系。他指出了“永动机”作为能源的不可能性。达·芬奇还预示了物质的原子原理,形象生动地描述了原子能的威力:“那东西将从地底下爆起,……使人在无声的气息中突然死去,城堡也遭到彻底毁坏,看起来在空中似乎有破坏力。”

医学:达·芬奇在解剖学和生理学上也取得了巨大的成就,被认为是近代生理解剖学的始祖。他是设想用玻璃和陶瓷制作心脏和眼睛的第一人。他发现了血液的功能,认为血液对人体起着新陈代谢的作用。他说血液不断地改造全身,把养料带到身体需要的各个部分,再把体内废物带走。达·芬奇研究过心脏。他发现心脏有四个腔,并画出了心脏瓣膜。2005年,一名英国外科医生还利用达·芬奇设计的方法做心脏修复手术。不过,解剖学的研究在当时并没有给达·芬奇带来声誉,而是遭到了无数的诽谤。达·芬奇还提出老年人的死因之一是动脉硬化,而产生动脉硬化的原因是缺乏运动。

建筑:达·芬奇设计过桥梁、教堂、圆屋顶建筑和城市下水道。在城市街道设计中,他将车马道和人行道分开;设计城市建筑时,具体规定了房屋的高度和街道的宽度。米兰的护城河就是他设计和建造的。

水利工程:达·芬奇对水利学的研究比意大利的学者克斯铁列早一个世纪。为了排除泥沙,他作了疏通亚诺河的施工计划。他设计并亲自主持修建了米兰至帕维亚的运河灌溉工程。其中包括水库、水闸、拦水坝,有些设施至今仍在使用。

军事:达·芬奇的研究和发明还涉及到机关枪、手榴弹、坦克车、潜水艇、双层船壳战舰、起重机等等。

地质学:达·芬奇根据高山上有海中动物化石的事实推断出地壳有过变动,指出地球上洪水的痕迹是海陆变迁的证明,这个思想与300年后赫顿在地质学方面的发现颇为近似。并且在麦哲伦环球航行之前,他就计算出地球的直径为7000余英里。

机械:达·芬奇早就对当时的四轮马车不满。事实上,点燃现代汽车发明灵感之火的正是这辆“达·芬奇汽车”。既然是汽车就要考虑动力问题。达·芬奇在汽车中部安装了两根弹簧以解决这个问题。人力转动车的后轮使得各个齿轮相互咬舍,弹簧绷紧就产生了力,再通过杠杆作用将力传递到轮子上。那么怎么控制车速呢?达·芬奇也想到了。他在车身上安装了一个圆盘装置,圆盘表面设置了很多方形的木块,和每个轮子连接的铁杆另一端与圆盘相接,这就是用于控制车速的装置。圆盘扇放置的木块数量越多,与铁杆之间的摩擦就会越大,阻力也越大,轮子的运转速度越慢,行驶的距离越长。当然,达·芬奇也想到了刹车装置。位于齿轮之间有一个木块,拉动绳索将木块卡在齿轮之间,车就可以停止。不过,这辆汽车不能栽人,因为仅靠弹簧的动力根本无法行驶很长的距离。

其他小玩意:钟表、剪刀、温度计、水下呼吸机、加热机……

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