达·芬奇:文艺复兴时期的科技象征

2019-10-09 02:23雍黎
科学导报 2019年52期
关键词:科研成果降落伞烤肉

雍黎

达·芬奇逝世于1519年,今年是达·芬奇逝世500周年。尽管在很多人眼里,达·芬奇留给世人的印象是一名画家,但实际上,他是人类历史上著名的全才之一。他既是画家、雕塑家,同时也是工程学家和科学家,为后世留下了数不清的文化遗产。

达·芬奇出生在意大利的安齐亚诺,在他14岁左右时,他的父亲忽然发觉到达·芬奇在艺术方面非常有天赋,于是把他带到佛罗伦萨,让他给当时非常著名的画家安德烈亚·韦罗基奥做学徒。在这里,达·芬奇对机械产生了极大的兴趣,在30岁左右他写信向米兰的鲁多维科公爵自荐,说自己是一个发明家、工程师,而他也确实如此。

达·芬奇以其杰出的艺术作品而闻名,他留下的画作不超过数十张,却留下了超过六千张手稿,这其中包含了无数机械图纸、物理实验图纸、化学研究图纸、解剖学图纸等。他其实是把绘画作为一种科研的工具用于记录他的科研成果,并进行不断发展。有很多科研成果还被达·芬奇用于改进他的画艺。

达·芬奇对于自然世界和其中奥妙的研究在当时可谓是革新性的,而且他热衷于实践。他深入地研究人体,发明了解剖学新技术;他无师自通地对植物学、物理学、化学和天文学进行了研究,并成为了工程师和专业的机械设计师。

关于飞行的研究是达·芬奇一生所爱。他的飞行研究最开始是基于对鸟类飞行的研究,研究结果被记录在了鸟类飞行手稿之中。通过该研究,达·芬奇理解了“升力”的概念,这种力让比空气更重的物體能够飞起来,他将这项研究结论提前了300多年。

达·芬奇很多飞行器的设计虽然当时没有做出来,但都被后人证明是可行的。《大西洋手稿》中,达·芬奇设计了降落伞,把具体材质和尺寸都标得非常清楚。相比今天的降落伞需要顶端有洞才能通过气流在下降中进行稳定,达·芬奇的设计没有洞。在2000年的时候,有一群科学家按照达·芬奇的操作指示、尺寸和面料复原了降落伞,这架伞做出来后有90公斤重,而他们真的试飞时,发现它居然运行得非常平稳,一点问题都没有。

通过达·芬奇的奇思妙想,工业革命被提前了至少一百年。在古希腊游戏玩偶气转球的激发下,达·芬奇意识到蒸汽可以作为动力的替代来源,并发明了蒸汽大炮,他把这个炮命名为“阿基米德的雷声”,原理就是水箱的水被烧成沸水,变成水蒸气之后会推开一个阀门把炮弹推出去。这一结构被麻省理工的科学家复原,经过测试发现这个炮的推动力不亚于一挺机关枪。当然,达·芬奇在当时隐藏了参数避免有人利用这项设计危害社会。而他将其用到了解决宫廷厨房烤肉轴转动的问题上。达·芬奇设想了自动旋转烤肉机,通过让上面的涡轮叶片旋转,再通过一系列的齿轮把热量传递给烤肉机的轴让它自动旋转起来。这是达·芬奇设计出来的第一个蒸汽驱动涡轮,比蒸汽革命早350年。

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