【簡介:】天文。達(dá)·芬奇對(duì)傳統(tǒng)的“地球中心說”持否定的觀點(diǎn)。他認(rèn)為地球不是太陽系的中心,更不是宇宙的中心,而只是一顆繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的行星,太陽本身是不運(yùn)動(dòng)的。達(dá)·芬奇還認(rèn)為月亮自身
天文。達(dá)·芬奇對(duì)傳統(tǒng)的“地球中心說”持否定的觀點(diǎn)。他認(rèn)為地球不是太陽系的中心,更不是宇宙的中心,而只是一顆繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的行星,太陽本身是不運(yùn)動(dòng)的。達(dá)·芬奇還認(rèn)為月亮自身并不發(fā)光,他只是反射太陽的光輝。他的這些觀點(diǎn)的提出早于哥白尼“太陽中心說”。甚至在當(dāng)時(shí),達(dá)·芬奇就幻想利用太陽能了。
2、物理。達(dá)·芬奇重新發(fā)現(xiàn)了液體壓力的概念,提出了連通器原理。他指出:在連通器內(nèi),同一液體的液面高度是相同的,不同液體的液面高度不同,液體的高度與密度成反比。他發(fā)現(xiàn)了慣性原理,后來為伽利略的實(shí)驗(yàn)所證明。他認(rèn)為一個(gè)拋射體最初是沿傾斜的直線上升,在引力和沖力的混合作用下作曲線位移,最后沖力耗盡,在引力的作用下作垂直下落運(yùn)動(dòng)。他的這一發(fā)現(xiàn)使亞里士多德的落體學(xué)說產(chǎn)生了動(dòng)搖。他發(fā)展了杠桿原理,除推導(dǎo)出作用力與臂長關(guān)系外,還算出了速度與臂長的關(guān)系。他指出了“永動(dòng)機(jī)”作為能源的不可能性。達(dá)·芬奇還預(yù)示了物質(zhì)的原子原理,形象生動(dòng)的描述了原子能的威力:“那東西將從地底下爆起,……使人在無聲的氣息中突然死去,城堡也遭到徹底毀壞,看起來在空中似乎有破壞力?!?/p>
3、醫(yī)學(xué)。達(dá)·芬奇在解剖學(xué)和生理學(xué)上也取得了巨大的成就,被認(rèn)為是近代生理解剖學(xué)的始祖。他掌握了人體解剖知識(shí),從解剖學(xué)入手,研究了生理學(xué)和醫(yī)學(xué)。他最先采用蠟來表現(xiàn)人腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu),也是設(shè)想用玻璃和陶瓷制作心臟和眼睛的第一人。他發(fā)現(xiàn)了血液的功能,認(rèn)為血液對(duì)人體起著新陳代謝的作用。他說血液不斷的改造全身,把養(yǎng)料帶到身體需要的各個(gè)部分,再把體內(nèi)廢物帶走。達(dá)·芬奇研究過心臟,他發(fā)現(xiàn)心臟有四個(gè)腔,并畫出了心臟瓣膜。他認(rèn)為老年人的死因之一是動(dòng)脈硬化,而產(chǎn)生動(dòng)脈硬化的原因是缺乏運(yùn)動(dòng)。后來,英國的威廉.哈維證實(shí)和發(fā)展了達(dá)·芬奇的這些生理學(xué)成果。
4、建筑。在建筑方面,達(dá)·芬奇表現(xiàn)出卓越的才華。他設(shè)計(jì)過橋梁、教堂、圓屋頂建筑和城市下水道。在城市街道設(shè)計(jì)中,他將車馬道和人行道分開;設(shè)計(jì)城市建筑時(shí),具體規(guī)定了房屋的高度和街道的寬度。米蘭的護(hù)城河就是他設(shè)計(jì)和建造的。
5、水利工程。達(dá)·芬奇對(duì)水利學(xué)的研究比意大利的學(xué)者克斯鐵列早一個(gè)世紀(jì)。為了排除泥沙,他作了疏通亞諾河的施工計(jì)劃。他設(shè)計(jì)并親自主持修建了米蘭至帕維亞的運(yùn)河灌溉工程。由他經(jīng)手建造的一些水庫、水閘、攔水壩便利了農(nóng)田灌溉,推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。有些水利設(shè)施至今仍在發(fā)揮作用。
6、軍事和機(jī)械。達(dá)·芬奇的研究和發(fā)明還涉及到軍事和機(jī)械方面,他發(fā)明了飛行機(jī)械、直升飛機(jī)、降落傘、機(jī)關(guān)槍、手榴彈、坦克車、潛水艇、雙層船殼戰(zhàn)艦、起重機(jī)等等。
7、地質(zhì)學(xué)。達(dá)·芬奇根據(jù)高山上有海中動(dòng)物化石的事實(shí)推斷出地殼有過變動(dòng),指出地球上洪水的痕跡是海陸變遷的證明,這個(gè)思想與300年后赫頓在地質(zhì)學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)頗為近似。并且在麥哲倫環(huán)球航行之前,他就計(jì)算出地球的直徑為7000余英里。
他還在數(shù)學(xué)領(lǐng)域和水利工程等方面作出了重大的貢獻(xiàn)。 可以說,達(dá)·芬奇的研究涉及到自然科學(xué)的每一部門,他的思想和才能深入到人類知識(shí)的各個(gè)領(lǐng)域。他是世界上少有的全面發(fā)展的學(xué)者。但是,達(dá)·芬奇的大多數(shù)著作和手稿都沒有發(fā)表,直到他逝世后多年才被世人所發(fā)現(xiàn)??茖W(xué)史家丹皮爾這樣評(píng)論達(dá)·芬奇,“如果他當(dāng)初發(fā)表他的著作的話,科學(xué)本來一定會(huì)一下就跳到一百年以后的局面。”
8、他是直升機(jī)之祖
這位文藝復(fù)興時(shí)期的天才早在萊特兄弟之前就有可能開創(chuàng)人類飛行的歷史。
“如果他當(dāng)初發(fā)表了他的著作的話,科學(xué)一定會(huì)一下就跳到一百年以后的局面。猜測這種情況對(duì)人類的學(xué)術(shù)與社會(huì)的進(jìn)步,當(dāng)然是毫無用處的,但是我們可以萬無一失地說,如果真有這種情況發(fā)生的話,人類的學(xué)術(shù)和社會(huì)的演變一定都會(huì)大不相同,”科學(xué)史家丹皮爾津津樂道的這位科學(xué)巨人正是達(dá)·芬奇。
事實(shí)上,達(dá)·芬奇時(shí)代的人們也與前人一樣,有著飛行的夢想。在佛羅倫薩呆了一段時(shí)間后,達(dá)·芬奇又來到米蘭。1483至1486年期間,達(dá)·芬奇繪制了一幅飛行器草圖。
在達(dá)·芬奇的設(shè)想中,這是一種依靠飛行員自身提供動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)的飛行器。這位天才稱自己的設(shè)計(jì)為“撲翼飛機(jī)”,達(dá)·芬奇讓自己的飛機(jī)同時(shí)具備了推動(dòng)力和提升力。
讓我們姑且根據(jù)達(dá)·芬奇畫的草圖來還原出這架飛機(jī)。飛機(jī)的外形由木頭、帆布等當(dāng)時(shí)的材料制成,在飛行器兩側(cè)是一雙膜狀的翅膀,結(jié)構(gòu)和形狀酷似蝙蝠或翼龍,這雙翅膀展翼可以達(dá)到11米。飛行員背負(fù)著這個(gè)巨大的飛行器,通過不停地踩動(dòng)一個(gè)動(dòng)力滑輪來驅(qū)動(dòng),而這個(gè)推動(dòng)力又通過手搖曲軸得到放大,同時(shí)向提升裝置提供動(dòng)力。
設(shè)計(jì)出這款飛機(jī)時(shí),達(dá)·芬奇心中一直有個(gè)理念:只要力量足夠就可以飛行??磥恚@位文藝復(fù)興時(shí)期的天才早在萊特兄弟之前就有可能開創(chuàng)人類飛行的歷史。事實(shí)上,這個(gè)最早的飛行器的機(jī)械設(shè)計(jì)十分完美,但是,由于人自身所提供的動(dòng)力和飛行器本身的自重相比不成比例,是無法實(shí)際應(yīng)用的。事實(shí)上,達(dá)·芬奇稱自己的發(fā)明也是提供一個(gè)直升動(dòng)力,而不是真正能工作的飛機(jī)。直到今天,人們還將達(dá)·芬奇的設(shè)計(jì)視為直升機(jī)的先祖。
9、他設(shè)計(jì)出初級(jí)機(jī)器人
更為奇妙的是,達(dá)·芬奇還設(shè)計(jì)了一套方法以做心臟修復(fù)手術(shù)。
達(dá)·芬奇曾自稱自己沒有受過書本教育,大自然才是他真正的老師。而認(rèn)識(shí)自然,認(rèn)識(shí)自己。這位文藝復(fù)興時(shí)期的天才不遺余力地履行著。為了認(rèn)識(shí)人類自身,達(dá)·芬奇親自解剖了幾十具尸體,對(duì)人體骨骼、肌肉、關(guān)節(jié)以及內(nèi)臟器官進(jìn)行了精確了解和繪制。
在多次解剖后,達(dá)·芬奇發(fā)現(xiàn)了血液對(duì)人體所起到的新陳代謝作用,血液把營養(yǎng)帶到身體的各個(gè)部分,又把廢物從各部分帶走。在具體的解剖觀察中,達(dá)·芬奇發(fā)現(xiàn)了心臟由4個(gè)腔組成并畫出了心臟瓣膜圖。
事實(shí)上,當(dāng)年達(dá)·芬奇連人體循環(huán)系統(tǒng)工作機(jī)理的一點(diǎn)概念都沒有。更為神奇的是,2005年,一名英國外科醫(yī)生還利用達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)的方法做心臟修復(fù)手術(shù)。不過,解剖學(xué)的研究在當(dāng)時(shí)并沒有給達(dá)·芬奇帶來聲譽(yù),而是遭到了無數(shù)的誹謗。
不過,就是對(duì)人體的這種深入了解,達(dá)·芬奇在手稿中甚至繪制了西方文明世界的第一款人形機(jī)器人。
達(dá)·芬奇賦予了這個(gè)機(jī)器人以木頭、皮革和金屬的外殼。而如何讓機(jī)器人動(dòng)起來,才是讓達(dá)·芬奇大傷腦筋的。在達(dá)·芬奇的構(gòu)想中,他想到了用下部的齒輪作為驅(qū)動(dòng)裝置。由此通過兩個(gè)機(jī)械桿的齒輪再與胸部的一個(gè)圓盤齒輪咬合,機(jī)器人的胳膊就可以揮舞,坐或者站立。更絕的是,再通過一個(gè)傳動(dòng)桿與頭部相連,頭部就可以轉(zhuǎn)動(dòng)甚至可以開合下頜。而一旦配備了自動(dòng)鼓裝置后,這個(gè)機(jī)器人甚至還可以發(fā)出聲音。
原來,500多年前,就已經(jīng)有了機(jī)器人的雛形。
10、點(diǎn)燃現(xiàn)代汽車發(fā)明靈感之火的正是這輛“達(dá)·芬奇汽車”。
達(dá)·芬奇長達(dá)7000多頁的手稿(現(xiàn)存約5000多頁)至今仍在影響科學(xué)研究,他就是一位現(xiàn)代世界的預(yù)言家,而他的手稿頁被稱為一部15世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的真正百科全書。
很早,達(dá)·芬奇就對(duì)當(dāng)時(shí)的四輪馬車不滿。在他的科學(xué)世界中,早就有了汽車的影子。事實(shí)上,點(diǎn)燃現(xiàn)代汽車發(fā)明靈感之火的正是這輛“達(dá)·芬奇汽車”。
既然是汽車就要考慮動(dòng)力問題,達(dá)·芬奇在汽車中部安裝了兩根彈簧以解決這個(gè)問題。人力轉(zhuǎn)動(dòng)車的后輪使得各個(gè)齒輪相互咬合,彈簧繃緊就產(chǎn)生了力,再通過杠桿作用將力傳遞到輪子上。
那么怎么控制車速呢?達(dá)·芬奇也想到了。他在車身上安裝了一個(gè)圓盤裝置,圓盤表面設(shè)置了很多方形的木塊,和每個(gè)輪子連接的鐵桿另一端與圓盤相接,這就是用于控制車速的裝置。圓盤扇放置的木塊數(shù)量越多,與鐵桿之間的摩擦就會(huì)越大,阻力也越大,輪子的運(yùn)轉(zhuǎn)速度越慢,行駛的距離越長。
當(dāng)然,達(dá)·芬奇也想到了剎車裝置。位于齒輪之間有一個(gè)木塊,拉動(dòng)繩索將木塊卡在齒輪之間,車就可以停止。不過,這輛汽車不能載人,因?yàn)閮H靠彈簧的動(dòng)力根本無法行駛很長的距離。
同時(shí),達(dá)·芬奇還將彈簧巧妙地運(yùn)用在了鐘表設(shè)計(jì)上。后來大型鐘表采用的原理,就是出自達(dá)·芬奇的設(shè)想。只是在這個(gè)設(shè)想中,彈簧的彈力被物體的重力所代替,物體向下的重力通過眾多齒輪咬合作用被均勻傳遞,鐘表便得以保持勻速運(yùn)動(dòng)。
此外,挖河機(jī)、潛水機(jī)、起重機(jī)、照相機(jī)、加熱機(jī)、溫度計(jì)……達(dá)·芬奇曾有過無數(shù)的發(fā)明設(shè)計(jì)。而這些發(fā)明足足可以讓我們的世界科學(xué)文明進(jìn)程提前100年。
11、對(duì)機(jī)械世界癡迷不已
水下呼吸裝置、拉動(dòng)裝置,發(fā)條傳動(dòng)裝置、滾珠裝置、反向螺旋、差動(dòng)螺旋、紡織物擴(kuò)張器……達(dá)·芬奇將他無數(shù)的奇思妙想呈現(xiàn)在世人面前。故事的開頭不得不說起達(dá)·芬奇初到佛羅倫薩學(xué)畫的經(jīng)歷。事實(shí)上,這段經(jīng)歷開啟了藝術(shù)家達(dá)·芬奇的大門,也開啟了科學(xué)家達(dá)·芬奇的大門。
1460年,達(dá)·芬奇隨父親來到佛羅倫薩,開始了他的學(xué)徒生涯,同時(shí)開始學(xué)畫。學(xué)畫的達(dá)·芬奇參與安裝佛羅倫薩圣母瑪麗亞大教堂穹頂燈塔上巨型銅球,由此接觸并感受到了各式各樣機(jī)械系統(tǒng)的神奇。
佛羅倫薩圣母瑪麗亞大教堂是文藝復(fù)興建筑的開端。達(dá)·芬奇在安裝穹頂燈塔上巨型銅球時(shí),親眼目睹了三速提升機(jī)等機(jī)械裝置的效率,深感其中的神奇。由此,布魯內(nèi)萊斯基的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念對(duì)達(dá)·芬奇產(chǎn)生了很大影響。當(dāng)時(shí)一批“錫耶納工程師”對(duì)達(dá)·芬奇的科學(xué)世界也產(chǎn)生了重要影響。
而錫耶納的工程師們?cè)O(shè)計(jì)的一種外形像船的河道淤泥挖掘機(jī),用來清除淺水狂口的沙礫和淤泥,還有一種能夠提高裝載量又加快行駛速度的槳葉船,這些錫耶納工程師的發(fā)明,讓達(dá)·芬奇對(duì)機(jī)械的魔力產(chǎn)生了巨大的興趣。