達·芬奇的設計天賦

作者：Zaria Gorvett
譯者：寒木(投稿)

無人駕駛汽車、人形機器人、原始計算機：難道這些就是達·芬奇最驚人的發明嗎？為此，倫敦科學博物館的一場展覽深入探索了這位天才。

credit:123RF

達·芬奇在《達芬奇密碼》中以陰謀家著稱，且作為繪畫大師創作了《蒙娜麗莎的微笑》，他確實是個多才多藝的人——他對地理、幾何、天文、數學、植物學、煙火製造術、光學和動物學都充滿熱情。在他的眾多成就中，他是第一個解釋天空為什麼是藍色的人，並在牛頓出生200年前就寫下了「每個作用力都有一個方向相反、大小相等的反作用力」。

但他的藝術才能和科學領悟在這位神秘天才另一鮮為人知一面的相比之下都會黯然失色——達·芬奇的發明。

他被譽為是發明剪刀，儘管這一廣泛的認知是錯誤的。事實上，他的許多想法都極為怪誕。從能在水面上行走的鞋子、形似一隻巨大機械蝙蝠的飛機到啟發《哈利波特》中魔法樓梯的旋轉橋樑，他精巧複雜的設計擁有著如夢境般的特性，使人著迷且難以抗拒。當瘟疫在1484年肆虐米蘭，他甚至設計了一個烏托邦城市。

數百年來，他極其前衛的設計皆未公之於眾，而是被埋藏在行李箱和雜物屋裡。在19世紀末，人們發現了大約700多頁的筆記和草稿，但他的發明一直默默無聞直到義大利獨裁者貝尼托·墨索里尼在1939年為激發民族自豪感而製造了一系列他發明物的模型。

在1952年，達·芬奇誕辰的500周年，米蘭市新添了39座模型，並使用了在他所處的15世紀能夠使用的材料來製作。這些模型連同之前的一起在倫敦科學博物館的展覽會「天才的技術」中展出，該展覽一直持續到2016年9月4號。

「那時候的工程技術是非常注重實際的，所以達·芬奇的設計稿都非常與眾不同。通過結合他的藝術才能和工程技術，他確實創造了一種新式的發明方法。」來自米蘭雷奧納多·達芬奇國家科學技術博物館的聯合策展人Claudio Giorgione如是說道。

坦克雛形？

如果達·芬奇的諸多發明都源自天馬行空的幻想，那麼他設計的裝甲車則直接來源於噩夢。外表長得像烏龜和宇宙飛船的交織，這隻龐然大物需要八位成年男子手推踏板方可驅動。儘管它從未被實際製造出來，達·芬奇設想在其輪子上添加一個鍍金屬的木質結構，邊緣裝備有大炮且有切口，使得士兵們能夠從內部發射武器。

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「這是一個非常好的例子，充分展現了達·芬奇使用技術圖紙的創新方式。這些圖紙想較於他同時代的人所創作的要更具表現力。他展現了坦克如何在塵土中快速前進。」Giorgione說道。

這個坦克是受米蘭公爵Ludovico Sforza委託而設計的，因為Ludovico Sforza公爵負責保衛城市抵抗外侵。「這個坦克是達·芬奇數百個軍事設計稿的其中之一。此工作為達·芬奇提供了薪水，所以這是達·芬奇選擇在米蘭工作的起始點。」Giorgione說道。

有趣的是，這個初始設計擁有一個巨大缺陷：前輪和後輪的連接會使它們向相反的方向旋轉。如果該坦克按照設計圖紙那樣製造，這個坦克將永遠無法驅動。假使從反戰主義者的角度，並考慮到達·芬奇對機械作用力有著清晰理解，一些歷史學家認為這樣的設計並無大礙，相反，這種錯誤是種蓄意怠工。

金屬機器人

在星球大戰中的禮儀機器人C-3PO和人工智慧或計算機出現的500多年前，達·芬奇創造了「機器人騎士」，一個人形機器人，能夠揮舞手臂、坐下甚至張閉嘴巴。

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通過研究人類屍體解剖，達·芬奇自學了肌肉和關節如何協同工作來移動骨頭。他的機械娃娃便是模仿這些人體運動的過程設計出了一個由滑輪、齒輪和纜繩組成的系統，並可以通過一個手柄來控制操作。

達·芬奇的機器人大多是為他富有的資助人娛樂消遣而製造的，比如他為法國國王發明的機器獅。而機械騎士則用於斯福爾扎家族主持宴會上的戲劇表演。

「他那些有著特殊影響力的作品是少有的、能使他的工程才華能展現在同代人面前的時刻之一。他大部分的工程設計稿都被封存在私人日記里了。」Giorgione說道。

達·芬奇不會知道，有朝一日，他的設計能復甦並被NASA具像化為機器人Anthrobot。Anthrobot是一個高度靈敏的擬真機械手，現在被用於在火星上執行一些需要靈敏手指的任務。

起飛

因達·芬奇幼時與風箏的邂逅給他帶來了深刻的印象，所以他最偉大的雄心就是飛翔。他使用了數百本日記賬來研究鳥類解剖，並從集市買鳥來研究它們的翅膀。一旦研究完畢，他便會將所有鳥兒放生(達·芬奇是個素食主義者)。

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最終達·芬奇想出了「撲翼飛機」：經鳥類和蝙蝠啟發，一個橢圓形、能上下移動的機器。長約33英尺(10米)，這個機器由松木製成，表面覆有純銀。他考慮到人類由於過於重，或過於瘦骨嶙峋而無法通過在手臂上連接翅膀來飛翔，所以這個飛行器需要一個斜倚的飛行員通過雙腿來驅動翅膀。然而，達·芬奇最終發現即使這樣也無法提供足夠的升力。

達·芬奇也許從未能飛起來，但Leonardo davincii(以達·芬奇命名「譯者注」)，一個於1965年發現的飛蛾品種，直至今日還在蘇丹自由飛舞。

一個驅動的想法

儘管汽車直到19世紀才成功在馬路上行駛，可以說我們多才多藝的達·芬奇英雄早在數百年前，在他僅僅26歲的時候就幾近成功發明汽車。達·芬奇的敞開式三輪車本質上是個巨型發條玩具，通過壓縮螺旋彈簧來驅動輪子。

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令人難以置信的是，達·芬奇發明的「Leonardo』s Fiat」汽車還是無人駕駛的。該汽車的轉向裝置可以事先通過設置好在齒輪中一系列阻塞塊的角度來預調。當這個裝置最終於2004年被製造出來時，它與現代汽車只有一個主要不同：達·芬奇的汽車第一次試啟動就成功了。

然而，達·芬奇不大可能期望他的汽車能行駛在路上。「是墨索里尼將他的想法帶入達·芬奇所處的時代，就像將馬車描述為汽車的祖先一樣。墨索里尼想要體現義大利天才的卓越，但這個觀點是錯誤的，」Giorgione說道。實際上這個汽車可能僅僅是另一個為了戲劇表演的發明，因為它只能行駛40米。

機械計算器

這個神秘儀器的設計稿直到1965年才被人們發現，是一個在西班牙國家圖書館工作的語言學教授碰巧在兩個被摩洛哥皮革包裹著的手寫稿集中發現的。

這700多頁的手寫稿集包含了達·芬奇在建築、幾何、音樂、機械、航海和地圖方面的筆記。夾在最中間的是一個機器設計稿，該機器擁有13個連鎖齒輪和10個分別從0標到9的面。人們不知道這個機器到底是如何工作的，但有人認為這可能是世界上第一台類計算器。

「這些工程設計無法被實際製造出來；達·芬奇的圖稿太難解析並且缺乏不少細節。也許它們只是設想。達·芬奇沒有時間或錢財去深入它們。」Giorgione說道。

歷史上的直升機

早在引擎、有機玻璃或堅硬且輕薄的鋁合金出現以前，這個能夠垂直起飛的機器就確實被提前製造出來了。由拉伸的亞麻布「帆」和木質桅杆製成，這個機器更使人聯想起一個圓形帆船而非現代直升機。但這項發明展現了達·芬奇已掌握一些可能幾個世紀都無法被正式發現的物理定律。

「這份設計圖紙真的令人難以置信，與其他所有的設計稿相比都是獨一無二的。這份設計稿經達·芬奇仔細地描述，並附有筆記記述他如何製作小型紙模型。」Giorgione說道。

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這個「飛機螺旋槳」是受螺旋下沉的楓樹種子的啟發，再通過足夠的旋轉，達·芬奇希望這些帆能向上穩穩升起。我們都知道飛行器是不會這麼運轉的。不過達·芬奇無意中發明了一個現代螺旋槳的前驅。「他意識到這個螺旋槳設計若僅僅以它當時的形態是無法在實際中旋轉起來的。於是他憑藉直覺開始思考螺旋槳到底該怎麼工作，但他最終沒能想出來。」Giorgione說道。

這個失藏已久的設計稿直至1966年才出現、達·芬奇的畫作之一直至2011年才被發現，也許在某地還藏有著更多達·芬奇的發明。誰知道呢，他也許早已想出一些我們還未曾發明的東西。

本文譯自 BBC，由譯者 投稿 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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