達芬奇的發明原本可以改變世界,但他的作品為什麼失落了200多年
達.芬奇的科學密碼
萊奧納多·達·芬奇在500年前發明了潛艇
,滑翔機和坦克
。然後……1620年製造出第一艘潛艇;1891年第一具載人滑翔機飛上天空:1910年代,第一批坦克投入使用。
確實如此。達·芬奇的發明大多已經遺失,而不得不在幾百年以後從頭再來,這是因為達·芬奇是一個文藝復興人。在文藝復興時期,充滿奇妙創意的古希臘手稿都被帶到義大利,所有人都興奮不已,一夜之間,他們都投身於各種藝術,以及有點古怪的科學之中。要成為一位文藝復興人,你得涉足所有學科——因此,在理想的情況下,人們並不特別精通於科學,寫作或者花式游泳——他們得精通所有一切。
精通一切是個很不錯的計劃,就是難度太大,』但是達芬奇還是能設法搞定。實際上幾乎可以說他就是一個文藝復興人:他是至今為止最偉大的畫家之一——他能夠繪製地圖;他會雕刻;他觀察天象;他用自己發明並製造的樂器譜曲演奏:他研究岩石:他設計建築——甚至規劃城鎮;他描繪植物和化石;他剖開人體而沒有讓他滴出一滴血……(沒關係,只不過是屍體。但也很了不起,因為他在屍體的心臟和大腦注入蠟液,因此能夠製作出好看的人體標本)。
達·芬奇還相當帥、好動、視力極佳,而且身強力壯——據說他會單手將馬蹄鐵折斷。他心地也十分善良,是個素食者,會買下籠中的鳥兒然後將它放生。
當然,他還是一位發明家。作為一位文藝復興人,這意味著達·芬奇十分忙碌。他做了大量的筆記,全是些令人嘖嘖稱奇的創意和伶俐巧妙的圖解,但他從來沒有時間將它們整理出來發表。而且,他有點擔心人們會竊取他的創意,或者利用它們來互相殘殺。另外,他總是不斷地在旅行,所以在他活著的時候,他的很多發明只有他自個兒知道。在他死後,他的檔案也就散落在世界各個角落,大多數落在藝術家們手裡,於是他更具科學性的作品就沒能受到重視。至今這種情況仍在繼續有關達·芬奇的書籍都傾向於只介紹他的藝術才華。
傳奇開始
公元一四五二年,達·芬奇誕生於托斯卡納區的文西村附近。我們不太了解他的早期生活,但我們知道他在一個激動人心而又動蕩不安的年代長大。當時義大利被分為五個地區,每一個地區有一個大城市管轄:羅馬、佛洛倫薩、米蘭、威尼斯和那不勒斯。這些地區大都是由殘忍的家族統治——達·芬奇為其中兩個家族工作,分別是柏格斯以及梅迪西斯。儘管他們基本上都很可怕,但卻喜歡藝術。另外,每個家族之間總是頻頻爭鬥,與土耳其、法國也是彼此戰鬥頻繁,因此他們喜歡藝術家,也喜歡製造武器的人。達·芬奇兩樣都行,所以他們更是十分喜歡他。
在一開始,達·芬奇在藝術方面要比在科學方面更為投入。一四六九年,他被帶到著名藝術家維洛奇歐的工作室。據說達·芬奇幫助這位大師畫了一幅肖像畫的頭部,令維洛奇歐慚愧得幾乎想退休。還有一次,他畫了一隻怪物,掛在一個黑漆漆的房間里,並用一束光照著它,結果把他的父親嚇了個半死。
達·芬奇是名同性戀者,在當時那個時代,同性戀還被視作是一種罪惡,
甚至會執行火刑處死。他在一四七六年被匿名控告為同性戀者,儘管後來罪名沒有成立,這也成為不久之後他離開佛洛倫薩前往米蘭的原因之一。(後來被證明是同性戀者的還有米開朗基羅·博那羅蒂和拉斐爾·桑齊奧,他們被後世尊為文藝復興時期的藝術三傑。)
這個時期,他已經對科學和工程產生了與藝術同等的興趣,於是他寫了一封信給米蘭的統治者魯德維克斯·佛查,列舉自己能做出來的所有奇蹟似的發明,那些發明能夠幫助他打贏所有將開始的戰爭——譬如固若金湯的橋樑和投擲石塊的機器,
他提到了他還會一點畫畫,所以毫無疑問他被接受了。在一四八二年,路德維克僱用他來……彈豎琴。幸運的是,他豎琴彈得同樣好
成為一名豎琴家並不妨礙達·芬奇從事發明,他平靜的生活也沒能阻止他構思眾多戰爭武器。這些發明並沒有製造出來,即便是有,也極少,更別說是被使用了——有些過於昂貴,有些過於先進,還有些則過於古怪。坦克就實在有點古怪——他的輪子朝反方向轉動。可能達·芬奇想給偷竊他構想的人製造一個陷阱,可能它只不過是一個錯誤,或者它根本就是一個玩笑。
值得一提的是:在達·芬奇所有的筆記中,字母都是反過來寫的(別人要藉助鏡子才能讀出他寫的東西)。一些人說這是他保護自己創意的一種手段,還有人說這是因為他是個左撇子。
征服天空
在一開始,達·芬奇的發明只不過是腦袋中的構想,他並沒有考慮許多細節——他還沒費什麼心思想過這背後的科學問題。但從一四八零年開始,他以解剖屍體(特別是動物的屍體)來探索物體表面之下的道理。另一個讓他痴迷的構想征服天空也就是在此時誕生的。
達·芬奇的降落傘和他的很多發明一樣,是個偉大的構想,而且它被真正展示過如何運作。(儘管它需要一點改善,才能正確運作——降落傘需要在頂部開一個洞,否則它會在降落的時候劇烈晃動。
達·芬奇的直升機設計是他為數不多的真正有影響力的發明之一:儘管被遺忘了好幾個世紀,但它的確激發了伊果西科斯基的靈感,後者在一九四零年代製造了第一架成功的直升機。但它並不是第一個直升機設計——早在一三二五年,就存在一些類似的小玩具了,儘管它們的設計是基於風車原理。這些小玩具並不像達·芬奇設計的那樣自身具備動力,這就意味著,如果達·芬奇製造出一個能運作的模型——他似乎的確製造了一個——那麼,它就會成為世界上第一架有動力的飛行器。但是,和降落傘一樣,用它來飛行並不是什麼好玩的事;基座會朝著螺旋槳相反的方向旋轉。(現代直升機如果尾部沒有一個輔助推進器的話,也會發生相同的情況。)
達·芬奇只畫了一個直升飛機草圖和一個降落傘草圖,但他卻畫了很多其他飛行器的草圖——大多數都和他研究的鳥一樣有著能拍打的翅膀。在達·芬奇進行發明的大多數時間裡,他還是比較科學的,但當他在思考飛行的時候,他總是會有那麼一點天馬行空,因此他的一些發明並不怎麼符合現實:比如說用翅膀替代划槳的飛行器。這個飛行器需要的所有零件,重量加起來估計有三百公斤,而這都得靠一個人力轉動手輪和踏動腳板來離開地面,看來速度得非常非常快才行。
遺憾的是,達·芬奇的飛行器沒有什麼機會運作,尤其是因為它所能攫得都是些笨重的材料。達·芬奇的主要問題是(這個問題同樣影響著他其他很多的發明)當時沒有任何輕巧的動力來源一沒有發電機,沒有汽油引擎,沒有燃料電池。他所能擁有的只有人類的肌肉,馬的力量,以及非常原始的蒸汽動力。他曾在其他一些發明中使用過河水的動力,可是河水不太適合于飛行,馬匹也不太合適(它老是吃掉放在艙室里的雜誌)。
達·芬奇還是想出了一個驅動飛行器的方法一儘管有點古怪。這個方法是飛行員轉動一個手輪——把很有力量的弓彎曲,就像一把十字弩那樣。當鬆開弓的時候它就會帶動翅膀,使它們進行短暫的拍打。然後機器就會墜落,除非飛行員能夠迅速地再一次拉進那把弓(而且不斷重複)。
達·芬奇飛行器的另一個問題是,儘管他做過很多對於鳥的研究,他還是誤解了它們飛行的基本原理——他以為鳥是因為上下拍動翅膀才能夠飛行,就好像一個人在做擴胸運動那樣。但實際上並非如此。因此,即使他能夠獲得很好的動力來源,他的翅膀拍打式飛行器也無法飛上天空。
出走
達·芬奇可能在米蘭待了好幾年,很開心地設計武器和飛行器,直到一四九九年法國入侵。於是他逃到威尼斯,但那兒的情況也好不到哪兒去——他們正準備對付土耳其的一次進攻。
這些海軍計劃對達·芬奇來說有著與飛行器相同的吸引力,因為他迷戀水不亞於迷戀飛行。儘管這些發明沒有一個付諸實施,但達·芬奇不久就被威尼斯的老大——凱撒僱用為一名全職的工程師,隨他到處旅行。儘管那些年代裡不乏殘酷的統治者,凱撒仍然是其中特別殘酷的一個。達·芬奇在一段時間裡故意視而不見,但有一次,凱撒假裝原諒了一些試圖謀害他的人,並邀請他們共進午餐,結果卻將他們處以絞刑。對這種情況,達·芬奇實在是忍受不下去了。他回到佛洛倫薩,並幫助佛洛倫薩軍隊攻擊比薩,他計劃用一條運河截流亞諾河以斷掉比薩的水源·對比薩來說很幸運的是,運河堤壩破裂,河水又回到了原來的路線。
文藝復興還有那麼一點現代化
大約在一五0三年,達·芬奇完成了至今最著名的一幅油畫——《蒙娜麗莎》。
四年之後,他再一次動身啟程,這一次是回到米蘭。他受到法國國王路易十二的邀請,當時米蘭在路易十二的統治之下。但他仍痴迷於分析和發明東西,正如他所說:
儘管人類才華創造了無數發明,並製造出各種機器,但沒有一種發明能比自然的創造更加美麗,更加合理或者更加直接。因為在它的作品中。沒有一絲缺憾,沒有一點多餘。
於是他開始解剖人體,研究人類與機器之間類似的特性。心臟是一個特別討厭的問題:一旦從人體取出,它就會萎縮成一灘糊狀。於是達·芬奇將蠟液注入屍體的心臟,並用模具做成石膏模型。他畫了一些令人讚歎的關於心臟的圖,但是始終沒有弄清楚它究竟是什麼東西——一個保持血液循環的水泵。
和往常一樣,戰爭中斷了達·芬奇的工作,而且當一五一二年法國人被趕出米蘭時,他意識到他又得搬家了。這一次是前往羅馬,他在那裡為新的主教梅第西工作,後來主教還給他一間工作室和一些助手。但他與他們相處得並不好——他認為他們在偷取他的創意。他們還殺死小鳥,這一點鐵定會惹他不高興。但是在那段時間,他還是發明出了一些東西:a並不是武器b可以實際使用。其中一個構思巧妙的螺紋切削機,在接下來的四百年中一直有人使用。他還建造了一個自動稱重機,一支新型水鍾,以及一個測量溫度的儀器都很前衛。和所有的發明一樣,如果當時人們並不特別需要它們,它們都無法獲得成功。等到一個的確需要它們的年代,它們卻早已被遺忘,於是只能從頭再發明一次。但是如果事情有那麼一點不一樣,十六世紀就可能變得更為現代化,而且誰知道二十一世紀會變成什麼樣!
還好,達·芬奇並不過於看重這些事情——實際上,他還有點喜歡惡作劇。當他被雇來發明殺人機器的時候,他沒什麼機會自娛自樂。但當環境變得和平多了的時候,他就可以做點有意思的事情:譬如邀請朋友來玩,然後用風箱給公牛的腸子充氣,直到充氣的腸子沾滿整個房間。
還有一套能夠自己站起和坐下的鎧甲(這被認為是現代機器人的雛形),這肯定在當時嚇倒了不少人。
在他生命的最後階段,他在飛行方面取得了真正的突破:發明懸睦式滑翔機,它是可以真正運作的,因為它不需要動力。但此時他已經太老了,沒有精力去製作這種滑翔機。他死於一五一九年,享年六十七歲。他的創意和發明原本可以改變整個世界,但在科學界。他幾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。
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