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蒙娜麗莎的微笑,，迷人而神秘,，直到今天還有人在破解其中之謎。只是破解這個謎談何容易,，要知道制造這個謎的人,，曾經(jīng)自己就破解了許多自然科學(xué)之謎。他就是達·芬奇,。近日,，達·芬奇發(fā)明的自行車來到北京，一個科學(xué)天才與他當(dāng)年的設(shè)想再次讓我們仰望了一下,。 事實上,，達·芬奇在天馬行空中，一直將奇思妙想寫在手稿上,，直到去世也沒有發(fā)表,。然而,，“科學(xué)家達·芬奇”的稱號對達·芬奇來說是當(dāng)之無愧的,，有人甚至評價為世界十大科學(xué)家之首,。 達·芬奇科學(xué)成就： 天文學(xué) 達·芬奇對傳統(tǒng)的“地球中心說”持否定的觀點。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轉(zhuǎn)的行星，太陽本身是不運動的,。達·芬奇還認(rèn)為月亮自身并不發(fā)光,，它只是反射太陽的光輝。他的這些觀點的提出早于哥白尼“太陽中心說”,。甚至在當(dāng)時,，達·芬奇就幻想利用太陽能了。 物理學(xué) 達·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,，后來為伽利略的實驗所證明,。他認(rèn)為一個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動。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“永動機”作為能源的不可能性,。 建筑 在建筑方面，達·芬奇表現(xiàn)出卓越的才華,。他設(shè)計過橋梁,、教堂、圓屋頂建筑和城市下水道,。在城市街道設(shè)計中,，他將車馬道和人行道分開；設(shè)計城市建筑時,，具體規(guī)定了房屋的高度和街道的寬度,。米蘭的護城河就是他設(shè)計和建造的,。 水利工程 達·芬奇對水利學(xué)的研究比意大利的學(xué)者克斯鐵列早一個世紀(jì)。為了排除泥沙,，他作了疏通亞諾河的施工計劃,。他設(shè)計并親自主持修建了米蘭至帕維亞的運河灌溉工程。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,。 軍事和機械 發(fā)明了飛行機械、直升機,、降落傘,、機關(guān)槍、手榴彈,、坦克車,、潛水艇、雙層船,、殼戰(zhàn)艦,、起重機等等。 地質(zhì)學(xué) 達·芬奇根據(jù)高山上有海中動物化石的事實推斷出地殼有過變動,，指出地球上洪水的痕跡是海陸變遷的證明,，這個思想與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,，他就計算出地球的直徑為7000余英里,。 他是直升機之祖 這位文藝復(fù)興時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)一定會一下就跳到一百年以后的局面,。猜測這種情況對人類的學(xué)術(shù)與社會的進步，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)和社會的演變一定都會大不相同,，”科學(xué)史家丹皮爾津津樂道的這位科學(xué)巨人正是達·芬奇,。 事實上，達·芬奇時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間后，達·芬奇又來到米蘭,。1483至1486年期間,，達·芬奇繪制了一幅飛行器草圖,。 在達·芬奇的設(shè)想中，這是一種依靠飛行員自身提供動力來驅(qū)動的飛行器,。這位天才稱自己的設(shè)計為“撲翼飛機”,，達·芬奇讓自己的飛機同時具備了推動力和提升力。 讓我們姑且根據(jù)達·芬奇畫的草圖來還原出這架飛機,。飛機的外形由木頭,、帆布等當(dāng)時的材料制成,，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到11米,。飛行員背負(fù)著這個巨大的飛行器,，通過不停地踩動一個動力滑輪來驅(qū)動，而這個推動力又通過手搖曲軸得到放大,，同時向提升裝置提供動力,。 設(shè)計出這款飛機時，達·芬奇心中一直有個理念：只要力量足夠就可以飛行,?？磥恚@位文藝復(fù)興時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,。事實上,，這個最早的飛行器的機械設(shè)計十分完美，但是,，由于人自身所提供的動力和飛行器本身的自重相比不成比例,，是無法實際應(yīng)用的。事實上,，達·芬奇稱自己的發(fā)明也是提供一個直升動力,，而不是真正能工作的飛機。直到今天,，人們還將達·芬奇的設(shè)計視為直升機的先祖,。 他設(shè)計出初級機器人 更為奇妙的是，達·芬奇還設(shè)計了一套方法以做心臟修復(fù)手術(shù),。 達·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)識自然,，認(rèn)識自己,。這位文藝復(fù)興時期的天才不遺余力地履行著。為了認(rèn)識人類自身,，達·芬奇親自解剖了幾十具尸體,，對人體骨骼,、肌肉、關(guān)節(jié)以及內(nèi)臟器官進行了精確了解和繪制,。 在多次解剖后,，達·芬奇發(fā)現(xiàn)了血液對人體所起到的新陳代謝作用，血液把營養(yǎng)帶到身體的各個部分,，又把廢物從各部分帶走,。在具體的解剖觀察中，達·芬奇發(fā)現(xiàn)了心臟由4個腔組成并畫出了心臟瓣膜圖,。 事實上,，當(dāng)年達·芬奇連人體循環(huán)系統(tǒng)工作機理的一點概念都沒有。更為神奇的是,，2005年,，一名英國外科醫(yī)生還利用達·芬奇設(shè)計的方法做心臟修復(fù)手術(shù)。不過,，解剖學(xué)的研究在當(dāng)時并沒有給達·芬奇帶來聲譽,，而是遭到了無數(shù)的誹謗。 不過,，就是對人體的這種深入了解,，達·芬奇在手稿中甚至繪制了西方文明世界的第一款人形機器人。 達·芬奇賦予了這個機器人以木頭,、皮革和金屬的外殼,。而如何讓機器人動起來，才是讓達·芬奇大傷腦筋的,。在達·芬奇的構(gòu)想中,，他想到了用下部的齒輪作為驅(qū)動裝置。由此通過兩個機械桿的齒輪再與胸部的一個圓盤齒輪咬合,，機器人的胳膊就可以揮舞,，坐或者站立。更絕的是,，再通過一個傳動桿與頭部相連,，頭部就可以轉(zhuǎn)動甚至可以開合下頜。而一旦配備了自動鼓裝置后,，這個機器人甚至還可以發(fā)出聲音,。 原來，500多年前,，就已經(jīng)有了機器人的雛形,。 他本可讓文明提前一百年 點燃現(xiàn)代汽車發(fā)明靈感之火的正是這輛“達·芬奇汽車”。 最酷的事實是達·芬奇長達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·芬奇就對當(dāng)時的四輪馬車不滿,。在他的科學(xué)世界中,，早就有了汽車的影子。事實上,，點燃現(xiàn)代汽車發(fā)明靈感之火的正是這輛“達·芬奇汽車”,。 既然是汽車就要考慮動力問題，達·芬奇在汽車中部安裝了兩根彈簧以解決這個問題,。人力轉(zhuǎn)動車的后輪使得各個齒輪相互咬合,，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·芬奇也想到了。他在車身上安裝了一個圓盤裝置,，圓盤表面設(shè)置了很多方形的木塊，和每個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越大,，阻力也越大,，輪子的運轉(zhuǎn)速度越慢，行駛的距離越長,。 當(dāng)然,，達·芬奇也想到了剎車裝置。位于齒輪之間有一個木塊,，拉動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,，因為僅靠彈簧的動力根本無法行駛很長的距離。 同時,，達·芬奇還將彈簧巧妙地運用在了鐘表設(shè)計上,。后來大型鐘表采用的原理，就是出自達·芬奇的設(shè)想,。只是在這個設(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動,。 此外,，挖河機、潛水機,、起重機,、照相機、加熱機,、溫度計……達·芬奇曾有過無數(shù)的發(fā)明設(shè)計,。而這些發(fā)明足足可以讓我們的世界科學(xué)文明進程提前100年。 對機械世界癡迷不已 水下呼吸裝置,、發(fā)條傳動裝置,，滾珠裝置、反向螺旋,、紡織物擴張器…… 水下呼吸裝置,、拉動裝置,發(fā)條傳動裝置、滾珠裝置,、反向螺旋,、差動螺旋、紡織物擴張器……達·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·芬奇初到佛羅倫薩學(xué)畫的經(jīng)歷,。事實上，這段經(jīng)歷開啟了藝術(shù)家達·芬奇的大門,，也開啟了科學(xué)家達·芬奇的大門,。 1460年，達·芬奇隨父親來到佛羅倫薩,，開始了他的學(xué)徒生涯,，同時開始學(xué)畫。學(xué)畫的達·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·芬奇在安裝穹頂燈塔上巨型銅球時,，親眼目睹了三速提升機等機械裝置的效率,，深感其中的神奇。由此,，布魯內(nèi)萊斯基的機械系統(tǒng)設(shè)計理念對達·芬奇產(chǎn)生了很大影響,。當(dāng)時一批“錫耶納工程師”對達·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設(shè)計的一種外形像船的河道淤泥挖掘機,，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·芬奇對機械的魔力產(chǎn)生了巨大的興趣,。 從此,，達·芬奇對機械世界癡迷不已。 |
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