解码达•芬奇的科学世界

　　

 一只像大鸟一样的飞行器悬挂在半空中，长长的翅膀左右展开，它似乎要张开巨翼，飞向远方，这令在场的观众无不驻步。科技周期间，北京自然博物馆举行的“从另一个视角认识莱昂纳多•达•芬奇”———意大利达•芬奇科技展令参观者惊叹和折服。载人飞行器只是达•芬奇500年前众多奇妙的想法之一，以齿轮发动的机器人、无人驾驶的汽车、旋转浮桥……这些上世纪方被人们接受的发明，却远在文艺复兴时期，已被达•芬奇“未卜先知”。达•芬奇，这位与米开朗基罗、拉斐尔并称文艺复兴三杰的奇人，不仅以《最后的晚餐》和《蒙娜丽莎》等画驰名世界，而且在科研方面也硕果累累。他留下大量手稿，在数学、力学、天文学、光学、植物学、动物学、人体生理学、地质学、气象学，以及机械设计、土木建筑、水利工程等方面都有不少创见或发明。北京市科协副主席张开逊说，达•芬奇是第一位以正确方式探究自然的科学家。他不是一个远去的历史人物，在现代文明的发展历程中，总会见到他的身影。

直升机
　　最令人感兴趣并堪称神奇的发明，是达•芬奇设计的由四个人操纵的直升机，虽然现代科学家认为达•芬奇设计的“直升机”可能永远不会起飞，但这一设计仍旧是达•芬奇最著名的发明之一。在达•芬奇时代流行的旋转玩具可能引发了这位大发明家的设计灵感。最早直升机的概念可以追溯到中国古代已有的竹蜻蜓。竹蜻蜓是由一个螺旋桨装在一根垂直轴上构成的，人们以手转动此轴即可使竹蜻蜓升空飞行，这可能是人类最早概念的直升机。但此概念并没有得到继续发展，一直到十五世纪，达•芬奇绘出他所认为的能飞行的机器。他建议以绕垂直轴旋转的螺旋来达到垂直飞行目的。他的一系列草图勾画出飞机的整体构造及其各主要部件的设计，包括机身、发动机、蝙蝠形机翼、扁平的机尾和动力传输装置。其发动机由旋转轴和大螺旋构成，可以用人腿踏蹬与大螺旋相连的脚蹬控制飞机的升降。达•芬奇相信，如果“螺旋桨”的旋转能够达到足够的速度，飞机就能升空。

理想城

　　达•芬奇当时生活在灾祸不断的米兰城，他想象着建造一座更加繁荣的城市，一座他自豪地称之为“家”的城市。他的建筑草图十分详细，甚至还包括有通气孔的马厩。不过，令许多现代米兰人困惑的是，达•芬奇没有留下建设足球场的空间。达•芬奇对多座城市(尤其是米兰)和恢复城市建筑所面临的问题进行研究后，有了“理想城”的规划：城市道路的宽度与“宫殿”高度相当，有门廊的“宫殿”专供“绅士”居住，同时较低的道路供交易和器皿运输使用，“宫殿”较低部分四周宽阔的街道通往动物交易场所，然后再折回贸易地点。这一方案至少解决1484—1486年瘟疫过后米兰狭窄、拥堵的街道数量。那次瘟疫夺去了米兰城三分之一人口的生命。自动车每天看到马路上行驶的汽车，我们对此已习以为常。在展览上展示的达•芬奇设计的自行驱动式“车辆”，虽然无法与法拉利相媲美，但却是他那个年代的创新设计。他设计的木车由弹簧驱动，达•芬奇可能是希望它产生特别的动力。它是世界上第一个自行驱动的“车辆”。早在1905年，达•芬奇研究的开拓者之一吉罗拉莫•卡尔维便注意到达•芬奇与第一辆汽车之间的联系。但直到最近，科学家才正确地破译了达•芬奇的设计。2004年，佛罗伦萨一家博物馆的科学家于照图纸制造了一辆，发现汽车能按达•芬奇预想的那样工作。

旋转浮桥

　　在这次展览中，一座能旋转的浮桥格外引人注目，它具有抛物线状的外形，只有一个跨度，通过一个巨型“垂直栓”能安全达到两岸。浮桥靠绳索和升降机移动，辅以轮子和金属滚轴以便其滑行。此外，浮桥还安装有一个用于平衡和操纵目的的平衡箱。达•芬奇认为自己的旋转浮桥能完美地应用于战争中。轻而坚固的材料在安装到由滑轮和绳子组成的旋转系统上后，士兵爬上去随即就能跑掉。达•芬奇曾经在信中描述了许多“非常轻但高低不平”的桥，旋转浮桥就在其中。按照达•芬奇的构想，建造这些桥的材料可就地获取，同时易于运输。

机器人

　　科技发展到二十世纪，机器人才开始出现在人们的视野，并逐步走入人们生活中。而在这位500年前的天才脑中，早已有了机器人的存在。在展览上展示的达•芬奇设计的“人形机器人”穿着盔甲，模样威武，完全就是一个“骑士”，它可以挥舞胳膊，张合下颌，可以坐站自如，如果再配备一个自动鼓，“他”甚至还可以发出声音。或许，这种奇异的想法和精巧的设计在那个年代也只能出现在这位大师的脑中。

三管大炮

　　达•芬奇虽然厌恶冲突，但这丝毫没有阻止他提出像三管大炮这样威力十足的大炮设计。达•芬奇设计的大炮火力猛，重量小，耐用，可能是战场上的致命武器。在达•芬奇那个年代，大炮大多仅用于攻城拔寨。这是因为大炮过重，另外拆卸大炮需要很长时间，所以大炮几乎从来不会在战场上出现，否则会延缓军队的移动速度。达•芬奇对大炮进行了一些改进，提高了命中率和发射炮弹的速度。三管大炮可谓是轻型大炮的古代版本：炮架易于拆卸，有三根从前面装弹的炮管。为了提高命中率，三根炮管可以通过测标装置调节高度。

滑翔机

　　达•芬奇对会飞的机器充满了幻想，其中就包括几个装有翼的滑翔机。这种开放式模型安装有为飞行员准备的椅子和各种装置，但没有安全头盔。据估计，达•芬奇是在15世纪末期构思出滑翔机的，但草图其后不知所终，直至1966年在马德里一家博物馆才被人发现。滑翔机设计是用支架承托帆布机翼，只要拉动两端绳子就可控制飞行方向，滑翔机设有一个可载人的大篮，并配备轮子用以升降。

潜水服

　　达•芬奇对大海的痴迷使他提出许多关于水下探索的设计。文艺复兴时代，人们开始考虑水下潜泳问题。达•芬奇设计的潜水服由皮革制成，潜水服上连着用芦苇秆制成的通气管。潜水服还有一个潜水者能小便的口袋，达•芬奇考虑得真是周到。达•芬奇还建议潜水员随身带着锋利的小刀，当潜水员被水下网状物缠上时可派上用场。至今，他的许多发明还依然用在现代潜水员身上。徜徉在这些内容丰富的展品中，我们不禁对达•芬奇非凡的想象力和创造力叹为观止；也仿佛穿越了历史时光的隧道，看到了人类现代科技进步的最初步伐。

　　 ■新闻缘起

　　即使没有《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》这些传世之作，欧洲文艺复兴时期的代表人物达•芬奇依然算得上一位令人仰视的巨匠。五月二十日在北京自然博物馆开幕的“达•芬奇科技展”为中国公众提供了新的视角，来审视这位科学奇才的伟大成就———他早于哥白尼否定了地球中心说，最早提出鸟类依靠空气飞行的力学观点，设计出世界上第一辆自行驱动车等等。由于这些科学成就，达•芬奇甚至被称为是哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿等人的引路人。