造汽車,造飛機,造機器人,傑出畫家竟是百科全書式科學巨匠
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。隻是破解這個謎談何容易,要知道制造這個謎的人,曾經自己就破解了許多自然科學之謎。他就是達·芬奇。近日,達·芬奇發明的自行車來到北京,一個科學天才與他當年的設想再次讓我們仰望了一下。
達·芬奇設計的第一輛汽車草圖與模型圖
事實上,達·芬奇在天馬行空中,一直将奇思妙想寫在手稿上,直到去世也沒有發表。然而,“科學家達·芬奇”的稱号對達·芬奇來說是當之無愧的,有人甚至評價為世界十大科學家之首。
達·芬奇科學成就:
天文學
達·芬奇對傳統的“地球中心說”持否定的觀點。他認為地球不是太陽系的中心,更不是宇宙的中心,而隻是一顆繞太陽運轉的行星,太陽本身是不運動的。達·芬奇還認為月亮自身并不發光,它隻是反射太陽的光輝。他的這些觀點的提出早于哥白尼“太陽中心說”。甚至在當時,達·芬奇就幻想利用太陽能了。
達·芬奇設計世界上第一款直升機
他設計出初級機器人
更為奇妙的是,達·芬奇還設計了一套方法以做心髒修複手術。
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。而認識自然,認識自己。這位文藝複興時期的天才不遺餘力地履行着。為了認識人類自身,達·芬奇親自解剖了幾十具屍體,對人體骨骼、肌肉、關節以及内髒器官進行了精确了解和繪制。
在多次解剖後,達·芬奇發現了血液對人體所起到的新陳代謝作用,血液把營養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·芬奇發現了心髒由4個腔組成并畫出了心髒瓣膜圖。
事實上,當年達·芬奇連人體循環系統工作機理的一點概念都沒有。更為神奇的是,2005年,一名英國外科醫生還利用達·芬奇設計的方法做心髒修複手術。不過,解剖學的研究在當時并沒有給達·芬奇帶來聲譽,而是遭到了無數的诽謗。
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·芬奇的構想中,他想到了用下部的齒輪作為驅動裝置。由此通過兩個機械杆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,再通過一個傳動杆與頭部相連,頭部就可以轉動甚至可以開合下颌。而一旦配備了自動鼓裝置後,這個機器人甚至還可以發出聲音。
原來,500多年前,就已經有了機器人的雛形。
他本可讓文明提前一百年
點燃現代汽車發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(現存約5000多頁)至今仍在影響科學研究,他就是一位現代世界的預言家,而他的手稿頁被稱為一部15世紀科學技術的真正百科全書。
很早,達·芬奇就對當時的四輪馬車不滿。在他的科學世界中,早就有了汽車的影子。事實上,點燃現代汽車發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。人力轉動車的後輪使得各個齒輪相互咬合,彈簧繃緊就産生了力,再通過杠杆作用将力傳遞到輪子上。
那麼怎麼控制車速呢?達·芬奇也想到了。他在車身上安裝了一個圓盤裝置,圓盤表面設置了很多方形的木塊,和每個輪子連接的鐵杆另一端與圓盤相接,這就是用于控制車速的裝置。圓盤扇放置的木塊數量越多,與鐵杆之間的摩擦就會越大,阻力也越大,輪子的運轉速度越慢,行駛的距離越長。
當然,達·芬奇也想到了刹車裝置。位于齒輪之間有一個木塊,拉動繩索将木塊卡在齒輪之間,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·芬奇還将彈簧巧妙地運用在了鐘表設計上。後來大型鐘表采用的原理,就是出自達·芬奇的設想。隻是在這個設想中,彈簧的彈力被物體的重力所代替,物體向下的重力通過衆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·芬奇曾有過無數的發明設計。而這些發明足足可以讓我們的世界科學文明進程提前100年。
對機械世界癡迷不已
水下呼吸裝置、發條傳動裝置,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·芬奇将他無數的奇思妙想呈現在世人面前。故事的開頭不得不說起達·芬奇初到佛羅倫薩學畫的經曆。事實上,這段經曆開啟了藝術家達·芬奇的大門,也開啟了科學家達·芬奇的大門。
1460年,達·芬奇随父親來到佛羅倫薩,開始了他的學徒生涯,同時開始學畫。學畫的達·芬奇參與安裝佛羅倫薩聖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的神奇。
佛羅倫薩聖母瑪麗亞大教堂是文藝複興建築的開端。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,布魯内萊斯基的機械系統設計理念對達·芬奇産生了很大影響。當時一批“錫耶納工程師”對達·芬奇的科學世界也産生了重要影響。
而錫耶納的工程師們設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明,讓達·芬奇對機械的魔力産生了巨大的興趣。
從此,達·芬奇對機械世界癡迷不已。
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