達．芬奇的所有成就

科學巨匠 在文藝復興早期，人們盲目地接受傳統觀念，崇拜古代權威和古典著作。人們學習科學知識也只是學習象《聖經》壹樣的亞裏士多德的理論，只相信文字記載。達·芬奇反對經院哲學家們把過去的教義和言論作為知識基礎，他鼓勵人們向大自然學習，到自然界中尋求知識和真理。他認為知識起源於實踐，只有從實踐出發，通過實踐去探索科學的奧秘。他說“理論脫離實踐是最大的不幸”，“實踐應以好的理論為基礎”。達·芬奇提出並掌握了這種先進的科學方法，采用這種科學方法去進行科學研究，在自然科學方面作出了巨大的貢獻。他提出的這壹方法，後來得到了伽利略的發展，並由英國哲學家弗蘭西斯．培根從理論上加以總結，成為近代自然科學的最基本方法。 達·芬奇堅信科學，他對宗教感到厭惡，抨擊天主教為“壹個販賣欺騙的店鋪”。他說：“真理只有壹個，他不是在宗教之中，而是在科學之中。”達·芬奇的實驗工作方法為後來哥白尼、伽利略、開普勒、牛頓等人的發明創造開辟了道路。 ● 天文。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，而只是壹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並不發光，他只是反射太陽的光輝。他的這些觀點的提出早於哥白尼“太陽中心說”。甚至在當時，達·芬奇就幻想利用太陽能了。 ● 物理。達·芬奇重新發現了液體壓力的概念，提出了連通器原理。他指出：在連通器內，同壹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。他發現了慣性原理，後來為伽利略的實驗所證明。他認為壹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，最後沖力耗盡，在引力的作用下作垂直下落運動。他的這壹發現使亞裏士多德的落體學說產生了動搖。他發展了杠桿原理，除推導出作用力與臂長關系外，還算出了速度與臂長的關系。他指出了“永動機”作為能源的不可能性。達·芬奇還預示了物質的原子原理，形象生動的描述了原子能的威力：“那東西將從地底下爆起，……使人在無聲的氣息中突然死去，城堡也遭到徹底毀壞，看起來在空中似乎有破壞力。” ● 醫學。達·芬奇在解剖學和生理學上也取得了巨大的成就，被認為是近代生理解剖學的始祖。他掌握了人體解剖知識，從解剖學入手，研究了生理學和醫學。他最先采用蠟來表現人腦的內部結構，也是設想用玻璃和陶瓷制作心臟和眼睛的第壹人。他發現了血液的功能，認為血液對人體起著新陳代謝的作用。他說血液不斷的改造全身，把養料帶到身體需要的各個部分，再把體內廢物帶走。達·芬奇研究過心臟，他發現心臟有四個腔，並畫出了心臟瓣膜。他認為老年人的死因之壹是動脈硬化，而產生動脈硬化的原因是缺乏運動。後來，英國的威廉．哈維證實和發展了達·芬奇的這些生理學成果。 ● 建築。在建築方面，達·芬奇表現出卓越的才華。他設計過橋梁、教堂、圓屋頂建築和城市下水道。在城市街道設計中，他將車馬道和人行道分開；設計城市建築時，具體規定了房屋的高度和街道的寬度。米蘭的護城河就是他設計和建造的。 ● 水利工程。達·芬奇對水利學的研究比意大利的學者克斯鐵列早壹個世紀。為了排除泥沙，他作了疏通亞諾河的施工計劃。他設計並親自主持修建了米蘭至帕維亞的運河灌溉工程。由他經手建造的壹些水庫、水閘、攔水壩便利了農田灌溉，推動了農業生產的發展。有些水利設施至今仍在發揮作用。 ● 軍事和機械。達·芬奇的研究和發明還涉及到軍事和機械方面，他發明了飛行機械、直升飛機、降落傘、機關槍、手榴彈、坦克車、潛水艇、雙層船殼戰艦、起重機等等。 ● 地質學。達·芬奇根據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年後赫頓在地質學方面的發現頗為近似。並且在麥哲倫環球航行之前，他就計算出地球的直徑為7000余英裏。 他還在數學領域和水利工程等方面作出了重大的貢獻。 可以說，達·芬奇的研究涉及到自然科學的每壹部門，他的思想和才能深入到人類知識的各個領域。他是世界上少有的全面發展的學者。但是，達·芬奇的大多數著作和手稿都沒有發表，直到他逝世後多年才被世人所發現。科學史家丹皮爾這樣評論達·芬奇，“如果他當初發表他的著作的話，科學本來壹定會壹下就跳到壹百年以後的局面。” ● 他是直升機之祖 這位文藝復興時期的天才早在萊特兄弟之前就有可能開創人類飛行的歷史。 “如果他當初發表了他的著作的話，科學壹定會壹下就跳到壹百年以後的局面。猜測這種情況對人類的學術與社會的進步，當然是毫無用處的，但是我們可以萬無壹失地說，如果真有這種情況發生的話，人類的學術和社會的演變壹定都會大不相同，”科學史家丹皮爾津津樂道的這位科學巨人正是達·芬奇。 事實上，達·芬奇時代的人們也與前人壹樣，有著飛行的夢想。在佛羅倫薩呆了壹段時間後，達·芬奇又來到米蘭。1483至1486年期間，達·芬奇繪制了壹幅飛行器草圖。 在達·芬奇的設想中，這是壹種依靠飛行員自身提供動力來驅動的飛行器。這位天才稱自己的設計為“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、帆布等當時的材料制成，在飛行器兩側是壹雙膜狀的翅膀，結構和形狀酷似蝙蝠或翼龍，這雙翅膀展翼可以達到11米。飛行員背負著這個巨大的飛行器，通過不停地踩動壹個動力滑輪來驅動，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。 設計出這款飛機時，達·芬奇心中壹直有個理念：只要力量足夠就可以飛行。看來，這位文藝復興時期的天才早在萊特兄弟之前就有可能開創人類飛行的歷史。事實上，這個最早的飛行器的機械設計十分完美，但是，由於人自身所提供的動力和飛行器本身的自重相比不成比例，是無法實際應用的。事實上，達·芬奇稱自己的發明也是提供壹個直升動力，而不是真正能工作的飛機。直到今天，人們還將達·芬奇的設計視為直升機的先祖。 ● 他設計出初級機器人 更為奇妙的是，達·芬奇還設計了壹套方法以做心臟修復手術。 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。這位文藝復興時期的天才不遺余力地履行著。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、關節以及內臟器官進行了精確了解和繪制。 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·芬奇發現了心臟由4個腔組成並畫出了心臟瓣膜圖。 事實上，當年達·芬奇連人體循環系統工作機理的壹點概念都沒有。更為神奇的是，2005年，壹名英國外科醫生還利用達·芬奇設計的方法做心臟修復手術。不過，解剖學的研究在當時並沒有給達·芬奇帶來聲譽，而是遭到了無數的誹謗。 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壹款人形機器人。 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。由此通過兩個機械桿的齒輪再與胸部的壹個圓盤齒輪咬合，機器人的胳膊就可以揮舞，坐或者站立。更絕的是，再通過壹個傳動桿與頭部相連，頭部就可以轉動甚至可以開合下頜。而壹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。 ● 點燃現代汽車發明靈感之火的正是這輛“達·芬奇汽車”。 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，他就是壹位現代世界的預言家，而他的手稿頁被稱為壹部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，彈簧繃緊就產生了力，再通過杠桿作用將力傳遞到輪子上。 那麽怎麽控制車速呢？達·芬奇也想到了。他在車身上安裝了壹個圓盤裝置，圓盤表面設置了很多方形的木塊，和每個輪子連接的鐵桿另壹端與圓盤相接，這就是用於控制車速的裝置。圓盤扇放置的木塊數量越多，與鐵桿之間的摩擦就會越大，阻力也越大，輪子的運轉速度越慢，行駛的距離越長。 當然，達·芬奇也想到了剎車裝置。位於齒輪之間有壹個木塊，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計上。後來大型鐘表采用的原理，就是出自達·芬奇的設想。只是在這個設想中，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、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·芬奇將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歷。事實上，這段經歷開啟了藝術家達·芬奇的大門，也開啟了科學家達·芬奇的大門。 1460年，達·芬奇隨父親來到佛羅倫薩，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，由此接觸並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復興建築的開端。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，布魯內萊斯基的機械系統設計理念對達·芬奇產生了很大影響。當時壹批“錫耶納工程師”對達·芬奇的科學世界也產生了重要影響。 而錫耶納的工程師們設計的壹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，還有壹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·芬奇對機械的魔力產生了巨大的興趣。