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1452年4月15日:一位科学先驱的诞生——达文西

时间:2020-06-04      浏览:922


1994 年,亿万巨富比尔‧盖兹(Bill Gates)花了史上天价3千万美元买下了达文西(Leonardo da Vinci)的手稿《莱斯特抄本》(Codex Leicester)。身为「文艺复兴人」的缩影,达文西主要以他的艺术名作如「最后的晚餐」和「蒙娜丽莎」闻名于世。直到20世纪,修道士于 1960 年代在他的老家发掘出他的手抄本原稿,并加以修复,裏面的笔记和注记全都是左撇子达文西以左手反向由右向左书写,难以解读,只能藉着镜子才能辨识,但此抄本却巩固了他在当时是最伟大科学家之一的地位。

1452年4月15日:一位科学先驱的诞生——达文西

Credit:American Museum of Natural History Library

达文西诞生于 1452 年 4 月 15 日,是佛罗伦斯公证人Ser Piero d’Antonio 的私生子,由父亲抚养长大,接受当时一般的正规教育包括阅读、写作和算术。当他快到青春期,展现出潜在的艺术天分时,他就到佛罗伦斯知名的 Andrea del Verrochio 工作室当学徒,学习绘画、雕刻以及有用的工艺与机械技巧,例如研磨、调色、基本的几何透视和黏土与青铜的使用。当他于 1472 年被接纳加入画家协会时,他除了追求艺术外,也已经开始画帮浦、武器和其他精巧机器的草图。

他一生都在追求这两种兴趣,求取平衡,虽然两方面的成就不同,但都很成功。1482 年,达文西到米兰公爵 Ludovico Sforza 处工作。但出乎意料的是,他谋得此职位是靠着推销他的工程技术和设计精进的武器与防御工事的计画,并非靠他的艺术家技巧。

公爵让他忙着绘画、雕刻、并设计繁杂精美的宫廷庆典和兵器,但是达文西仍设法研读《欧基理得》(Euclid)、Battista Alberti 有关建筑的书籍、和 Piero della Francesca 有关绘画的《透视法》(On Perspective),继续研究几何学。据说他由于忙着钻研几何学,常忽略了作画。

在这其间,达文西真正的成就都是在科学方面的。他仅靠着机械的方法就设计出几个让圆形和正方形面积相同的作法,并于 1498 年写了一本力学初级理论的书。他同时在他的 Codex Atlanticus(1490)中预见建造望远镜的可能性,在手卷中他写着「製造眼镜来看放大的月亮」,虽然这样的装置在往后的 100 年内都无法实现。至 1513 年,他更延伸此基本概念,想像出将单一星球的影像投射到凹镜上的方法,凹镜的反射就可以将星球表面放大。

1499 年,法国军队入侵米兰,公爵被打败,所以停止雇用达文西。由于少了有钱的赞助人,达文西因此先到 Mantua,再到威尼斯,最后抵达佛罗伦斯,专心研究数学和绘画。1503 年,佛罗伦斯被包围,达文西因此策划了一个庞大的计画,欲将比萨后面的 Arno 河改道;他还计画建运河,使佛罗伦斯有管道和河流相通。他的观察经常附有对所分析物体或现象的精确绘图,并加注解,所以他的一生中累积了无数卷这样的笔记,详细记录了上自天文,下至化石形成、植物成长、光作用的研究。

正如当时许多艺术家与医生一般,达文西也致力于解剖尸体的工作。因为 15 世纪的义大利缺乏冷藏设备,也没有甲醛,所以他必须儘速处理,用以研究人体解剖学,这也对他的艺术产生影响。但是他的科学家本质也让他对于人体四肢的结构,其与神经和关节的依存关係,以及颈部脊椎、小器官、毛细管的功能深感兴趣。他同时还被齿轮和槓桿所吸引,这些都是他许多机器草图的重心,包括早期脚踏车、直昇机、起重机、自动旋转烤肉叉、自动车,以及像弹弓、飞弹、多管机关枪、手榴弹、追击炮或甚至现代坦克前身等武器的原型。

他对当时是动力主要来源的水很着迷,导致他设计出先进的水车、蒸汽动力大砲,以及测量大气湿度的仪器。他也构想出漂浮的雪鞋,让人在水中行走;可漂浮的救生用具;在水底攻击船只,使其沈没的装置;「不会沈的」双壳船,以及清理海湾和运河的挖泥船。1513 年,他的健康逐渐走下坡,于是搬到罗马居住。三年后,他担任法国法兰西斯国王(一个超级崇拜者)的首席画家、建筑师和技师。

1519 年 5 月 2 日,达文西病逝于法国可陆克斯(Cloux),享年67岁。达文西在他的时代是一个异数,他强调直接观察、反覆测试的科学研究方法,而这一直到 19 世纪都是研究科学的主要原则,例如,他进行鸟飞翔的系统研究,并试图应用此相同的原则在他所设计的飞行机器上。就此而论,达文西可说在不科学、高度迷信的中世纪对于科学问题时常以哲学而非科学方式来解决,和后来世代的经验主义间建立起沟通的桥樑。