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达．芬奇的科学密码

莱奥纳多·达·芬奇在500年前发明了潜艇

，滑翔机和坦克

。然后……1620年制造出第一艘潜艇；1891年第一具载人滑翔机飞上天空：1910年代，第一批坦克投入使用。确实如此。达·芬奇的发明大多已经遗失，而不得不在几百年以后从头再来，这是因为达·芬奇是一个文艺复兴人。在文艺复兴时期，充满奇妙创意的古希腊手稿都被带到意大利，所有人都兴奋不已，一夜之间，他们都投身于各种艺术，以及有点古怪的科学之中。要成为一位文艺复兴人，你得涉足所有学科——因此，在理想的情况下，人们并不特别精通于科学，写作或者花式游泳——他们得精通所有一切。精通一切是个很不错的计划，就是难度太大，’但是达芬奇还是能设法搞定。实际上几乎可以说他就是一个文艺复兴人：他是至今为止最伟大的画家之一——他能够绘制地图；他会雕刻；他观察天象；他用自己发明并制造的乐器谱曲演奏：他研究岩石：他设计建筑——甚至规划城镇；他描绘植物和化石；他剖开人体而没有让他滴出一滴血……(没关系，只不过是尸体。但也很了不起，因为他在尸体的心脏和大脑注入蜡液，因此能够制作出好看的人体标本)。

达·芬奇还相当帅、好动、视力极佳，而且身强力壮——据说他会单手将马蹄铁折断。他心地也十分善良，是个素食者，会买下笼中的鸟儿然后将它放生。当然，他还是一位发明家。作为一位文艺复兴人，这意味着达·芬奇十分忙碌。他做了大量的笔记，全是些令人啧啧称奇的创意和伶俐巧妙的图解，但他从来没有时间将它们整理出来发表。而且，他有点担心人们会窃取他的创意，或者利用它们来互相残杀。另外，他总是不断地在旅行，所以在他活着的时候，他的很多发明只有他自个儿知道。在他死后，他的档案也就散落在世界各个角落，大多数落在艺术家们手里，于是他更具科学性的作品就没能受到重视。至今这种情况仍在继续有关达·芬奇的书籍都倾向于只介绍他的艺术才华。

传奇开始公元一四五二年，达·芬奇诞生于托斯卡纳区的文西村附近。我们不太了解他的早期生活，但我们知道他在一个激动人心而又动荡不安的年代长大。当时意大利被分为五个地区，每一个地区有一个大城市管辖：罗马、佛洛伦萨、米兰、威尼斯和那不勒斯。这些地区大都是由残忍的家族统治——达·芬奇为其中两个家族工作，分别是柏格斯以及梅迪西斯。尽管他们基本上都很可怕，但却喜欢艺术。另外，每个家族之间总是频频争斗，与土耳其、法国也是彼此战斗频繁，因此他们喜欢艺术家，也喜欢制造武器的人。达·芬奇两样都行，所以他们更是十分喜欢他。在一开始，达·芬奇在艺术方面要比在科学方面更为投入。一四六九年，他被带到著名艺术家维洛奇欧的工作室。据说达·芬奇帮助这位大师画了一幅肖像画的头部，令维洛奇欧惭愧得几乎想退休。还有一次，他画了一只怪物，挂在一个黑漆漆的房间里，并用一束光照着它，结果把他的父亲吓了个半死。达·芬奇是名同性恋者，在当时那个时代，同性恋还被视作是一种罪恶，

甚至会执行火刑处死。他在一四七六年被匿名控告为同性恋者，尽管后来罪名没有成立，这也成为不久之后他离开佛洛伦萨前往米兰的原因之一。(后来被证明是同性恋者的还有米开朗基罗·博那罗蒂和拉斐尔·桑齐奥，他们被后世尊为文艺复兴时期的艺术三杰。)这个时期，他已经对科学和工程产生了与艺术同等的兴趣，于是他写了一封信给米兰的统治者鲁德维克斯·佛查，列举自己能做出来的所有奇迹似的发明，那些发明能够帮助他打赢所有将开始的战争——譬如固若金汤的桥梁和投掷石块的机器，

他提到了他还会一点画画，所以毫无疑问他被接受了。在一四八二年，路德维克雇用他来……弹竖琴。幸运的是，他竖琴弹得同样好成为一名竖琴家并不妨碍达·芬奇从事发明，他平静的生活也没能阻止他构思众多战争武器。这些发明并没有制造出来，即便是有，也极少，更别说是被使用了——有些过于昂贵，有些过于先进，还有些则过于古怪。坦克就实在有点古怪——他的轮子朝反方向转动。可能达·芬奇想给偷窃他构想的人制造一个陷阱，可能它只不过是一个错误，或者它根本就是一个玩笑。值得一提的是：在达·芬奇所有的笔记中，字母都是反过来写的(别人要借助镜子才能读出他写的东西)。一些人说这是他保护自己创意的一种手段，还有人说这是因为他是个左撇子。

征服天空在一开始，达·芬奇的发明只不过是脑袋中的构想，他并没有考虑许多细节——他还没费什么心思想过这背后的科学问题。但从一四八零年开始，他以解剖尸体(特别是动物的尸体)来探索物体表面之下的道理。另一个让他痴迷的构想征服天空也就是在此时诞生的。达·芬奇的降落伞和他的很多发明一样，是个伟大的构想，而且它被真正展示过如何运作。(尽管它需要一点改善，才能正确运作——降落伞需要在顶部开一个洞，否则它会在降落的时候剧烈晃动。

达·芬奇的直升机设计是他为数不多的真正有影响力的发明之一：尽管被遗忘了好几个世纪，但它的确激发了伊果西科斯基的灵感，后者在一九四零年代制造了第一架成功的直升机。但它并不是第一个直升机设计——早在一三二五年，就存在一些类似的小玩具了，尽管它们的设计是基于风车原理。这些小玩具并不像达·芬奇设计的那样自身具备动力，这就意味着，如果达·芬奇制造出一个能运作的模型——他似乎的确制造了一个——那么，它就会成为世界上第一架有动力的飞行器。但是，和降落伞一样，用它来飞行并不是什么好玩的事；基座会朝着螺旋桨相反的方向旋转。(现代直升机如果尾部没有一个辅助推进器的话，也会发生相同的情况。)达·芬奇只画了一个直升飞机草图和一个降落伞草图，但他却画了很多其他飞行器的草图——大多数都和他研究的鸟一样有着能拍打的翅膀。在达·芬奇进行发明的大多数时间里，他还是比较科学的，但当他在思考飞行的时候，他总是会有那么一点天马行空，因此他的一些发明并不怎么符合现实：比如说用翅膀替代划桨的飞行器。这个飞行器需要的所有零件，重量加起来估计有三百公斤，而这都得靠一个人力转动手轮和踏动脚板来离开地面，看来速度得非常非常快才行。

遗憾的是，达·芬奇的飞行器没有什么机会运作，尤其是因为它所能攫得都是些笨重的材料。达·芬奇的主要问题是(这个问题同样影响着他其他很多的发明)当时没有任何轻巧的动力来源一没有发电机，没有汽油引擎，没有燃料电池。他所能拥有的只有人类的肌肉，马的力量，以及非常原始的蒸汽动力。他曾在其他一些发明中使用过河水的动力，可是河水不太适合于飞行，马匹也不太合适(它老是吃掉放在舱室里的杂志)。达·芬奇还是想出了一个驱动飞行器的方法一尽管有点古怪。这个方法是飞行员转动一个手轮——把很有力量的弓弯曲，就像一把十字弩那样。当松开弓的时候它就会带动翅膀，使它们进行短暂的拍打。然后机器就会坠落，除非飞行员能够迅速地再一次拉进那把弓(而且不断重复)。达·芬奇飞行器的另一个问题是，尽管他做过很多对于鸟的研究，他还是误解了它们飞行的基本原理——他以为鸟是因为上下拍动翅膀才能够飞行，就好像一个人在做扩胸运动那样。但实际上并非如此。因此，即使他能够获得很好的动力来源，他的翅膀拍打式飞行器也无法飞上天空。出走达·芬奇可能在米兰待了好几年，很开心地设计武器和飞行器，直到一四九九年法国入侵。于是他逃到威尼斯，但那儿的情况也好不到哪儿去——他们正准备对付土耳其的一次进攻。?这些海军计划对达·芬奇来说有着与飞行器相同的吸引力，因为他迷恋水不亚于迷恋飞行。尽管这些发明没有一个付诸实施，但达·芬奇不久就被威尼斯的老大——凯撒雇用为一名全职的工程师，随他到处旅行。尽管那些年代里不乏残酷的统治者，凯撒仍然是其中特别残酷的一个。达·芬奇在一段时间里故意视而不见，但有一次，凯撒假装原谅了一些试图谋害他的人，并邀请他们共进午餐，结果却将他们处以绞刑。对这种情况，达·芬奇实在是忍受不下去了。他回到佛洛伦萨，并帮助佛洛伦萨军队攻击比萨，他计划用一条运河截流亚诺河以断掉比萨的水源·对比萨来说很幸运的是，运河堤坝破裂，河水又回到了原来的路线。文艺复兴还有那么一点现代化大约在一五０三年，达·芬奇完成了至今最著名的一幅油画——《蒙娜丽莎》。

四年之后，他再一次动身启程，这一次是回到米兰。他受到法国国王路易十二的邀请，当时米兰在路易十二的统治之下。但他仍痴迷于分析和发明东西，正如他所说：尽管人类才华创造了无数发明，并制造出各种机器，但没有一种发明能比自然的创造更加美丽，更加合理或者更加直接。因为在它的作品中。没有一丝缺憾，没有一点多余。于是他开始解剖人体，研究人类与机器之间类似的特性。心脏是一个特别讨厌的问题：一旦从人体取出，它就会萎缩成一滩糊状。于是达·芬奇将蜡液注入尸体的心脏，并用模具做成石膏模型。他画了一些令人赞叹的关于心脏的图，但是始终没有弄清楚它究竟是什么东西——一个保持血液循环的水泵。和往常一样，战争中断了达·芬奇的工作，而且当一五一二年法国人被赶出米兰时，他意识到他又得搬家了。这一次是前往罗马，他在那里为新的主教梅第西工作，后来主教还给他一间工作室和一些助手。但他与他们相处得并不好——他认为他们在偷取他的创意。他们还杀死小鸟，这一点铁定会惹他不高兴。但是在那段时间，他还是发明出了一些东西：a并不是武器b可以实际使用。其中一个构思巧妙的螺纹切削机，在接下来的四百年中一直有人使用。他还建造了一个自动称重机，一支新型水钟，以及一个测量温度的仪器都很前卫。和所有的发明一样，如果当时人们并不特别需要它们，它们都无法获得成功。等到一个的确需要它们的年代，它们却早已被遗忘，于是只能从头再发明一次。但是如果事情有那么一点不一样，十六世纪就可能变得更为现代化，而且谁知道二十一世纪会变成什么样!还好，达·芬奇并不过于看重这些事情——实际上，他还有点喜欢恶作剧。当他被雇来发明杀人机器的时候，他没什么机会自娱自乐。但当环境变得和平多了的时候，他就可以做点有意思的事情：譬如邀请朋友来玩，然后用风箱给公牛的肠子充气，直到充气的肠子沾满整个房间。还有一套能够自己站起和坐下的铠甲(这被认为是现代机器人的雏形)，这肯定在当时吓倒了不少人。在他生命的最后阶段，他在飞行方面取得了真正的突破：发明悬睦式滑翔机，它是可以真正运作的，因为它不需要动力。但此时他已经太老了，没有精力去制作这种滑翔机。他死于一五一九年，享年六十七岁。他的创意和发明原本可以改变整个世界，但在科学界。他几乎所有的作品都整整失落了二百年，目前，有三分之二仍然下落不明。

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