@ 2018.02.07 , 00:07

达·芬奇的设计天赋

作者:Zaria Gorvett
译者:寒木(投稿)

无人驾驶汽车、人形机器人、原始计算机:难道这些就是达·芬奇最惊人的发明吗?为此,伦敦科学博物馆的一场展览深入探索了这位天才。

达·芬奇的设计天赋
credit:123RF

达·芬奇在《达芬奇密码》中以阴谋家著称,且作为绘画大师创作了《蒙娜丽莎的微笑》,他确实是个多才多艺的人——他对地理、几何、天文、数学、植物学、烟火制造术、光学和动物学都充满热情。在他的众多成就中,他是第一个解释天空为什么是蓝色的人,并在牛顿出生200年前就写下了“每个作用力都有一个方向相反、大小相等的反作用力”。

但他的艺术才能和科学领悟在这位神秘天才另一鲜为人知一面的相比之下都会黯然失色——达·芬奇的发明。

他被誉为是发明剪刀,尽管这一广泛的认知是错误的。事实上,他的许多想法都极为怪诞。从能在水面上行走的鞋子、形似一只巨大机械蝙蝠的飞机到启发《哈利波特》中魔法楼梯的旋转桥梁,他精巧复杂的设计拥有着如梦境般的特性,使人着迷且难以抗拒。当瘟疫在1484年肆虐米兰,他甚至设计了一个乌托邦城市。

数百年来,他极其前卫的设计皆未公之于众,而是被埋藏在行李箱和杂物屋里。在19世纪末,人们发现了大约700多页的笔记和草稿,但他的发明一直默默无闻直到意大利独裁者贝尼托·墨索里尼在1939年为激发民族自豪感而制造了一系列他发明物的模型。

在1952年,达·芬奇诞辰的500周年,米兰市新添了39座模型,并使用了在他所处的15世纪能够使用的材料来制作。这些模型连同之前的一起在伦敦科学博物馆的展览会“天才的技术”中展出,该展览一直持续到2016年9月4号。

“那时候的工程技术是非常注重实际的,所以达·芬奇的设计稿都非常与众不同。通过结合他的艺术才能和工程技术,他确实创造了一种新式的发明方法。”来自米兰雷奥纳多·达芬奇国家科学技术博物馆的联合策展人Claudio Giorgione如是说道。

坦克雏形?

如果达·芬奇的诸多发明都源自天马行空的幻想,那么他设计的装甲车则直接来源于噩梦。外表长得像乌龟和宇宙飞船的交织,这只庞然大物需要八位成年男子手推踏板方可驱动。尽管它从未被实际制造出来,达·芬奇设想在其轮子上添加一个镀金属的木质结构,边缘装备有大炮且有切口,使得士兵们能够从内部发射武器。

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“这是一个非常好的例子,充分展现了达·芬奇使用技术图纸的创新方式。这些图纸想较于他同时代的人所创作的要更具表现力。他展现了坦克如何在尘土中快速前进。”Giorgione说道。

这个坦克是受米兰公爵Ludovico Sforza委托而设计的,因为Ludovico Sforza公爵负责保卫城市抵抗外侵。“这个坦克是达·芬奇数百个军事设计稿的其中之一。此工作为达·芬奇提供了薪水,所以这是达·芬奇选择在米兰工作的起始点。”Giorgione说道。

有趣的是,这个初始设计拥有一个巨大缺陷:前轮和后轮的连接会使它们向相反的方向旋转。如果该坦克按照设计图纸那样制造,这个坦克将永远无法驱动。假使从反战主义者的角度,并考虑到达·芬奇对机械作用力有着清晰理解,一些历史学家认为这样的设计并无大碍,相反,这种错误是种蓄意怠工。

金属机器人

在星球大战中的礼仪机器人C-□□O和人工智能或计算机出现的500多年前,达·芬奇创造了“机器人骑士”,一个人形机器人,能够挥舞手臂、坐下甚至张闭嘴巴。

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通过研究人类尸体解剖,达·芬奇自学了肌肉和关节如何协同工作来移动骨头。他的机械娃娃便是模仿这些人体运动的过程设计出了一个由滑轮、齿轮和缆绳组成的系统,并可以通过一个手柄来控制操作。

达·芬奇的机器人大多是为他富有的资助人娱乐消遣而制造的,比如他为法国国王发明的机器狮。而机械骑士则用于斯福尔扎家族主持宴会上的戏剧表演。

“他那些有着特殊影响力的作品是少有的、能使他的工程才华能展现在同代人面前的时刻之一。他大部分的工程设计稿都被封存在私人日记里了。”Giorgione说道。

达·芬奇不会知道,有朝一日,他的设计能复苏并被NASA具像化为机器人Anthrobot。Anthrobot是一个高度灵敏的拟真机械手,现在被用于在火星上执行一些需要灵敏手指的任务。

起飞

因达·芬奇幼时与风筝的邂逅给他带来了深刻的印象,所以他最伟大的雄心就是飞翔。他使用了数百本日记账来研究鸟类解剖,并从集市买鸟来研究它们的翅膀。一旦研究完毕,他便会将所有鸟儿放生(达·芬奇是个素食主义者)。

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最终达·芬奇想出了“扑翼飞机”:经鸟类和蝙蝠启发,一个椭圆形、能上下移动的机器。长约33英尺(10米),这个机器由松木制成,表面覆有纯银。他考虑到人类由于过于重,或过于瘦骨嶙峋而无法通过在手臂上连接翅膀来飞翔,所以这个飞行器需要一个斜倚的飞行员通过双腿来驱动翅膀。然而,达·芬奇最终发现即使这样也无法提供足够的升力。

达·芬奇也许从未能飞起来,但Leonardo davincii(以达·芬奇命名「译者注」),一个于1965年发现的飞蛾品种,直至今日还在苏丹自由飞舞。

一个驱动的想法

尽管汽车直到19世纪才成功在马路上行驶,可以说我们多才多艺的达·芬奇英雄早在数百年前,在他仅仅26岁的时候就几近成功发明汽车。达·芬奇的敞开式三轮车本质上是个巨型发条玩具,通过压缩螺旋弹簧来驱动轮子。

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令人难以置信的是,达·芬奇发明的“Leonardo’s Fiat”汽车还是无人驾驶的。该汽车的转向装置可以事先通过设置好在齿轮中一系列阻塞块的角度来预调。当这个装置最终于2004年被制造出来时,它与现代汽车只有一个主要不同:达·芬奇的汽车第一次试启动就成功了。

然而,达·芬奇不大可能期望他的汽车能行驶在路上。“是墨索里尼将他的想法带入达·芬奇所处的时代,就像将马车描述为汽车的祖先一样。墨索里尼想要体现意大利天才的卓越,但这个观点是错误的,”Giorgione说道。实际上这个汽车可能仅仅是另一个为了戏剧表演的发明,因为它只能行驶40米。

机械计算器

这个神秘仪器的设计稿直到1965年才被人们发现,是一个在西班牙国家图书馆工作的语言学教授碰巧在两个被摩洛哥皮革包裹着的手写稿集中发现的。

这700多页的手写稿集包含了达·芬奇在建筑、几何、音乐、机械、航海和地图方面的笔记。夹在最中间的是一个机器设计稿,该机器拥有13个连锁齿轮和10个分别从0标到9的面。人们不知道这个机器到底是如何工作的,但有人认为这可能是世界上第一台类计算器。

“这些工程设计无法被实际制造出来;达·芬奇的图稿太难解析并且缺乏不少细节。也许它们只是设想。达·芬奇没有时间或钱财去深入它们。”Giorgione说道。

历史上的直升机

早在引擎、有机玻璃或坚硬且轻薄的铝合金出现以前,这个能够垂直起飞的机器就确实被提前制造出来了。由拉伸的亚麻布“帆”和木质桅杆制成,这个机器更使人联想起一个圆形帆船而非现代直升机。但这项发明展现了达·芬奇已掌握一些可能几个世纪都无法被正式发现的物理定律。

“这份设计图纸真的令人难以置信,与其他所有的设计稿相比都是独一无二的。这份设计稿经达·芬奇仔细地描述,并附有笔记记述他如何制作小型纸模型。”Giorgione说道。

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这个“飞机螺旋桨”是受螺旋下沉的枫树种子的启发,再通过足够的旋转,达·芬奇希望这些帆能向上稳稳升起。我们都知道飞行器是不会这么运转的。不过达·芬奇无意中发明了一个现代螺旋桨的前驱。“他意识到这个螺旋桨设计若仅仅以它当时的形态是无法在实际中旋转起来的。于是他凭借直觉开始思考螺旋桨到底该怎么工作,但他最终没能想出来。”Giorgione说道。

这个失藏已久的设计稿直至1966年才出现、达·芬奇的画作之一直至2011年才被发现,也许在某地还藏有着更多达·芬奇的发明。谁知道呢,他也许早已想出一些我们还未曾发明的东西。

本文译自 BBC,由译者 投稿 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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