史海钩沉
达芬奇在牛顿之前就尝试确定力与加速度的关系
加州理工学院的工程师莫里·加里布 (Mory Gharib) 某天正在仔细研究列奥纳多·达·芬奇 (Leonardo da Vinci) 笔记本的数字复制品,寻找可以与他的研究生分享的流动可视化制图的灵感。
突然,他注意到某页上画的几个三角形,它们的几何形状似乎是由从罐子里倒出的沙粒来确定的。
进一步分析表明,那是达芬奇在研究重力与加速度的关系——远早于艾萨克·牛顿提出的第二定律,当然也早于阿尔伯特·爱因斯坦的等效原理与广义相对论。
加里布和他的合作者在Leonardo杂志上发表了一篇描述他们发现的论文,其中指出,通过现代计算,由达芬奇的模型计算出的引力常数 (G) 值的准确度约为97%。使这一发现更加令人惊讶的是,达芬奇当时在没有精确计时手段的情况下完成了所有这一切,也没有借助微积分,因为微积分是牛顿在 1660 年代为了发展他的运动定律和万有引力定律而发明的。
“我们不知道 [Leonardo] 是否做了进一步的实验或更深入地探讨了这个问题。但他在 1500 年代初期以这种方式解决问题的事实表明他的思想有多超前。”
莱昂纳多的笔记本有13000 多页(后来收集成抄本),其中只有不到三分之一幸存下来。其中包含了对未来技术的预言:飞行器、自行车、起重机、导弹、机关枪、“永不沉没”的双壳船、用于清理港口和运河的疏浚机,以及类似于雪鞋的漂浮鞋——使人类能够在水上行走。
他的《大西洋抄本》(1490 年)中,预见到望远镜的可能性。 2003 年,意大利理想博物馆馆长亚历山德罗·韦佐西 (Alessandro Vezzosi) 在翻阅手抄本时,偶然注意到一个神秘混合物的配方。韦佐西对配方进行了试验,得到了一种混合物,这种混合物会硬化成一种与胶木非常相似的材料,胶木是一种在 1900 年代初期广泛使用的合成塑料。所以莱昂纳多很可能是第一个发明人造塑料的人。
回到力与加速度,他的模型基于他对现实的观察。他建立了一个我们可以称之为错误的方程式,但那也是一个非常有用的模型。毕竟在工程和物理学中有一句谚语:“所有模型都是错误的,而有些模型是有用的。”
“这不应是一篇历史论文或评论论文。”加里布说,“它更多地展示了 [Leonardo] 大脑的一个小角落。这对于试图发现事物的学生和年轻科学家来说很重要。有很多东西可以发现,但我们常常束手无策,因为我们没有合适的仪器或合适的工具。现在,我们告诉他们,'你比你的仪器要厉害得多。首先你需要尽可能多地发挥你的创造力。'”
https://arstechnica.com/science/2023/02/leonardo-noted-link-between-gravity-and-acceleration-centuries-before-einstein/