达·芬奇的神秘发明

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  提到达·芬奇,人们马上会联想到《蒙娜丽莎》、想到《最后的晚餐》、想到……知道他是文艺复兴时期意大利一位著名的艺术家。
  但是,达·芬奇同时还是一位哲学家、诗人、建筑学家和才华横溢的机械工程师,创造过许多用于工业、建筑、军事等领域,在当时看来极为新颖、令人惊奇的神秘发明。
  你知道吗?
  
  在作为珍贵文物存世的达·芬奇创作的实物和手稿中,有许多很特别、甚至神秘的发明。虽然其中一些设计现在看来有一点简陋,但是在当初,它们是极为新颖、令人惊奇的设计(图1)。
  
  


  (1)文艺复兴时期的意大利人达·芬奇,不仅像人们所知的是一位享誉世界的艺术家,而且还是一位心灵手巧的多产发明家
  
  在达·芬奇设计的作品中,有一台由发条、弹簧、滑轮、齿轮、偏心轮、曲轴等机械元素组合而成的机械。它的一大亮点就是能将能量通过齿轮和曲轴间的联动进行转换,从而适用于各种不同的用途,如打孔、提升或者转动。
  还有一件能使钟表匀速运动的发条装置。机械钟表的动力来自于发条,但它有一个缺陷,就是发条拧紧后,一开始释放的力很大,慢慢地就“松”了,力是不均匀的,因此需要隔一段时间就“上”一次表。而达·芬奇设计的这件发条装置,在发条旁边设置了一个阻力器,“上”表后随着发条力量的加大,阻力也随之加大,发条越松它的阻力也随之变小,从而能保证力始终是均匀的、钟表始终是匀速运动的。
  像鸟儿一样飞翔是人类亘古以来的梦想,达·芬奇在这个领域也拿出了自己的创意。他通过对鸟类进行大量的观察和解剖后,设计了一个飞行器:以人的身高1.6米来计,这个飞行器有一对翼幅达11米的很轻的大翅膀,在飞行中,飞行方向拟通过头部来控制,靠手脚齐用扇动翅膀来提供动力……可惜,人体这个动力源不太争气,也就注定了这是一个难以实现人类飞翔梦想的飞行器。但是,如今这一经典的飞行器设计几乎跟他的《蒙娜丽莎》一样著名。
  达·芬奇还设计了“汽车”。更确切地说,这是一部以发条作为动力的“自动车”,车上还有手刹装置。
  ……
  因此,从某种意义上讲:达·芬奇堪称“近代自动化的先驱”。
  更令人惊叹的是,达·芬奇居然设计出了人类历史上最早的机器人,机器人能通过轮盘的转动,带动完成手臂运动、低头抬头、坐下站立等动作。达·芬奇之所以能完成这一杰作,关键在于他一直用解剖学的眼光来看待人体:如果人体是一台机器的话,那么人体就可以被重塑,这就是他的尝试。达·芬奇解剖过30多个尸体,这在中世纪末期的欧洲,所需要的勇气和创造力都是相当惊人的。达·芬奇根据肌肉的作用力而绘制了一些人体器官:发音器官就像乐器一样,不同的肌肉、不同的振动,产生不同的效果;而心脏就像炉子一样,有一个进气口,一个出风口……而这一切,都是达·芬奇完成这个机器人创作的必要前提(图2)。
  
  


  


  


  (2)图组:达·芬奇发明的飞行器、“汽车”和机器人
  
  达·芬奇在科学与艺术领域的成就是毋庸置疑的。如今人们透过这些天才的存世之作,不仅能更好、更深入地了解500年前的这位天才,更能深刻感受到他那种勇于探索、勇于实践的科学精神。
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