達(dá)·芬奇的10個(gè)發(fā)明

列奧納多·達(dá)·芬奇堪稱一位曠世奇才，他有多重身份：畫家、發(fā)明家、解剖學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、雕刻師、建筑師、軍事工程師……

作為文藝復(fù)興時(shí)代的天之驕子，作為人類歷史智商水準(zhǔn)頂級(jí)的智者。他留給后人的遺產(chǎn)不是光一個(gè)《蒙娜麗莎》的微笑可以感受完的。

作為一位發(fā)明家和工程師，他發(fā)明的每一項(xiàng)叫得上名字的機(jī)械裝置，都是今時(shí)今日我們?nèi)粘Ｊ褂玫墓ぞ吆蜋C(jī)器的前身。這些智慧結(jié)晶跨越了500多年的沉浮，為人類科技的浩蕩向前裝好了風(fēng)火輪。

牛津大學(xué)藝術(shù)史榮休教授馬丁·坎普是一位頂尖的達(dá)·芬奇研究專家。他認(rèn)為：“是達(dá)·芬奇第一個(gè)主張機(jī)械裝置在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循自然法則，也是他頭一個(gè)設(shè)計(jì)出不同的、可以用于各種機(jī)器的零件。”

以下是達(dá)·芬奇一生中所做的十項(xiàng)發(fā)明設(shè)計(jì)，其中有一部分設(shè)計(jì)圖被后人依照著做出了實(shí)物。讓我們一起欣賞這10個(gè)對(duì)后世影響深遠(yuǎn)的智慧發(fā)明。

一、永動(dòng)機(jī)模型

達(dá)·芬奇被譽(yù)為第一個(gè)深入研究齒輪機(jī)制的人。他繪制了齒輪系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，甚至創(chuàng)作了一幅飛行器起落架的草圖。

可惜的是這些設(shè)計(jì)圖沒能變成現(xiàn)實(shí)，幸運(yùn)的是大眾對(duì)他作品的興趣有增無減，他在當(dāng)時(shí)的許多概念設(shè)計(jì)被后世的追隨者們落實(shí)成了機(jī)器。

達(dá)·芬奇的很多其他設(shè)計(jì)都會(huì)仰賴于齒輪系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)功能，其中包括巨型弩和自推車。

二、齒輪系統(tǒng)

達(dá)·芬奇一輩子都在研究周圍世界里的機(jī)器。他觀察大自然，鉆研藝術(shù)與科學(xué)，獲取關(guān)于功能、生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)的見解。

他曾參與設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)，但后來他發(fā)現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)“對(duì)空氣的壓力等于空氣作用于其上的力”，這一發(fā)現(xiàn)其實(shí)近似于200年之后的牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律（每個(gè)作用力，都有大小相等、方向相反的反作用力）。

這一原理的發(fā)現(xiàn)也讓達(dá)·芬奇意識(shí)到永動(dòng)機(jī)模型是無法實(shí)現(xiàn)的。

三、自推車

達(dá)·芬奇創(chuàng)造的自推車被一些人認(rèn)為是全世界第一臺(tái)“汽車”。這種自推車依靠彈簧實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，擁有轉(zhuǎn)向（盡管很有限）和剎車的能力。

達(dá)·芬奇完成了自推車的手繪稿，這一設(shè)計(jì)在2004年被佛羅倫薩科學(xué)史博物館及研究所的館長保羅·加盧齊和一支研究團(tuán)隊(duì)變成現(xiàn)實(shí)。

這種自推車的運(yùn)轉(zhuǎn)類似于發(fā)條玩具，通過旋轉(zhuǎn)輪子來啟動(dòng)彈簧。

四、巨型弩

對(duì)于達(dá)·芬奇來說，要么就不干，要干就干一票大的。

他在15世紀(jì)80年代就干了一票大的。中圖所示的這一巨型弩可以說是巨大無朋，它有一套曲軸和齒輪系統(tǒng)。

在它旁邊操作著這個(gè)大家伙的嬌小妹子需要用木槌敲打上面的一根銷子就能夠啟動(dòng)系統(tǒng)，展開發(fā)射。

達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)巨型弩，旨在用于發(fā)射巨石和爆炸物之類的大型拋射體，也希望靠著它的巨大尺寸來威懾?cái)橙恕?/p>

五、撲翼機(jī)

“撲翼機(jī)”（Ornithopter）一詞出自于希臘文詞匯“ornithos”（鳥）和“pteron”（翅膀）。它指的是一種能通過撲扇翅膀一樣的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)飛行的機(jī)器。

其實(shí)一些人在達(dá)·芬奇之前就想到了制造一臺(tái)帶翼的飛行機(jī)。早在1010年時(shí)，馬姆斯伯里修道院的一位名叫艾爾默的修道士造了臺(tái)撲翼機(jī)，甚至進(jìn)行了測試。據(jù)說艾爾默的撲翼機(jī)飛出大約200米的距離后才墜地，但我們可憐的小淘氣艾爾默似乎仿佛大概摔斷了兩條腿。

按達(dá)·芬奇的撲翼機(jī)的設(shè)計(jì)方案，它的運(yùn)作機(jī)制類似于鳥的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，但我們不知道達(dá)·芬奇有沒有測試過他的概念。

六、移動(dòng)橋

移動(dòng)橋是達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)的另一種戰(zhàn)爭設(shè)備。他的設(shè)計(jì)理念是：有一種便攜式的橋梁，它能幫助士兵更容易地跨越水面和其他障礙。而按照傳統(tǒng)做法，他們得浪費(fèi)時(shí)間來繞過那些障礙。

達(dá)·芬奇橋的設(shè)計(jì)目標(biāo)是讓它實(shí)現(xiàn)快速“自撐”，在幾分鐘內(nèi)就準(zhǔn)備好使用。

七、原始機(jī)槍

達(dá)·芬奇反對(duì)戰(zhàn)爭，厭惡伴隨戰(zhàn)爭而來的所有一切。話雖這么說，但他還是設(shè)計(jì)了許多致命武器，它們?cè)诤髞碜兂涩F(xiàn)代戰(zhàn)爭機(jī)器。

這臺(tái)有33根炮管的管風(fēng)琴炮是現(xiàn)代機(jī)槍的早期版本。達(dá)·芬奇在米蘭公爵盧多維科·斯福爾扎手底下工作時(shí)，設(shè)計(jì)出這臺(tái)武器。這臺(tái)管風(fēng)琴炮的設(shè)計(jì)目標(biāo)是快速連續(xù)地發(fā)射33門炮——當(dāng)時(shí)還不存在這種武器。

這一設(shè)計(jì)鞏固了達(dá)·芬奇作為預(yù)見家的歷史地位，要知道他是在15世紀(jì)80年代創(chuàng)造出這種武器，加特林機(jī)槍誕生于300多年后的美國內(nèi)戰(zhàn)時(shí)期，全世界第一把機(jī)槍（這種機(jī)槍不需要某個(gè)人來操作曲柄）直到1884年才出現(xiàn)。

達(dá)·芬奇為米蘭公爵效勞時(shí)，他一共創(chuàng)造了好幾種戰(zhàn)爭機(jī)器，其中包括裝甲車。

八、裝甲車

達(dá)·芬奇構(gòu)思了一種能夠朝著所有方向移動(dòng)、裝載各種武器的概念車輛。盡管它看起來更像飛碟而不是坦克。

這臺(tái)裝甲車上安裝了360度立體環(huán)繞式槍支，它們能朝著任意方向的敵人開火。車輛頂部用金屬板制成，以便增加保護(hù)。

達(dá)·芬奇將其設(shè)計(jì)成必須可以容納八名乘員，其中部分人需要持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄，讓車輛保持運(yùn)動(dòng)。

九、空氣螺旋槳

達(dá)·芬奇說過：“一旦你嘗試過飛行，當(dāng)你再行走于陸地時(shí)，永遠(yuǎn)都會(huì)不自覺抬頭仰望天空。因?yàn)槟愕竭^那里，并且會(huì)永遠(yuǎn)渴望重返藍(lán)天。”

他迷戀飛行——這點(diǎn)在他的素描草圖中有所反映。圖中所示的空氣螺旋槳是設(shè)計(jì)用來當(dāng)作飛行器的。

達(dá)·芬奇寫道：“空氣螺旋槳的外側(cè)邊沿是一根粗線纜，最大半徑大約為4米。為了正確地制造這臺(tái)器械，你需要使用上過漿的亞麻布，那樣空氣不會(huì)穿透。假如它旋轉(zhuǎn)得夠快，這臺(tái)機(jī)器會(huì)像螺旋槳一樣旋轉(zhuǎn)，穿入空氣，然后它會(huì)升起來。”

十、現(xiàn)代降落傘的前世

這些圖紙描繪了達(dá)·芬奇對(duì)于降落傘的早期概念構(gòu)思圖。

在他素描簿里的繪圖旁邊，達(dá)·芬奇寫下這段話：“假如一個(gè)人被提供一條用膠粘合的亞麻布，它的每條邊有11米長，有11米高，那樣他就能從任何高處躍下而不會(huì)受傷。”

達(dá)·芬奇賦予了這一設(shè)計(jì)金字塔般的外形。遺憾的是，他從未能造出這個(gè)發(fā)明，也未能進(jìn)行測試。世人認(rèn)為是法國人路易·塞巴斯蒂安·雷諾曼在1783年創(chuàng)造出全世界第一個(gè)實(shí)用的降落傘。

因?yàn)檫_(dá)·芬奇設(shè)計(jì)的降落傘很重（它需要用四根木棍來充當(dāng)?shù)鬃惨驗(yàn)榉磦鹘y(tǒng)的降落傘外形，世人認(rèn)為這種降落傘不會(huì)起作用。

2000年，職業(yè)跳傘運(yùn)動(dòng)員阿德里安·尼古拉斯根據(jù)達(dá)·芬奇的手稿創(chuàng)造了一個(gè)降落傘，但其最終使用了備用的現(xiàn)代降落傘成功著陸。而在2008年，一位瑞士男子奧利維爾·坦蒂·特帕也根據(jù)達(dá)·芬奇的一幅降落傘手稿制作了一個(gè)降落傘，并且全程使用它直至安全著陸。

（摘自《世界科學(xué)》）