达芬奇的秘密

说起达芬奇,我们应该都不陌生,在我们的印象里,他是一名伟大的画家,代表作有《蒙娜丽莎》,《最后的晚餐》。我们也还记得我们小学的课文里还有一篇达芬奇画鸡蛋的文章,虽然不知它的出处在哪里。

有一次,很好奇的某百科了一下他,发现对他的介绍不得了,他完完全全就是一名通才,不仅仅在绘画上,在机械、解剖、数学、地质学、天文学等多个领域都有显著的成就。对于这样一位博学者,很好奇他的一生都是怎样的。2018年出版的由沃尔特·艾萨克森写的《列奥纳多达芬奇传》为我们揭开了一点神秘的面纱。

对于绘画上的成就,我们大多都已比较熟悉,这里也不再做太多的说明。除了绘画,我们重点来看看列奥纳多在其他方面的成就。

列奥纳多对各个方面的研究大多都基于他的仔细观察。就拿对鸟类飞行的研究,他总能仔细观察那些人们早已认为是司空见惯的现象。

有一次,列奥纳多去卢多维科给他的葡萄园,那座葡萄园就在佛罗伦萨北部一个叫菲耶索莱的村庄里,他在那里观察到了一只石鸡的起飞过程。“翼展宽、尾巴短的鸟想要起飞时,”他记录道,“会用力抬起双翼,调转它们的方向,以便接受来自下方的风力。”[插图]从类似的观察中,他总结出鸟类尾部与翅膀关系的一般规律:“短尾的鸟有很宽的翅膀,以此代替尾部的作用,当这些鸟想转向的时候,它们会主要利用翅膀的导向作用。”后来他又写道:“当鸟快落到地面,头部低于尾部时,它们会降低并展开尾部,短促地挥动翅膀。因此,头部变得高于尾部,下降速度得到控制,这样鸟就不会在着陆中受到冲击。”

他通过观察认识到鸟能留在空中,不仅靠向下扑动翅膀挤压空气,还因为翅膀将鸟向前推进时,流经弧面的空气压力减小了。他在笔记中写道“认识水流的原理有助于了解空气中的飞行知识”,他对流体力学原理的掌握,早于牛顿,伽利略和伯努利。笔记中还阐述了重力原则,甚至开始设计人力飞行器和滑翔机。

在机械方面,列奥纳多也颇有研究,他探索通过机械驱动河岸边的桩子来调节水流。他还发明了一种磨针设备,它本可以为意大利的纺织工业做出宝贵的贡献。这台机器用人力转动一个转盘,转盘上连着一个小的打磨装置和一条抛光带。

“运动物体想要保持它的运动轨迹与开始时一致。”他写道,“每一种运动都试图保持原有的状态,或者,只要物体启动时所获得的冲力保持不变,每个运动物体都将一直运动下去。”在列奥纳多提出自己的洞见两百年后,才由牛顿提出了他的第一运动定律:除非受到外力作用,否则物体将保持原有的运动状态。

列奥纳多对数学也有研究,不过,在数学方面,他对几何的兴趣多过代数,因为几何学有一个优势就是可视化,能够调动视觉与想象力。他非常痴迷与化圆为方的问题,他的笔记本里充满了各种尝试的草图。

在尝试求圆的面积过程中,列奥纳多已经有了微积分的思想,他将圆分成很多部分,然后又将每一部分分成三角形和半圆形。他把这些切分的部分放入一个矩形,然后用越来越小的切片不断重复这一过程,不断趋近于无限小的三角形。这可比牛顿莱布尼茨早了200多年。

列奥纳多还有一大贡献,就是在解剖学上的成就。起初,他研究人体解剖只是为绘画服务,用于理解人体的内部结构。后来,他的好奇心促使他对解剖投入了大量的时间,并获得大量的成果。

他研究了颅骨的结构,第一个描述了人类的牙齿结构;研究了人体的比例;针对百岁老人的解剖研究,记录了导致动脉硬化的过程;研究人类肌肉和骨骼;甚至还发现了主动脉瓣的工作方式,要知道,这项成果直到近代才得到验证。

2014年,牛津大学的另一个团队研究了活体的人体血流,他们确凿地证明了列奥纳多的观点正确无误。他们使用了核磁共振技术实时观测主动脉根部的复杂血流模式。“我们确认,列奥纳多对于在活体体内心脏收缩时血液会产生涡流的预测非常准确,而且他绘制的这些涡流符合其与主动脉根部的比例,精确性惊人。”

看列奥纳多的一生,会发现他总是充满活力,充满好奇,不管是什么,只是是进入他的好奇范围,他就会研究下去。在他的笔记本上,还记录了各种各样的自然问题:

泉水为什么会从山上涌出,为什么会有河谷,月亮为什么会发光,化石如何能出现在山上,是何原因让水和空气以涡流的形式旋转,当然,最具象征意义的问题是,天空为什么是蓝色的。

在他的观察和研究过程中,他认识到侵蚀是由于水流冲刷走了河岸上的泥土。他运用这些知识来弄清河谷形成的原因:“溪流从地表的最低处发源,然后这部分地表会被挖空,成为周围水体的容纳之所。通过这种方式,水流经过的所有水道都会越来越宽、越来越深。” 于是,河流最终侵蚀了大地,形成了河谷。列奥纳多的部分证据来自敏锐的观察。他注意到河谷两侧岩层的沉积层顺序相同。“你能看到河流一侧的地层与另一侧的地层如出一辙。”他在《莱斯特手稿》中写道。“这一论证让列奥纳多领先了他的时代两百年。”科学史学家弗里乔夫·卡普拉断言,“直到17世纪下半叶,人们才认识到岩层的层序规律,并进行了类似的研究。”

在检视甲壳类动物的化石时,列奥纳多注意到一种有助于确定它们寿命的图案,“我们可以数鸟蛤壳和蜗牛壳上的纹理来计算它们的寿命,这就像数公牛或绵羊角上的纹路,或者数树枝上的年轮一样”。

他还意识到月亮并不发光,只是反射了太阳光; 还有蒸汽微粒吸收了阳光,让大气呈现出蓝色 。



为什么列奥纳多达芬奇能够在这么多的领域都能够做出特有的贡献呢?一生之中产生这么多的研究成果,他的创造力密码到底在哪里呢?

正如书中所言,列奥纳多最大的驱动力正是来自他的好奇心。他能够对日常事物时刻保持着好奇之心,而大多数成年人对这些现象却都习以为常,不再停下来思考。

如果仅仅只有好奇心,恐怕还不能解释他的这些成就。列奥纳多至死都保持着一个优良的习惯,那就是做笔记。他不仅仅只是感兴趣,而是更想知道事物背后的原因。他把他的疑问,他的观察,他的想法都记录在他的笔记本中。并且针对每个问题都穷追到底,在一本笔记的开头几页中,列奥纳多画满了一百六十九种化圆为方的尝试。 在他生后,留下了大量的笔记,这些也是现代人研究他的重要资料来源。

列奥纳多不迷信传统,他的主要研究方法就是实验,亲自实验,他喜欢实验多过理论。历史学家弗里乔夫·卡普拉写道:“伽利略比列奥纳多晚出生一百一十二年,但他通常被认为是严格的实验法的创立者,而且经常被称誉为现代科学之父。如果列奥纳多·达·芬奇生前就发表了他的科学著作,或者在他死后不久,笔记就得到了广泛研究,那么毫无疑问,这项荣誉本该授予他。”

列奥纳多的研究是一种纯粹的研究,他似乎并不热衷于发表或出版他的研究成果,他就是对探索知识本身感兴趣。他曾经打算将自己的发现出版,但是由于他的拖拖拉拉,终究没有实现,可能当他发现出版成果需要在整理和编辑他的笔记上花费他多的精力时,他基本上就放弃了。

即便是他人委托的绘画,他也是在为自己而创造,而不是仅仅为了客户。无论有钱有势的侯爵夫人伊莎贝拉·德斯特如何央求,列奥纳多就是不肯为她绘制一幅肖像,但是他却为一位丝绸商人名叫丽莎的妻子拿起了画笔。他这么做是因为他想画,他余生都在不断完善这幅作品,从未交给那位丝绸商人。

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