解开达芬奇科学密码

模仿鸟翼的飞行器

带旋转炮台的海军舰船模型

根据达芬奇手稿设计的武器模型

自行车雏形

敲鼓机器人

潜水装备

“大镜室”

达芬奇绘制的心脏

达芬奇关于胎儿的手稿

　　明天开始，到广东科学中心

　　天才达芬奇“降临”广州。由意大利达芬奇博物馆原装引进的“达芬奇的科学密码”展览明天起在广东科学中心免费向市民开放，展览将一直持续到年底。

　　展览通过“解码”达芬奇的手稿，复原了100多件达芬奇的发明、设计和艺术作品，包括军事机器、力学机械、飞行器、解剖学、机器人等八个展区，全面展示其在自然科学及艺术方面的成就。

　　人们对达芬奇的了解往往集中在他作为艺术家的一面。实际上，达芬奇是人类历史上罕见的“全才”，他的晚年几乎全部用在科学研究和发明上。展览中的部分展品曾在香港、澳门展出，如此完整、系统地展示，在内地还是首次，广州是第一站。

　　文/记者罗桦琳 通讯员吴晶平 图/记者王维宣

　　达芬奇（1452—1519），真正的天才

　　意大利文艺复兴三杰之一，也是整个欧洲文艺复兴时期最杰出的代表。他是艺术家，最广为人知的成就是绘画，杰作《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》体现了他精湛的艺术造诣；他还擅长雕刻、音乐。他又是科学家，通晓数学、生理、物理、天文、地质。他多才多艺，又勤奋多产，保存的手稿大约有6000页。

　　他是天才，是一位思想深邃、学识渊博、多才多艺的画家、寓言家、雕塑家、发明家、哲学家、音乐家、医学家、生物学家、地理学家、建筑工程师和军事工程师。他的艺术实践和科学探索精神对后代产生了重大而深远的影响。

　　飞行梦想家达芬奇

　　痴迷飞行：曾为此发明“肌肉锻炼机”

　　在达芬奇的笔记中，曾记载他从孩提时期开始，就梦想着能如同鸟儿一般在天空飞翔。在“飞行器”展区，游客可以看到达芬奇为实现飞行梦想而设计出的多种飞行器及滑翔器。

　　一开始，达芬奇认为飞行需要靠人力来驱动。在解剖许多会飞翔的动物后，他认为鸟类能飞，是因为它们的胸部肌肉比人类强壮得多。达芬奇早年设计的许多飞行器，均是依靠飞行者的腿、手臂与头部肌肉来让飞行器起飞。如何能让人类产生极大的力量？为此，他专门设计了两个奇妙的装置，一个用来测试肌肉的强度，另一个则用于锻炼肌肉。

　　在展厅里，巨大的肌肉锻炼机与现在健身房内的健身器材十分相似。锻炼者只要坐在凳子上，将手臂、脖子及双腿分别套入拉手内分别用力，就能利用捆绑在绳索另一头的沙包做举重练习。

　　经过长时间的研究，达芬奇终于发现，可以利用气流让人类上升或下降。他的最著名绘图“滑翔器”及“降落伞”正是利用了这一原理。达芬奇设计的降落伞由亚麻布碎片拼接而成，削剪成金字塔的形状，各边尺寸均为七米。他认为“利用此装置，任何人均可从任何高度无惊无险地到达地面”。

　　温馨提示

　　本次展览开展时间为本周四（8月23日），展期一直到年底。本展览为免费展览，游客进入广东科学中心大门后，可从左手边楼梯进入，无需购买门票。另外，因“解剖学”部分内容不适合年龄较小的孩子观看，现场会有明显的提醒标识，望各位家长留意。

　　军事工程师达芬奇

　　痴迷军事：对设计海军武器最感兴趣

　　15世纪~16世纪初，意大利战事频繁，在这样的社会条件下，达芬奇设计了很多战争用的机械。海军武器是达芬奇最感兴趣的领域之一，在展览中，我们可以看到根据达芬奇的手稿做出来的“海军大炮”、“飞弹”、“圆形多功能炮台”等等。

　　根据达芬奇的设想，“海军大炮”是在一只特制的小船上装上一个旋转台，台上有数排大炮，可发射燃烧弹，击沉敌军船只。“圆形多功能炮台”底部是一个回转平台，装有12组大炮，这些大炮可同时射击，而不会令船只偏移预定航线。

　　达芬奇利用喷射式水流进行军事实验，发现空气阻力会影响炮弹的弹道。为解决这个问题，他在设计飞弹时采用了非常现代化的流线形形状和定向翼。达芬奇的这部分手稿曾落入拿破仑手中。三百年后，拿破仑是否正是根据达芬奇的手稿制造出“飞弹”？这就不得而知了。

　　“达芬奇的求职信”现在成为不少高校毕业生的简历模板，这封信正是1943年时达芬奇写给当时米兰最高统治者的《致米兰大公书》。在信中，达芬奇向米兰统治者陈述了自己在军事上的才华，如建造桥梁、制造大炮、在河流下挖地道、设计兵船等等，并表示能在任何指定地点进行试验。最后，达芬奇如愿以偿受雇成为米兰的军事工程师。

　　多产发明家达芬奇

　　痴迷机械：500年前设计“疑似”自行车

　　达芬奇终其一生都在研究力学，并且将结果应用在各式机械装置上。力学机械是达芬奇的手稿中最常见的内容。

　　达芬奇发现的“三滚珠轴承”原理今天仍被广泛应用。在两个移动的表面间放置多个圆球，可以减少两面之间摩擦造成的破损。达芬奇据此改进设计出一个环形轨道，圆球可在轨道上移动而不会接触。

　　在复原《大西洋古抄本》时，研究者在两个粘住的页面之间发现了疑似“自行车”的图示。根据史料，链条是工业革命时才出现的，但达芬奇的手稿中有很多关于链条的图画。人们推测，当时佛罗伦萨的道路崎岖不平，不太可能出现真的“自行车”，由于达芬奇赖以为生的职业之一是戏剧舞台道具设计师，研究者推测这极有可能是为戏剧表演设计的“机关”。在“疑似”自行车的图示上，签有达芬奇徒弟莎来的名字，因此有人推测，这幅图是莎来根据达芬奇所做的舞台设计道具而画的。

　　那些伟大的发明……

　　在达芬奇的部分手稿中有许多零散的部件绘图。根据南加州大学佩德罗逖教授1975年提出的假说，达芬奇是在尝试制作一个机器人。

　　2009年，制作团队根据符合达芬奇构想的原理，用达芬奇时代能找到的材料制作出一具简单的机器人原型，但绳索极易断裂。2010年，经过不断地试错，研究团队终于在一份手稿中发现了解决方法。原来，这是一个敲鼓机器人，根据其连接“心脏”的构件，机器人的手臂可以运动，机械磨损大大降低。500年前，达芬奇就发明了人形机器人！

　　敲鼓机器人

　　达芬奇对于“水”同样着迷，他认为，水是控制这个宇宙的元素。他设计出“可以协助人类持续留在水面下”的“水肺装备”。

　　手稿详细描述了该装备的组成：两根有弹性的呼吸管（一根呼吸管把新鲜空气吸进来，另一根呼吸管把剩余空气呼出去）、一个收集多余水分的袋子、一个一直在水上开口的浮标、一个有玻璃眼镜的防水面罩。经过检测，这套潜水装备可以让人在水下两米深的地方停留。

　　潜水装备

　　在展厅中的一个角落，有一个非常有意思的“镜室”，只要走进这个“小房子”里，就可以同时看到自己的各个侧面而无需转动身体，像是为商场量身打造的“试衣间”。

　　原来，达芬奇对光学也有很大的兴趣。他建造出这个拥有八个面、每面均配有镜子的镜室，使得观察者可以同时看清置于当中的对象每一面的各边，而不用围绕物体移动。

　　“大镜室”

　　医学家

　　生物学家达芬奇

　　绘出最完美“人体比例标准图”

　　达芬奇认为，自然中最美的研究对象是人体。这一理念不仅体现在其作画的过程中，也体现在其对人体的科学研究上。

　　现代人常说“人体黄金比例”，究竟什么才是最完美的“人体比例”，达芬奇在500年前就给出了答案。

　　公元前一世纪罗马的建筑师维特鲁威曾提出，人体各部位的长度，是依照着大自然和谐的比例而来。达芬奇十分推崇这一理论，他以自己的头像，以及心目中的完美人体比例，画出著名的“维特鲁威人”图像。

　　在这幅最完美人体比例图中，达芬奇对人体各部位的比例均设置了“标准”。如果一个人的身高为四腕尺（一腕尺约为40多公分），其足跟到膝、膝到臀部、臀部到胸、胸到头顶这四部分的长度应各为一腕尺。脸宽应是前额的三分之一，鼻长的三分之一， 下巴的三分之一， 身高的十分之一，耳朵长应为脸宽的三分之一。

　　一生中至少解剖过30具尸体

　　在“解剖学”展区，部分手稿及模型确实令人毛骨悚然。另一方面，这些剖面图的精细程度也让人吃惊。以那个时代的技术而言，达芬奇对头颅、脊椎等人体内部构造的正确理解足以让后世惊叹。

　　达芬奇还曾做过不少关于人类子宫的研究。他从不同角度来描绘胎儿在子宫内的姿势。在另一张手稿中，他的批注说“胎儿在子宫中被水包围着，因为重物在水中比较轻，尤其在浓稠的液体之中更是如此。子宫内的液体分散了胎儿的重量，使他安居于子宫的下方”。

　　为了了解如何制作乐器，达芬奇也关注喉咙的发声原理。他将喉部不同部位的细部画在不同的地方，然后再组合起来解说舌头、悬雍垂、食道、气管和咽喉。科学中心工作人员说，根据其喉咙剖面图所制造出的模型过于血腥，不得不放弃展示。

　　达芬奇也解剖与人体结构极为相似的猴子。他的著名作品《圣告图》及《岩间圣母》中对于手臂及手摆放姿势的逼真描绘，正是得益于其对猴子手臂的解剖（在图纸背面他注明这是一只猴子的手）。

　　据研究者推测，达芬奇一生中至少解剖过超过30具尸体。可以想象，在还没有出现防腐化学品的时代，科学家做如此细致的研究需要忍受怎样的恶劣环境。达芬奇在其手稿中曾写道：“仅一具尸体是不够的，为了要比对差异，我必须解剖两次；必须克服与四分五裂、剥离的、惨不忍睹的尸体共处一整夜的恐惧感。”

　　中世纪的欧洲医学发展一度停滞。文艺复兴时期，正是有了被称为当代解剖学奠基者的达芬奇及维萨里，欧洲的医学开始取得重大进展。

　　艺术家达芬奇

　　展览再现创作《最后的晚餐》时的技术

　　目前留存于世界上，能明确被指认为达芬奇的画作只有15张。而在本次展览的“达芬奇艺廊”展区，游客可以欣赏到全部15张画作的复制品。

　　据了解，当年由于达芬奇所使用的特殊制作方法，壁画《最后的晚餐》在一年后便开始剥落及褪色，导致遗失了许多细节。

　　而本次展览当中展出的《最后的晚餐》是意大利湿壁画大师安东尼奥·迪维多经过多年深入研究，运用了科学方法，辨识出许多消失的图像，将变色的部分还原成原色，忠实地再现500年前达芬奇的画作。也就是说，展览中的《最后的晚餐》完全是以达芬奇当年绘画时相同比例、相同技术、相同颜色、相同构图而完成的。

　　对于《蒙娜丽莎》，近年来也有许多新的研究。在展览现场，游客还可以看到经法国摄影师PascalCotte通过多光谱相机分析后的“蒙娜丽莎”褪色前的原始形态。

　　艰难解码

　　手稿以“镜像文字”书写后人难懂

　　破译“打鼓机器人”就用了15年

　　模型及艺术品固然吸引眼球，但模型旁的手稿复制品同样不能忽视，因为模型大部分是根据达芬奇的手稿“复原”的，他的很多构想当年并没有做出成品。

　　达芬奇逝世后，他的手稿大约有四分之一被保存下来，总计有6000多页留存至今。由于怕被他人抄袭，达芬奇自创了一种“镜像文字”（把字母左右反过来写），并特意将图稿分开存放，导致后世解读时遇到不少困难。达芬奇还有个习惯，就是随身带着一个小本子，想到什么就画下来，一些构思是十分零散的。

　　因此，解析达芬奇的手稿，就像小说“达芬奇密码”里面描述的情节一样，是一个极富挑战性、斗智又高潮迭起的“解码”过程。本次展览中的展品，如“打鼓机器人”，其“解码”过程就长达15年之久。