為了這場展 他們復原了達·芬奇設計的飛行器、起重機、裝甲戰車

原標題:為了這場展 他們復原了達·芬奇設計的飛行器、起重機、裝甲戰車

提起達·芬奇,你會想到什麼?《蒙娜麗莎》《最後的晚餐》還是《維特魯威人》?

當然,除了藝術家,達·芬奇還有很多身份,比如科學家、發明家、解剖學家。他的一生留下了7000餘張手稿,記錄了在諸多領域的發明與思考。

近期,「直上雲霄——列奧納多·達·芬奇的飛行與工程機械展」在清華大學科學博物館開幕,集中展示了達·芬奇飛行機械發明的復原模型以及他在佛羅倫薩做學徒期間記錄下的工程起重機械手繪稿。

展廳分為飛行機械和工程機械兩個展區,前一個專注介紹達·芬奇設計的飛行器。

展覽復原的達·芬奇設計的「飛鳥」。新京報記者 浦峰 攝

邁進飛行機械展區大門,十多個復原模型有序排開,從「巨鳥」到「撲翼傳動機構」,從「風力飛行球」到「簡易滑翔機」。觀眾可藉此看到,達·芬奇如何以一己之力完成了從飛行生物觀察到空氣動力實驗,再到飛行器設計的艱難探索。

展廳正門一側還單獨擺放了一架完整的「人力驅動撲翼機」。這架機器的動力系統由複雜的滑輪組構成,設計理念是讓飛行員不斷踩壓踏板,使機翼交替扇動,從而飛起來。但顯然,單憑人體做功,根本無法讓這樣龐大的飛行器升空。另一個值得關注的是,達·芬奇針對飛行員出入艙體方式和起落架的設計非常特殊——飛行員從起支撐作用的梯子爬入駕駛艙,待飛行器升空後,梯子和起落架同時收起,封閉艙門。

復原的「立式撲翼飛行艙」。新京報記者 浦峰 攝

「儘管達·芬奇並未成功發明過真正可以自由飛行的機器,但我們不妨將每一件機械模型,視為他的一份思想切片,從中了解他獨特的思維方式和科學方法。」復原項目主持人、清華大學科學史系助理教授王哲然說。

在工程機械展區,展覽展出了達·芬奇與同時代的藝術家、工程師共同繪製的聖母百花大教堂工地現場的一件件機械奇作,以及達·芬奇設計繪製的攻防機械裝置,比如起重機、裝甲戰車。

14-17世紀,文藝復興的浪潮席捲歐洲,達·芬奇正是那個年代最負盛名的藝術家、科學家、工程師,同時也是中世紀科學技術的見證者。

「近代科學本身有一種對力量的追求,先構想,再把它兌現。而達·芬奇就是這樣一個人,敢於想像也敢於去兌現。」清華大學科學史系主任、科學博物館館長吳國盛說,達·芬奇是歐洲古典時代以來機械傳統的一個集大成者和傳承者,復原他的部分設想,是科學史復原工作的應有之義,也是對歐洲一千多年機械製造傳統的再現。達·芬奇雖然生活在文藝復興時期,但他的精神仍然是今天這個時代的精神。我們力圖通過他來揭示這個時代仍在起作用的一個活潑的生命精神,這是浮士德的精神,是創新的精神。

復原的「裝甲戰車」。新京報記者 浦峰 攝

■ 對話

復原項目主持人王哲然:復原不是複製 這是從無到有的過程

新京報:為什麼想到用「復原」的方式來呈現這個展覽?

王哲然:「復原研究」是一種科學史的研究手法。古代很多的科學技術成就,如今要麼只留下不完整的考學遺存,要麼只存留一些文字或者圖像證據。但如果我們想搞清楚這些技術是如何使用、如何運作的,只能通過復原這種手段來加以研究。這跟藝術上的臨摹或者仿造不一樣,不是對照實物複製,而是創造,是一個從無到有的過程。

復原研究的目標是多樣的,不同的學者設定不同的目標,得到的學術產出就不同。比如對於本次展覽中的一些模型,我們實際是想搞清楚,文藝復興時期設計的這些起重機械是否可以正常運行,當時設計的齒輪結構是否能夠如手稿所顯示的那樣,咬合在一起。

當然,對於觀眾來說,比起直接展示圖紙,這類「復原」的展品也更加直觀。

新京報:從圖紙到實體機械,中間經歷了哪些步驟?碰到了什麼困難?

王哲然:我們的復原大概分成四步。第一步是學術研究,在確定要做哪些模型之後,先把所有的相關資料,比如手稿、文字記錄、現代學者的研究等都找出來,弄明白。

第二步,針對已經研究好的成果,畫一些草圖,交給一位機械設計師,請他做機械設計,搞清楚我們想到的這個模型該長什麼樣、比例如何、功能是什麼。這些都吃透以後,就可以進行3D建模,也就是圖紙到實體的第一次嘗試。這需要和機械師反覆溝通,預想這個機械可能的運動方式,每個部分的比例是否恰當。

第三步,把溝通的結果轉交給一位負責製作的師傅,將設計圖紙轉化為工程圖紙。這時候又會有一堆修改意見反饋過來,只能反覆修改、反覆妥協,比如師傅說這個橢球形不好加工,那我們就換成圓形試試行不行,最後形成了一個可加工的圖紙,確定用什麼工具加工,就可以下到工廠製作了。

第四步,下到車間,困難也非常多。目前,北京周圍這類加工廠特別少,所以得到外地去尋找,加之疫情影響運輸,非常不便利。木工廠大多設置在村裡,這就又遇到了語言問題,一些地方的方言對製作團隊來說是很大的考驗。好在最終模型完成,送到了北京。

新京報:展覽在展示復原機械的同時,還通過背板介紹了很多當時的時代背景。達·芬奇所在的那個文藝復興年代,歐洲的科學技術發展處在何種階段?

王哲然:這個問題得分成兩部分來講,現在我們習慣把科學和技術放在一起論述,但實際上,在19世紀以前,科學與技術不像今天一樣結合緊密,是兩條相互聯繫但各自發展的線路。

先說科學這條線。在1400-1550年這段時期,一般認為是歐洲理論科學發展的一段「低谷期」。所謂「低谷」,是因為在此前的14世紀運動科學的高度發展,而之後的17世紀迎來了科學革命。和這兩座高峰相比,達·芬奇生活的年代,理論科學的創造力就相形見絀了。與之相比,這個階段,歐洲的技術成果取得了很高的成就,依託水車、風車等省力機械而開發的大量民用技術得到了大規模應用,擒縱器的發明也使得機械鍾得到普及,達·芬奇的那個年代,幾乎每個大一點的鎮子都會有個機械鍾。

新京報:到了今天,達·芬奇的創新思想、實踐動力,對於科學家來說還有哪些借鑒意義?

王哲然:現在,很多從事科學研究的人,會把自己定位成職業科學家,比如大學教授、研究所工作人員。但其實,達·芬奇並不是科學家,他是畫家行會的一個藝術家,那他為什麼能留下這麼多科學上的洞見、技術上的發明?因為他有天馬行空的想像力,不受任何學科範式的限制。他喜歡觀察自然,比如通過觀察鳥類飛翔,有了做飛行器的靈感;比如觀察河流運動,聯想到人的血液的運動方式,思維非常發散。但現在有些科學家,很容易局限在自己一個很小的門類里,思維受限。

達·芬奇對現代科學最大的啟示就是,如果真的想在科學中獲得突破,不如重燃對大自然的好奇心,走出實驗室多親近自然本身,多運用豐富的聯想、類比,打開研究自然問題的思路。

新京報記者 張暢 攝影記者 浦峰

編輯 劉夢婕 校對 劉越

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