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为了这场展 他们复原了达·芬奇设计的飞行器、起重机、装甲战车

时间:2022-08-27 21:10:04 | 浏览:2709

提起达·芬奇,你会想到什么?《蒙娜丽莎》《最后的晚餐》还是《维特鲁威人》?当然,除了艺术家,达·芬奇还有很多身份,比如科学家、发明家、解剖学家。他的一生留下了7000余张手稿,记录了在诸多领域的发明与思考。近期,“直上云霄——列奥纳多·达·

提起达·芬奇,你会想到什么?《蒙娜丽莎》《最后的晚餐》还是《维特鲁威人》?

当然,除了艺术家,达·芬奇还有很多身份,比如科学家、发明家、解剖学家。他的一生留下了7000余张手稿,记录了在诸多领域的发明与思考。

近期,“直上云霄——列奥纳多·达·芬奇的飞行与工程机械展”在清华大学科学博物馆开幕,集中展示了达·芬奇飞行机械发明的复原模型以及他在佛罗伦萨做学徒期间记录下的工程起重机械手绘稿。

展厅分为飞行机械和工程机械两个展区,前一个专注介绍达·芬奇设计的飞行器。

展览复原的达·芬奇设计的“飞鸟”。新京报记者 浦峰 摄

迈进飞行机械展区大门,十多个复原模型有序排开,从“巨鸟”到“扑翼传动机构”,从“风力飞行球”到“简易滑翔机”。观众可借此看到,达·芬奇如何以一己之力完成了从飞行生物观察到空气动力实验,再到飞行器设计的艰难探索。

展厅正门一侧还单独摆放了一架完整的“人力驱动扑翼机”。这架机器的动力系统由复杂的滑轮组构成,设计理念是让飞行员不断踩压踏板,使机翼交替扇动,从而飞起来。但显然,单凭人体做功,根本无法让这样庞大的飞行器升空。另一个值得关注的是,达·芬奇针对飞行员出入舱体方式和起落架的设计非常特殊——飞行员从起支撑作用的梯子爬入驾驶舱,待飞行器升空后,梯子和起落架同时收起,封闭舱门。

复原的“立式扑翼飞行舱”。新京报记者 浦峰 摄

“尽管达·芬奇并未成功发明过真正可以自由飞行的机器,但我们不妨将每一件机械模型,视为他的一份思想切片,从中了解他独特的思维方式和科学方法。”复原项目主持人、清华大学科学史系助理教授王哲然说。

在工程机械展区,展览展出了达·芬奇与同时代的艺术家、工程师共同绘制的圣母百花大教堂工地现场的一件件机械奇作,以及达·芬奇设计绘制的攻防机械装置,比如起重机、装甲战车。

14-17世纪,文艺复兴的浪潮席卷欧洲,达·芬奇正是那个年代最负盛名的艺术家、科学家、工程师,同时也是中世纪科学技术的见证者。

“近代科学本身有一种对力量的追求,先构想,再把它兑现。而达·芬奇就是这样一个人,敢于想象也敢于去兑现。”清华大学科学史系主任、科学博物馆馆长吴国盛说,达·芬奇是欧洲古典时代以来机械传统的一个集大成者和传承者,复原他的部分设想,是科学史复原工作的应有之义,也是对欧洲一千多年机械制造传统的再现。达·芬奇虽然生活在文艺复兴时期,但他的精神仍然是今天这个时代的精神。我们力图通过他来揭示这个时代仍在起作用的一个活泼的生命精神,这是浮士德的精神,是创新的精神。

复原的“装甲战车”。新京报记者 浦峰 摄

对话

复原项目主持人王哲然:复原不是复制 这是从无到有的过程

新京报:为什么想到用“复原”的方式来呈现这个展览?

王哲然:“复原研究”是一种科学史的研究手法。古代很多的科学技术成就,如今要么只留下不完整的考学遗存,要么只存留一些文字或者图像证据。但如果我们想搞清楚这些技术是如何使用、如何运作的,只能通过复原这种手段来加以研究。这跟艺术上的临摹或者仿造不一样,不是对照实物复制,而是创造,是一个从无到有的过程。

复原研究的目标是多样的,不同的学者设定不同的目标,得到的学术产出就不同。比如对于本次展览中的一些模型,我们实际是想搞清楚,文艺复兴时期设计的这些起重机械是否可以正常运行,当时设计的齿轮结构是否能够如手稿所显示的那样,咬合在一起。

当然,对于观众来说,比起直接展示图纸,这类“复原”的展品也更加直观。

新京报:从图纸到实体机械,中间经历了哪些步骤?碰到了什么困难?

王哲然:我们的复原大概分成四步。第一步是学术研究,在确定要做哪些模型之后,先把所有的相关资料,比如手稿、文字记录、现代学者的研究等都找出来,弄明白。

第二步,针对已经研究好的成果,画一些草图,交给一位机械设计师,请他做机械设计,搞清楚我们想到的这个模型该长什么样、比例如何、功能是什么。这些都吃透以后,就可以进行3D建模,也就是图纸到实体的第一次尝试。这需要和机械师反复沟通,预想这个机械可能的运动方式,每个部分的比例是否恰当。

第三步,把沟通的结果转交给一位负责制作的师傅,将设计图纸转化为工程图纸。这时候又会有一堆修改意见反馈过来,只能反复修改、反复妥协,比如师傅说这个椭球形不好加工,那我们就换成圆形试试行不行,最后形成了一个可加工的图纸,确定用什么工具加工,就可以下到工厂制作了。

第四步,下到车间,困难也非常多。目前,北京周围这类加工厂特别少,所以得到外地去寻找,加之疫情影响运输,非常不便利。木工厂大多设置在村里,这就又遇到了语言问题,一些地方的方言对制作团队来说是很大的考验。好在最终模型完成,送到了北京。

新京报:展览在展示复原机械的同时,还通过背板介绍了很多当时的时代背景。达·芬奇所在的那个文艺复兴年代,欧洲的科学技术发展处在何种阶段?

王哲然:这个问题得分成两部分来讲,现在我们习惯把科学和技术放在一起论述,但实际上,在19世纪以前,科学与技术不像今天一样结合紧密,是两条相互联系但各自发展的线路。

先说科学这条线。在1400-1550年这段时期,一般认为是欧洲理论科学发展的一段“低谷期”。所谓“低谷”,是因为在此前的14世纪运动科学的高度发展,而之后的17世纪迎来了科学革命。和这两座高峰相比,达·芬奇生活的年代,理论科学的创造力就相形见绌了。与之相比,这个阶段,欧洲的技术成果取得了很高的成就,依托水车、风车等省力机械而开发的大量民用技术得到了大规模应用,擒纵器的发明也使得机械钟得到普及,达·芬奇的那个年代,几乎每个大一点的镇子都会有个机械钟。

新京报:到了今天,达·芬奇的创新思想、实践动力,对于科学家来说还有哪些借鉴意义?

王哲然:现在,很多从事科学研究的人,会把自己定位成职业科学家,比如大学教授、研究所工作人员。但其实,达·芬奇并不是科学家,他是画家行会的一个艺术家,那他为什么能留下这么多科学上的洞见、技术上的发明?因为他有天马行空的想象力,不受任何学科范式的限制。他喜欢观察自然,比如通过观察鸟类飞翔,有了做飞行器的灵感;比如观察河流运动,联想到人的血液的运动方式,思维非常发散。但现在有些科学家,很容易局限在自己一个很小的门类里,思维受限。

达·芬奇对现代科学最大的启示就是,如果真的想在科学中获得突破,不如重燃对大自然的好奇心,走出实验室多亲近自然本身,多运用丰富的联想、类比,打开研究自然问题的思路。

新京报记者 张畅 摄影记者 浦峰

编辑 刘梦婕 校对 刘越

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