水流的连通器原理

大英图书馆说明

列奥纳多·达·芬奇用水面涨落来解决实际问题——人们如何修建桥墩前的迎水面，以防止水流毁坏桥墩？这个问题表现出他对河流水流研究的极大兴趣及理解，上下文中包括了物体周围形成的漩涡和涡流的复杂性、河岸的配置构成及分叉的河水汇流影响。

这一页最后的一段是关于月球的——关于光线的运动及静态观察的效果。列奥纳多·达·芬奇强调，光线全方位移动，但是观察者静止在一个位置，只能看到整个宇宙很小的一部分，而不是全部。

他的逻辑，直接指向传统的理论——月球表面像镜子一样光洁明亮。在这种情况下，观察者可能看到一个巨大的投射影像。然而，如果月球的表面布满海水表面波浪产生的细碎的波纹，观察者可能看到稍微柔和的光辉，而不是单一的像一面大镜子反射出的阳光。

他使用素描的手法，在太阳和地球之间放置了一只人类的眼睛来描述光线如何运动及如何被反射：“而总有一双眼睛，将从太阳影像的边界观察到阳光聚合在一点。当这些金字塔一样聚合的光线被水面分割，在交相辉映的水面会出现多么大的一个太阳的图像！越是将眼睛靠近反射太阳光线的水面，就会发现分割界面的差别越小，如同在水面看到一个太阳的影子。”

古罗马水道

达·芬奇的连通器原理

达·芬奇重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理。他指出，在连通器内，同一液体的液面高度是相同的，不同液体的液面高度不同，液体的高度与密度成反比。

在达·芬奇之前，罗马人就修建了出色的水道，这些水道甚至现在的罗马还在使用。但是毫无疑问，罗马工程师的物理学知识并不够，他们将水道修建在地上，架设在高高的石柱上面。这是因为，他们认为如果把水道修建在地下，水道中的水就不会向上流动。基于这个原因，古罗马的一条叫作阿克瓦·马尔齐亚的水道，全长有100千米，但是实际上水道的两端直线距离只有50千米——由于不懂液体压力和连通器原理，罗马人竟然多进行了1倍的工程。

达·芬奇提出的连通器原理，可以说是一劳永逸地解决了水流的直线传送问题。  

也就是说，没有遇到更低处时，水只能是死水，不会自行流动。

也就是说，水遇到低处时不可能止步不行。

十四

水浪拍打到海岸，接着沿海底返回并撞击到后面的浪，扬起水中的微小颗粒及迎头而来的细沙，水变得混浊起来，然后浪头把这些细沙及颗粒拍回岸上。两个体重相当的人，站在跷跷板的两端，其中一个人若想跳起来，他需要在跷跷板的一端蹲下，然后跳跃。但他永远无法完成跳跃，只能待在原地，等待着对面的人把翘板推高到他的脚下。差别在于主动（即冲击）还是被动。

假如持续的水流形成的冲击力，等于水从瀑布高处冲下时水的重量，那么可以认为，如果瀑布的起点和落点之间的水同时一次性落下，冲击力可能会极大。但是这不可能，因为大家可以注意到，在瀑布起点的水量很小，而到达底部时，冲击力为起点到落点整个瀑布水的重量的叠加。因此，当第一波水从其所处的高度降落，其降落的每一高度，都会获得紧随其后降落的水的重量。

因此，我们可以认为，这样一个瀑布是因重力而生，而非因冲击力而形成。当第一波水从其高度降落的时候，在降落的每一高度，第一波水因紧随其后的水而获得这些水的重量，即：从瀑布高点落下的第一磅水，具有这一磅水的重力速度；然后是第二磅水紧随着第一磅水降落，落体的速度不会比第一磅水的速度快；同样，第三磅水紧跟着第二磅水……以这样的方式，全部的瀑布可以分割成一磅一磅的水，而且整个瀑布以同一速度降落。因此可以得出结论：瀑布的所有部分，在不同的降落高度，将获得不同的重力和速度，因此，瀑布的下部比上部窄，而且瀑布全部的水不会滞留在其冲击的位置。

假如冲击物和被冲击物相等或相似，冲击物将其全部的冲击力传递到被冲击物上，从冲击点把被冲击物一下子推走，而冲击物却停留在冲击点。但是，假如冲击物和被冲击物类似，但不等于被冲击物，换句话说，如果冲击物比较大，在冲击后不可能将冲击力完全传递出去，那么就会将超过被冲击物可以接受的冲击力保留在自身。而如果冲击物比被冲击物小，冲击物弹回的距离，要比被冲击物向前挪动的距离大很多，因为被冲击物比冲击物大。性质相同而重量相等的物体在冲击中，不管是移动的物体撞击静止的物体，抑或是两个物体的运动速度相等或不等，均会产生相同的效果。这可以通过两个由柔软材料做成、大小相同的球所做的实验看到：当两球相互碰撞的时候，撞击效果在两球上表现均相同。

这样，假设两个一模一样的物体相互碰撞（两者的运动速度可能相等，也可能不相等），它们冲击运动所产生的效果显示出，物体A所受到的冲击力并未大于物体B所受到的冲击力，这便使观察者犯了迷糊。能够产生冲击的冲击力，是自然界中最伟大的力量之一。假如有两个重量不同但材料相同的物体碰撞到一起，那么通常重量轻的物体会插入重量重的物体。而假如重量重的物体起先处于静止状态，之后受到重量轻的物体的撞击，那么重量轻的物体也会插入重量重的物体。假如换过来，处于静止状态的是重量轻的物体，之后受到重量重的物体的撞击，那么重量重的物体会被重量轻的物体击穿。请注意：不管是否处于运动状态，通常出现的都是“重量轻的物体击穿重量重的物体”的现象。

上述说明可以用刚做成的泥球来验证。将泥球用力扔入做球的泥堆中，泥球会窜入泥堆；而且，如果让泥球粘在墙上，用相同黏度的一把泥砸向泥球，这把泥会贴进墙里，并呈现出和本手稿的图例一样的形状。如果运动的物体垂直冲击静止的物体，两者重量相同、密度相当，那么静止的物体将在两个相反的位置受力，而运动的物体仅是冲击部分受力。

在运动物体中，当原动力脱离开现在仍运动的物体，现在运动的物体便具有了原动力的力，而原动力则完全被剥夺了这种力。这种力传递到运动物体但是在运动物体上分布不均衡，因为力本身是没有运动的，当力脱离开原动力时，力仅仅传递到受力的一面。它不是传递到运动物体周围的空气中，而是在运动物体的表面内部。事实上，假如是空气在推进运动物体——可以通过出膛的子弹观察——当子弹射入水袋的那一刻，子弹立即失去了其原本具有的冲击力。因为，在进入水的过程中，子弹立即脱离了空气，与空气完全隔绝；当子弹一进入水中，水立即填满了子弹后面的真空，这样就将子弹与空气隔离。反方曾经认为，这些空气是推进子弹前进的原因。

水如果不是在下降的过程中就不能自行运动，不管从哪个视角看，物体越低，离宇宙中心最近。

物体升得越高，距离宇宙中心越远；下沉得越低，距离宇宙中心越近。

那些地处高处的水，是不会自己运动的。因此，海面的任何部分，是不会自行流动的。

玩具枪的中间有枪膛，可以同时射出两颗软泥做的子弹。可以观察到，在射击过程中，两个子弹相互碰撞，相互干扰。