令人着迷的水波环形反射

大英图书馆说明

水浪表面的三个特征在这里引起了列奥纳多·达·芬奇的兴趣：第一，展示圆形的容器中如何产生圆形的水纹，产生的水纹由中心向四周扩散，然后再返回中心；第二，观察两路水纹如何相互穿过而互不影响；第三，描述水波在碰到岸边后，如何原路返回。他不但在自然界，也在一定实验条件下才探索出这些模式。

列奥纳多·达·芬奇同时也记录了对河道水流和瀑布的一系列观察，并对形成漩涡的反射运动模式作出了详细描述。后来，讨论又转移到水波的运动及海浪是如何对海岸造成破坏的。然后通过图文的形式，列奥纳多·达·芬奇发现，从障碍物反射回来的表面波纹，可以穿过入射波纹而且互不影响。

他的观察包括，掉入池塘的三角形物体是如何迅速变化为环形的波浪，圆形波浪在流水中又如何变为椭圆形。这是因为水流向前流动，而且水波是从冲击点开始向四周扩散。

二十六项议题

  当小河流水流入大河，大河的河水沿着小河对面的河岸冲过来，小河的水流在大河冲击前便改变方向。发生这种现象是因为，当大河的水已经填满了河床，在小河的河口下方形成漩涡，驱动小河河水顺着大河水流方向流动。当大河水流经过小河河口时，小河的流水会汇入大河，汇入大河中的小河流水方向也会改变，和大河流水的方向一致。但是如果小河流入大河大坝拦截的蓄水部分，小河流水会呈直线状冲向大河中心。

如果小河流水与大河流水交汇时的角度呈锐角，那么大河水流一般会将小河水流拦截，在小河河口出现极大反冲，漩涡朝向后续的大河河水移动。在两条河口处的河床会出现小规模的泥沙翻涌。当一股水流被分割成两股大小不同的水流时，水流速度会减慢，然后当它们再次汇聚的时候，大水流会冲起小水流，大水流下方会沉淀很多石块，而小水流下方淀很多泥巴和呈现为波浪形状的泥沙。水流中间形成的沙洲，在两离的地方是砾石，在交汇的地方则为泥沙。

水永远不能靠自身的力量回到原来开始降落的地方。在降落的时候，从降落点反射的运动越快，朝上弹起的相对幅度就越低。如果水从降落的海拔开始，没有通过3 500英里的斜坡，则无法直线运动5 500英里。水可以通过泥沙、湿布或海绵自动上升。泥沙、砾石形成的河岸，受到比较大的冲击后，在河岸上会出现比较大的冲击坑。

主河流所通过的地方是山谷中最低的地方。河口是河流经过的地方中地面最低的。海平面各处相互连接，任何一处距离地球中心的距离均相等。

水能产生风，也就是说，当水变成空气的时候会产生风。这一点我已经证明过，用1盎司^[1]的水蒸气灌满一个水袋，水会首先布满容器的内壁。

湍急而混浊的河水，流动迅速，冲击力很大，会冲蚀所流过的石头。在狭窄河段的出口，河水变得中间比两边高。从大海流出或流入大海的小股水流，如果从数学的角度来说，也会影响到海面的变化。湖泊的波浪，在达到湖岸的时候，是否也翻滚后再返回，并朝向湖底运动？水是否对水底产生一定的压力？涡流通过河底的时候是如何对水底进行冲蚀的？

有些涡流上面大，下面小；有些涡流上面小，下面大；涡流一旦形成，则会顺着河流流动的方向流动，并会在某个地方旋转停留一会儿。在石头上形成的水浪，尽管形成水浪的水是持续不断地冲击，随着水流冲过，但形成的水浪形状也不完全一样。大湖泊即使能形成大海中那样的浪潮幅度，但是间隔的距离却没有那么长。发生这种现象是因为，当大河河水冲入小河河口，在河口使水面升高、重力加大。这种情况一直持续到超出大河水所能承受的限度，最终大河的水只好溜走，大河水流会在河口形成阻滞，而后续的水却持续不断、继续向前，在河中形成像河口一样的情况，水面又一次升高。这样一波水推着另一波水不断向前前进，它们之间相互作用，而且形状不断变化。

为了测试水蒸发的时候在容积上增大了多少，可以在方形的容器中放入一些水，下部用火加热。容器的顶部用方盒盖住，这样蒸发的水可以进入上面的方盒。然后测量水损失了多少，这样就可以计算出到底蒸发了多少水。

【注释】

[1]1盎司=28.3495克。