水流的水平运动

大英图书馆说明

列奥纳多·达·芬奇精心制作的图纸，显示出如何建设永久性堤坝，使人联想到《马德里手稿》第一部分中漂亮的机械图纸。他在水研究实际应用上的拓展能力，使我们想到很多河道——一整套内陆运河系统，都是在达·芬奇时代建设的。他通过观察12世纪在伦巴第建设的运河网络，得到启发。虽然如此，列奥纳多·达·芬奇是第一个将所观察的水流变化理论化的人。在《马德里手稿》第一部中，根据以希罗的设计为基础而形成的机械图纸，我们脑中可以浮现出他的兴趣所在。列奥纳多·达·芬奇有可能了解康曼丁那从拉丁语文翻译的希罗工作手稿，也可能他是通过弗朗西斯科·迪·乔治·马丁尼^[1]——他的朋友和工程伙伴的翻译了解到了这些内容。

达·芬奇手稿

丹·布朗的一本《达·芬奇密码》，让达·芬奇这位文艺复兴时期最伟大的画家于21世纪再度受到瞩目。这一次，达·芬奇走出佛罗伦萨、米兰，魅力席卷全球。这股狂潮除了归功于传媒无远弗届的力量——这个对科学、宗教更有包容力的世界——也让他的科学发明、不朽画作得以自由拓展。

世人皆熟悉达·芬奇的画家面貌，提到《蒙娜丽莎》《抱银鼠的女子》与《最后的晚餐》，可以说是无人不知。但达·芬奇的另一面你可能还很陌生，从他留下的大量手稿中可以发现，他同时是博学家、科学家、数学家、工程师、发明家、解剖学家、雕塑家、建筑师、植物学家、音乐家和作家。因《达·芬奇密码》而广为人知的“维特鲁威人”，其实就是达·芬奇在研究古罗马建筑师维特鲁威的学说之后所留下的完美比例人体图像。此外，他还为纺织业制造纺织机与加热锅炉的火镜，参与了米兰大教堂尖塔的建筑，设计舞台用的天使翅膀与机械鸟。他研究流体力学与机械力学，发明了水闸、起重机、自走车等机械，也曾制作可行走的机械狮子，献给当时新上任的法兰西斯一世。他还以自然为师，观察鸟类、蝙蝠、风与水流，创造出滑翔翼等飞行机器，甚至设计出攻击武器与防御设备，还有能刺探敌方军情的风筝。从达·芬奇留下的温莎头骨素描、《最后的晚餐》《安吉里之战》与建筑设计图中，都可看到他对几何学的精湛演绎。

从达·芬奇的手稿中除了看得到他的发明思路，还可领略到他的压抑与孤独。认为“理解的快乐是至高无上的喜悦（The noblest pleasure is the joy of understanding）”的达·芬奇，穷尽一生追寻艺术之美与自然真理，从中获得极致的满足；但另一方面，他害怕发明遭人窃取，担心自己会得罪当时反对科学的罗马教廷，因此习惯以字形正确但左右完全相反的镜像文字来记录研究心得。达·芬奇手稿上的研究成果开启了后世许多发明的先河，这点着实令人惊叹；而以颠倒方向的文字书写仍能保持思绪顺畅，也让人感叹达·芬奇的天分无人能及。

达·芬奇共留下13 000页左右的笔记和素描，主要可分为《哈默手稿》（Codex Hammer）、《大西洋手稿》（Codex Atlanticus）、《温莎手稿》（Windsor RL）、《阿朗戴尔手稿》（Codex Arundel）、《佛斯特手稿》（Forster Ms）、《马德里手稿》（Madrid Ms）、《巴黎手稿》、《提福兹欧手稿》（Codex Trivulzianus）与《鸟类飞行手稿》（Codexon the Flight Bird）等。其中保存于米兰安布罗西亚纳图书馆的长达1 119页的《大西洋手稿》，于2009年9月在意大利首度公开展览，包括研究领域涵盖飞行、武器、乐器、数学等的研究心得及草图，被视为最具研究价值的达·芬奇手稿。而世界首富、微软总裁比尔·盖茨也极重视达·芬奇手稿——他看到了达·芬奇对于未来世界的影响。基于这个理念，比尔·盖茨在1994年斥资3 080万美元买下了《哈默手稿》（原称《莱斯特律典》），其内容包括解释化石如何形成的造山运动原理与潜水艇战争等，在特定国家展出，一年仅一次。2007年还与大英图书馆合作，将该馆收藏的《阿朗戴尔手稿》与《哈默手稿》转为电子档并置于网络上，供民众上网浏览这些原来仅少数学者才有幸接触的珍贵手稿。

二十五项议题

概念

  水如果没有遇到低处，便不会自行流动。从水层逃逸出的水逃得越远，它的位置越高；而靠近水层中心越近的水，其表面越低。但凡是能与空气接触到的水，其水平面不可能低于整个水层的水平面，而只能高于或等于后者。海水最深的地方会出现淡水。水永不停息地从大海最深处向群山的最高峰运动，而没有遵循重物的运动法则。在这种情况下，其运动比较类似于动物的血液循环——总是从大海这个心脏，流向山峰这个脑袋。而当血管破裂，就像我们看到的流鼻血一样，下方所有的血全部直冲而上，到达破裂的高度。

当水流从地球破裂的经脉中喷涌而出，会立即遵循与其他比空气重的物质同样的规则，总是向低处流动。向下流动的坡度越大，水流速度越快；水流经过的底部坡度越小，则水流速度越慢。尼罗河和其他大河滔滔不绝，总是毫不吝啬地付出全部流水，水流最终会回归到大海。

地球内部的暗流不计其数，水流在这些纵横交错的支脉间流动。流经的地方状态不同，水流表现出的特性也多种多样，随着地表状态而各不相同。如果有可能，在地球上钻探一眼井，穿过地球到达地球背面，而使河水穿过这眼井向下流动，先流入的水流会首先穿过这口井，但这并不会引起任何反射运动，且会穿过所有元素的中心，而从地球的对面也会流入和地球这边一样多的水量。

因为一些峡谷比较深，所以某些地下水源的水道，一端会比另一端短，不管峡谷有多大，泉都能充满它，直到两端冒出的水的重量相等。但是在某些地方，水的中心（重力中心）和地球的中心结合在一起，由于水有一定的重量，因此中心可能在某种程度上偏离原来的位置，也可能在地球对面升高，而超过其原来所在的位置。

因为受到海风吹动，当大海的重量有变动，水中心（重力中心）同地球中心的结合点也会被移动。水自身运动把水抬升或通过器具将水抬升的重量，永远不会超过导致水抬升的水的重量，因为发动机总是比发动机所带动的物体更加强劲有力。

一股水流被另一股水流抬升得越高，这股水流就越会比推动它的水流薄。水的反射运动永远不会比入射运动高，除非水流在水浪冲击的情况下，在撞击之间跳出水面。如果水流没有运动，包裹在其他水中的水不会对周围的水产生重力。如果水流运动速度较快，那么包裹在其他水中的水流便会突围而出，表现出自身所具有的较大重力。相反，水流运动速度越慢，重量会变得越轻。

在同一位置，冲击汇聚的水越多，水流对这一点的冲蚀越厉害。在风的吹送下，水波自行运动，相互交织，形成圆形水纹，底部也因同样的波动受到影响，特别是在浅水区表现得尤为明显。水变咸是因为盐矿的原因，矿盐在很大范围内融化到水中。河水在上游分成许多支流，而在下游汇聚，汇聚后在后方形成无数的沙洲，沙洲有的暴露出来，有的被掩盖在小水流下方。

没有被水流覆盖的沙洲，含有很多比较轻的物质，水流很可能会再次在这里汇集，而不会在分开的地方交汇。假如水流漫过两股水流交汇之间的沙洲，下游形成的锐角角度便会很小，而泥沙也会掩盖沙洲上大多数的砾石。

【注释】

[1]弗朗西斯科·迪·乔治·马丁尼（1439—1501），意大利文艺复兴时期的工程师，曾提出离心泵的原始模型。——编者注