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在水下停留更长时间的大胆设想

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:在维护河堤的建议中,列奥纳多·达·芬奇描述了一个人在自然呼吸的情况下,如何在水下延长停留时间。他议题在水下使用简易呼吸管。在这一页手稿中,达·芬奇提到:“我可以在没有食物的条件下,在水下停留更长的时间,但是我在这里不能描述出来,为什么不在这里写出呢?是因为考虑到人所具有的邪恶本性,所以不能公开,以防人类滥用。否则的话,有人可能会在海洋底部实施杀戮,凿破船底,使得船毁人亡。”

大英图书馆说明

这部手稿很有趣的一面,是列奥纳多·达·芬奇将对周围宇宙万物的观察用实用或不实用的器具尽力展现出来。很多页面记录有他详细的设计及建议,在这一页中,有大篇幅使用简洁明快的评论表达出了他广泛观察和不断反思的结果。

在维护河堤的建议中,列奥纳多·达·芬奇描述了一个人在自然呼吸的情况下,如何在水下延长停留时间。他议题在水下使用简易呼吸管。这一科学发明提出了一个道德问题:“我可以在没有食物的条件下,在水下停留更长的时间,但是我在这里不能描述出来。为什么不在这里写出呢?是因为考虑到人所具有的邪恶本性,所以不能公开,以防人类滥用。否则的话,有人可能会在海洋底部实施杀戮,凿破船底,使得船毁人亡。”

这一页另外一部分是关于“应当调控河流冲击,从水流的内部来减少水流的冲击力,从而使水流的冲击不会对河流的峡谷造成毁坏”的。

列奥纳多·达·芬奇提出,有些问题就像人类学习游泳那么简单,他还提出了如何逃脱涡流的建议。他只是简单地给出“应当游到反射水流上,反射水流可以将人抛出深渊”的建议。对处理河道淤泥这一问题,他提出的简单方法是“让大型动物在河底及壕沟内践踏,使水流混浊,混浊的水流排出,当水流速度减慢的时候,泥沙将会沉淀”。

这一页同时记录了一些不同类型的自然现象,它们同时也被列奥纳多·达·芬奇运用到了绘画研究之中。在阿诺河上观察到的小型龙卷风,展示出他在研究中使用的扑朔迷离的喜剧手法,以及原尺寸卡通手法,这体现在他未完成的绘画作品《安吉里之战》中。

列奥纳多·达·芬奇这里对于工程和自然现象作了简单明了的描述,体现出他多年来随时随地将其所观察到的现象记录在随身携带的手册上的习惯。所有这一切都显示出列奥纳多·达·芬奇独具匠心的发明方式,以及系统完整的调查习惯。

达·芬奇的天才发明

达芬奇设计的螺旋桨飞机模型

在这一页手稿中,达·芬奇提到:“我可以在没有食物的条件下,在水下停留更长的时间,但是我在这里不能描述出来,为什么不在这里写出呢?是因为考虑到人所具有的邪恶本性,所以不能公开,以防人类滥用。否则的话,有人可能会在海洋底部实施杀戮,凿破船底,使得船毁人亡。”他在其他手稿当中也曾提到“可以在水下航行的船”,但这种能力向来被视为是“邪恶的”,所以他没有画出设计图——被后世人一致认为是潜水艇的雏形。

事实上,达·芬奇过度地滥用了他的天才,以至于在无数领域当中,他几乎是强行介入,并且远远超过时代的高度,设计和发明只是他其中的一个领域而已。

除了提出潜水艇的设计之外,由于着迷于飞行现象,达·芬奇做了鸟类飞行的详细研究,同时设计了数部飞行机器,包括由4个人力运作的直升机(但因机体本身亦会旋转故无法作用)以及轻型滑翔翼。1496年1月3日,他曾测试了一部自制飞行机器,但以失败告终。

1502年,达·芬奇曾为伊斯坦布尔鄂图曼苏丹巴耶塞特二世的土木工程专案制作了单一跨距达240米(720英尺)的桥梁草图。这个设计旨在让桥梁跨越博斯普鲁斯海峡口的金角湾(Golden Horn)。但因巴耶塞特二世认为无法建设而未施行。公元2001年,基于达·芬奇的设计,威卜琼·山得达·芬奇专案(Vebjørn Sand Da Vinci Project)让此桥以小桥的形式在挪威付诸实践。而在公元2006年5月17日,土耳其政府决定在实地建设达·芬奇桥跨越金角湾,让该桥最终成形。

1490年,达·芬奇将无段连续自动变速箱概念绘制成草图。今日,达·芬奇的变速概念以现代化形式实际应用于汽车上。此外,无段连续自动变速箱也已经多年应用于拖拉机、雪上摩托车、速可达摩托等方面。

由于达·芬奇曾任军事工程师,笔记中也包含了数种军事机械的设计:机关枪、人力或以马拉动的武装坦克车、子母弹、军用降落伞、含呼吸软管的以猪皮制成的潜水装,等等。不过,后来他却认为战争是人类最糟的活动。其他的发明包括了潜水艇、被认为是第一个机械计算机的齿轮装置,以及被误解为发条车的第一部可程序化行动机器人。此外,在梵蒂冈的那些年,达·芬奇曾计划应用太阳能而使用凹面镜来烧水。  波浪不会相互穿透,但是会从冲击点跳回,而每一条反射运动线均以相等的角度从冲击点逃离:do线冲击co线,弹回后到ob线,标记出曲线的起点这一点,同样co线冲击do线,弹回后到oa线,这样也标记出曲线的起点,这样便形成冲击物的完整曲线。

二十项案例

在水的内部,水流的反射运动一般和其入射运动保持相同的形态。这里的反射运动,不是说弹起到空中的运动,而是沿着水面出现的运动。直线pn,穿过两个圆的交点形成,直线永远不会改变位置随着圆环不断扩大,而只是在长度上不断延伸。

水圈上微粒的所有运动,是从水圈的中心点开始的,沿着直线直达圈上。在水面上水波中的冲击线,多数情况下反射运动中的线路比入射运动长。发生这种情况是因为,如果在距离湖岸较近的地方将一块石头扔入湖中,以入射运动冲击湖岸后的水波,会立即以反射运动返回,一直向湖的对岸延伸。假如入射线为1布拉乔奥长,湖宽为1英里,我认为反射波会一直冲到湖的对岸。

含有泥沙的水流比起冲击它的水流,运动速度会慢很多,那么风所形成的水浪比冲击水的风波(即空气的气浪)要慢很多。气浪在火元素中和水浪在空气中的功能相同,或者是含有泥沙的水浪,即水中含有土。运动之间根据所处的动力大小,彼此间也呈现出一定的比例。

表面的环形水波会像脉冲一样相互渗透,但不是水体渗透,因为水本身没有随着水浪从原来的位置转移,而仅仅只是脉冲力在传递。当大浪碰到小浪,小浪只是从大浪中减去与自身相等的动力。也就是说,如果大浪为1布拉乔奥高,小浪为1/4布拉乔奥高,我认为小浪会以1/4布拉乔奥的冲击力冲击大浪,使大浪高度减少1/4或者稍微多一点,但是双方都不会在数量或冲击力上减少。

冲击到海滩的环形波,虽然波的周长不断放大,但仍保持了入射运动同样的环形曲线,如下图所示。反射波朝向河中心运动,总是保持相同的曲线运动状态。这种现象的发生是因为,当水波离开海滩,逐步获得运动速度及朝向大海中心运动的冲击力。因此会逐步冲击形成这样的反射运动,并会逐渐弯曲,朝水流方向扩散。

因为水流速度变快,水浪的交叉角度也会按照比例变得越来越小。入射角度不等于反射角度,因为入射角度为很小的锐角,而反射角度会比这个还小。如图所示,入射角度为arb,锐角角度很小;反射角度为bcs,也呈现出较小的锐角。水浪一般朝向水流方向涌起。一个水浪本身可以包容很多其他冲过来的水浪,而且冲击的方向截然不同,不管这些水浪有什么样的运动方式。

相对强劲有力的水流将弱势水流撕成碎片,并从其中间穿过。力度相同的水流相互搏击,然后从搏击点跳开。一定宽度、深度和高度的水,包含有难以计数的各种各样的运动方式,这可以在温和的流水水面上看到。在这样的水中,总是可以听到流水淙淙,看到从河底上升到水面的湍流形成的各种各样的涡流。阿迪杰河水总是每七年涨一次,每七年落一次,在河水泛滥的时候,造成大片饥荒。

水流中的小浪在冲击后立即跳回,而且大浪受到冲击的部分会向相反方向跃起。

运动线do冲击运动线co,以同样的角度反弹到ob线。而且同样co线在冲击do线后,反弹到oa线,这样在从各个角度扩张的时候,不断形成环形周长。这样证明表面水浪并没有相互渗透,而只是通过反射运动,按照自己的形态生成另一个水浪而已。

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