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CAFA讲座丨创新者达•芬奇:文艺复兴时期科技的象征

时间: 2019.4.23

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CAFA讲座丨创新者达•芬奇:文艺复兴时期科技的象征

2019年4月17日,“达•芬奇的艺术:不可能的相遇”展览系列讲座“创新者达•芬奇:文艺复兴时期科技的象征”在中央美术学院美术馆学术报告厅举行,本次讲座由中央美术学院美术馆与意大利驻华使馆文化处共同策划,主讲人为意大利萨萨里大学化学药学系的材料科学教授、材料科学及纳米科学实验室主任易诺晨教授(Prof. Plinio Innocenzi)。讲座从达•芬奇与文艺复兴时期科学技术发展之间的关系这一角度展开,主要介绍了达•芬奇在机械设计领域的实践和成果。讲座由中央美术学院美术馆馆长助理高高担任主持。 

1466年,14岁的达•芬奇从家乡芬奇小镇来到佛罗伦萨学习绘画。当时,佛罗伦萨主教堂圣母百花大教堂刚完工不久,这座历时一百余年才建成的宏伟建筑给小达•芬奇带来极大的震撼。大教堂始建于1296年,但由于无人可以完成教堂巨大穹顶的建造,工程被迫停滞。约100年后,建筑师菲利普•布鲁内莱斯基(Filippo Brunelleschi)将哥特式建筑的尖拱和肋架劵技术结合,创造了前所未有的工艺,并为顺利完工设计了配套的建筑器械。达•芬奇看到这些废弃在广场或仓库的器械,深受启发,便把机器构造绘制下来,这也是他对机械感兴趣的原动力。

达•芬奇一直在佛罗伦萨生活到30岁左右,学习绘画的同时也与一些工程师保持着密切联系,尽管文化水平尚且不高,无法通过阅读进行理论学习,但他凭借天才的自学能力,在实践中掌握了大量的机械设计知识。或许是为了逃避那些他不想完成的绘画订件,达•芬奇给米兰的卢多维科公爵写了一封自荐信,当时意大利地区小国林立,达•芬奇深谙公爵对机械工程师的需求会大于对艺术家的需求,便在信中称自己会设计民用器械、军事装置、城堡建筑等,以工程师的身份来到米兰。

由此,达•芬奇逐渐展开他涉及多方面、数量达一万两千多页图稿的机械设计。达•芬奇之所以能够迅速展开机械设计的工作,除了他天才的能力,也得益于同时代工程师已经取得的成果。弗朗西斯科•迪•乔治(Francesco di Giorgio)便是对达•芬奇产生影响的其中一人。迪•乔治首次使用“自行车”一词描述他所设计的耕田车,这辆车具有方向盘、变速轮和一定的可操控性,已经具备了现代自行车的特质。但达•芬奇研究图稿的时候发现,迪•乔治设计的自行车仍然需要人力来驱动轮盘,于是达•芬奇在此基础上进行改良,通过板片弹簧系统上发条为车提供动力,实现了真正的“自行”。

板片弹簧结构也被达•芬奇用到钟表的改良设计上,当时的钟仍使用体量巨大的重力系统维系运转,而板片弹簧结构小巧精致,使钟表的随身携带成为可能。为解决弹簧由紧变松的过程所产生的速度差,达•芬奇还运用均力圆锥轮,以齿轮的周长差补足了速度差。这种结构实际上即现代机械钟表中所使用的擒纵系统,达•芬奇的设计比实际实现早了两百五十余年。而达•芬奇尚不是最早发明这种方法的,易诺晨教授介绍,记载中最早的擒纵系统源自中国宋代的科学家苏颂的发明。

达•芬奇在人体比例方面也进行了积极的探索。文艺复兴时期,古罗马建筑师维特鲁威(Marcus Vitruvius Pollio)的著作《论建筑》被发掘并得到广泛普及。维特鲁威在书中提到,完美的建筑比例来自于人体,即当人伸展四肢时,头部和四肢的端点与内接于正方形的圆吻合时形成的比例。当时许多画家试图画出维特鲁威描述的完美比例,都没有达到最佳的效果。达•芬奇所绘制的维特鲁威人体比例虽然也没有实现精准的内接,但他胜于同代人的一点在于对人体数据进行的研究和计算,计算结果以比例尺的形式呈现在画面下方。通过精细的人体数据研究,达•芬奇还发现,人直立时的高度和展开双臂的臂长基本吻合。

随后,易诺晨教授向大家介绍了达•芬奇在飞行领域的探索。在大西洋手稿中有一幅不起眼的小图,但就在这幅图旁边的只言片语中,达•芬奇清晰地描述了画中降落伞的具体材质和尺寸。2000年,几位科学家按照达•芬奇的指示复原了这个约500年前的降落伞,并成功试飞。除此之外,达•芬奇还设计了一系列模仿鸟类飞行原理的扑翼结构飞行器、蜻蜓翼结构飞行器、螺旋结构飞行器等,经后世科学家的实践证明,这些飞行器均可顺利运行。

讲座的尾声,易诺晨教授向大家介绍了达•芬奇在蒸汽领域富有前瞻性的实践。早在16世纪,达•芬奇就认识到蒸汽可以作为一种驱动力推动活塞,但与第一次工业革命时期将蒸汽广泛运用于生产的做法不同,达•芬奇对蒸汽运用显得古怪。他发明了一种以蒸汽为动力的炮弹,并称其为“阿基米德的雷声”。除了军事器械,达•芬奇还将蒸汽原理运用到烤肉机的改良中。通过蒸汽产生的力量带动一根悬置的涡轮旋转,再经由齿轮把动能传递给烤肉轴,机械间的能量传递解放了人力宫廷厨房中的烤肉效率得以大幅提升。

达•芬奇的一生进行了不计其数的机械设计,然而其中的绝大多数都停留在图稿阶段。易诺晨教授表示,如果在达•芬奇的构想和最终的实现之间没有如此长的时间差,那么很多技术的发展都将大大提前。

互动环节中,易诺晨教授又从达•芬奇在机械方面的学习背景,以及其科学探索在艺术中的表现等方面作了进一步阐述。达•芬奇所处的时代尚未有明确的学科分野,绘画、机械设计、解剖学、植物学、地质学、光学等达•芬奇所涉足的众多知识领域,都是他对自然本质进行研究的一种途径。

文/徐子俊
现场图/胡思辰
作品图来自主讲人