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CAFA講座丨創(chuàng)新者達(dá)?芬奇：文藝復(fù)興時期科技的象征

2019年4月17日，“達(dá)?芬奇的藝術(shù)：不可能的相遇”展覽系列講座“創(chuàng)新者達(dá)?芬奇：文藝復(fù)興時期科技的象征”在中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館學(xué)術(shù)報告廳舉行，本次講座由中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館與意大利駐華使館文化處共同策劃，主講人為意大利薩薩里大學(xué)化學(xué)藥學(xué)系的材料科學(xué)教授、材料科學(xué)及納米科學(xué)實驗室主任易諾晨教授（Prof. Plinio Innocenzi）。講座從達(dá)?芬奇與文藝復(fù)興時期科學(xué)技術(shù)發(fā)展之間的關(guān)系這一角度展開，主要介紹了達(dá)?芬奇在機械設(shè)計領(lǐng)域的實踐和成果。講座由中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館館長助理高高擔(dān)任主持。 

1466年，14歲的達(dá)?芬奇從家鄉(xiāng)芬奇小鎮(zhèn)來到佛羅倫薩學(xué)習(xí)繪畫。當(dāng)時，佛羅倫薩主教堂圣母百花大教堂剛完工不久，這座歷時一百余年才建成的宏偉建筑給小達(dá)?芬奇帶來極大的震撼。大教堂始建于1296年，但由于無人可以完成教堂巨大穹頂?shù)慕ㄔ?，工程被迫停滯。約100年后，建筑師菲利普?布魯內(nèi)萊斯基（Filippo Brunelleschi）將哥特式建筑的尖拱和肋架劵技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造了前所未有的工藝，并為順利完工設(shè)計了配套的建筑器械。達(dá)?芬奇看到這些廢棄在廣場或倉庫的器械，深受啟發(fā)，便把機器構(gòu)造繪制下來，這也是他對機械感興趣的原動力。

達(dá)?芬奇一直在佛羅倫薩生活到30歲左右，學(xué)習(xí)繪畫的同時也與一些工程師保持著密切聯(lián)系，盡管文化水平尚且不高，無法通過閱讀進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，但他憑借天才的自學(xué)能力，在實踐中掌握了大量的機械設(shè)計知識?；蛟S是為了逃避那些他不想完成的繪畫訂件，達(dá)?芬奇給米蘭的盧多維科公爵寫了一封自薦信，當(dāng)時意大利地區(qū)小國林立，達(dá)?芬奇深諳公爵對機械工程師的需求會大于對藝術(shù)家的需求，便在信中稱自己會設(shè)計民用器械、軍事裝置、城堡建筑等，以工程師的身份來到米蘭。

由此，達(dá)?芬奇逐漸展開他涉及多方面、數(shù)量達(dá)一萬兩千多頁圖稿的機械設(shè)計。達(dá)?芬奇之所以能夠迅速展開機械設(shè)計的工作，除了他天才的能力，也得益于同時代工程師已經(jīng)取得的成果。弗朗西斯科?迪?喬治（Francesco di Giorgio）便是對達(dá)?芬奇產(chǎn)生影響的其中一人。迪?喬治首次使用“自行車”一詞描述他所設(shè)計的耕田車，這輛車具有方向盤、變速輪和一定的可操控性，已經(jīng)具備了現(xiàn)代自行車的特質(zhì)。但達(dá)?芬奇研究圖稿的時候發(fā)現(xiàn)，迪?喬治設(shè)計的自行車仍然需要人力來驅(qū)動輪盤，于是達(dá)?芬奇在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，通過板片彈簧系統(tǒng)上發(fā)條為車提供動力，實現(xiàn)了真正的“自行”。

板片彈簧結(jié)構(gòu)也被達(dá)?芬奇用到鐘表的改良設(shè)計上，當(dāng)時的鐘仍使用體量巨大的重力系統(tǒng)維系運轉(zhuǎn)，而板片彈簧結(jié)構(gòu)小巧精致，使鐘表的隨身攜帶成為可能。為解決彈簧由緊變松的過程所產(chǎn)生的速度差，達(dá)?芬奇還運用均力圓錐輪，以齒輪的周長差補足了速度差。這種結(jié)構(gòu)實際上即現(xiàn)代機械鐘表中所使用的擒縱系統(tǒng)，達(dá)?芬奇的設(shè)計比實際實現(xiàn)早了兩百五十余年。而達(dá)?芬奇尚不是最早發(fā)明這種方法的，易諾晨教授介紹，記載中最早的擒縱系統(tǒng)源自中國宋代的科學(xué)家蘇頌的發(fā)明。

達(dá)?芬奇在人體比例方面也進(jìn)行了積極的探索。文藝復(fù)興時期，古羅馬建筑師維特魯威(Marcus Vitruvius Pollio)的著作《論建筑》被發(fā)掘并得到廣泛普及。維特魯威在書中提到，完美的建筑比例來自于人體，即當(dāng)人伸展四肢時，頭部和四肢的端點與內(nèi)接于正方形的圓吻合時形成的比例。當(dāng)時許多畫家試圖畫出維特魯威描述的完美比例，都沒有達(dá)到最佳的效果。達(dá)?芬奇所繪制的維特魯威人體比例雖然也沒有實現(xiàn)精準(zhǔn)的內(nèi)接，但他勝于同代人的一點在于對人體數(shù)據(jù)進(jìn)行的研究和計算，計算結(jié)果以比例尺的形式呈現(xiàn)在畫面下方。通過精細(xì)的人體數(shù)據(jù)研究，達(dá)?芬奇還發(fā)現(xiàn)，人直立時的高度和展開雙臂的臂長基本吻合。

隨后，易諾晨教授向大家介紹了達(dá)?芬奇在飛行領(lǐng)域的探索。在大西洋手稿中有一幅不起眼的小圖，但就在這幅圖旁邊的只言片語中，達(dá)?芬奇清晰地描述了畫中降落傘的具體材質(zhì)和尺寸。2000年，幾位科學(xué)家按照達(dá)?芬奇的指示復(fù)原了這個約500年前的降落傘，并成功試飛。除此之外，達(dá)?芬奇還設(shè)計了一系列模仿鳥類飛行原理的撲翼結(jié)構(gòu)飛行器、蜻蜓翼結(jié)構(gòu)飛行器、螺旋結(jié)構(gòu)飛行器等，經(jīng)后世科學(xué)家的實踐證明，這些飛行器均可順利運行。

講座的尾聲，易諾晨教授向大家介紹了達(dá)?芬奇在蒸汽領(lǐng)域富有前瞻性的實踐。早在16世紀(jì)，達(dá)?芬奇就認(rèn)識到蒸汽可以作為一種驅(qū)動力推動活塞，但與第一次工業(yè)革命時期將蒸汽廣泛運用于生產(chǎn)的做法不同，達(dá)?芬奇對蒸汽運用顯得古怪。他發(fā)明了一種以蒸汽為動力的炮彈，并稱其為“阿基米德的雷聲”。除了軍事器械，達(dá)?芬奇還將蒸汽原理運用到烤肉機的改良中。通過蒸汽產(chǎn)生的力量帶動一根懸置的渦輪旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)由齒輪把動能傳遞給烤肉軸，機械間的能量傳遞解放了人力宮廷廚房中的烤肉效率得以大幅提升。

達(dá)?芬奇的一生進(jìn)行了不計其數(shù)的機械設(shè)計，然而其中的絕大多數(shù)都停留在圖稿階段。易諾晨教授表示，如果在達(dá)?芬奇的構(gòu)想和最終的實現(xiàn)之間沒有如此長的時間差，那么很多技術(shù)的發(fā)展都將大大提前。

互動環(huán)節(jié)中，易諾晨教授又從達(dá)?芬奇在機械方面的學(xué)習(xí)背景，以及其科學(xué)探索在藝術(shù)中的表現(xiàn)等方面作了進(jìn)一步闡述。達(dá)?芬奇所處的時代尚未有明確的學(xué)科分野，繪畫、機械設(shè)計、解剖學(xué)、植物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、光學(xué)等達(dá)?芬奇所涉足的眾多知識領(lǐng)域，都是他對自然本質(zhì)進(jìn)行研究的一種途徑。

文/徐子俊
現(xiàn)場圖/胡思辰
作品圖來自主講人