“科學巨匠”達·芬奇500周年祭

張屹　郭丹

1519年5月2日，享譽世界的達·芬奇去世。今年剛好是500周年。

達·芬奇在成年后的半個世紀里，于科學、機械、醫學、考古、建筑、軍事、水利、地質、藝術等諸多方面，均頗有建樹。而相比于他的藝術成就，達·芬奇的科學成就并不為世人所熟知，但這并不能掩蓋他科學方面的造詣，甚至稱他為“被藝術創作耽誤的科學家”一點不為過。

一位現代世界的預言家

提起列奧納多 ·迪·皮耶羅·達·芬奇（意大利文原名Leonardo di ser Piero da Vinci），大多數人都會想到他的藝術成就。

的確，作為文藝復興時期歐洲藝術界的領軍人物，他和米開朗基羅及拉斐爾被稱為“意大利美術三杰”。他的作品《蒙娜麗莎》現在還是巴黎盧浮宮鎮館之寶，而《最后的晚餐》更是為許多藝術評論家津津樂道。小說家丹·布朗甚至還從中得到靈感，創作出著名小說《達·芬奇密碼》。

《達·芬奇的惡魔》則是由英美合拍的冒險劇，講述達·芬奇在佛羅倫薩青年時代不為人知的秘密故事。劇中主人公像是一個生活在中世紀的超級英雄，融合了各種真實和戲說的歷史故事。

這世上最怕的就是“別人比你天賦異稟，還比你勤奮用功”。許多人忽略的是，達·芬奇在自然科學方面的成就，絲毫不亞于藝術成就，而且他還有著很先進的科學思想，以至于影響到文藝復興后很多從事科學研究的人員，其中就包括后來的大科學家伽利略。

事實上，達·芬奇是一位在科學、工程、創作方面都表現卓越的全能選手，是第一個真正思考人和世界運轉機理的科學巨匠，是歷史上有數的學識最淵博的巨人之一，是一位現代世界的預言家，其手稿被稱為一部15世紀真正的科技百科全書。

達·芬奇的《維特魯威人》素描

擺脫玄學，科學地假設

達·芬奇在科學方面的貢獻，首先是提倡理論聯系實際。

很長一段時間內，歐洲自然科學發展都處于停滯狀態，這主要是因為當地科學研究奉行“參考文獻”。研究人員并不關注現實問題，只是不停在各種所謂“權威文獻”中尋找各種命題，然后加以研究。任何沒有文獻提到的問題，都會被斥為“偽命題”。

同時，研究人員頗具“玄學化”的研究方式，也導致歐洲自然科學長期停滯不前。為表現出“高人一等”，很多研究人員將本已晦澀的理論，用富有宗教氣息的話語修飾一遍，結果導致各種“成果”只能在非常小的圈子里流傳。

目前存世的達·芬奇手稿有6000多頁，其中很多科學預見都已經被證實。

達·芬奇利用自身影響力，批判這種情況。他指出“理論脫離實踐是最大的不幸”，號召科研人員從毫無實際意義的研究中解放出來，多關注現實問題，不要在一堆空想條件的虛擬環境中假設各種并不存在的問題。他的這種思想，很快受到備受“權威”壓迫的青年科研人員歡迎。英國哲學家培根后來更是在他的理論上加以總結，形成比較完整的自然科學研究方法論，從而奠定了歐洲近現代自然科學爆棚式發展的理論基礎。

達·芬奇對科學的另一貢獻，是利用在現實生活中找到的科學靈感，形成比較合理的科學假設。達·芬奇畢業于意大利理工學院，受過比較系統的自然科學教育。他的科學假設嚴謹且貼近現實，具有很大的啟發意義，其中比較典型的案例便是達·芬奇對人體的研究和思考。

在達·芬奇時代，科學研究普遍基于玄學化的宗教理論，研究人員中也有著“一流人員研究理論，二流人員研究實踐”的天然業務偏見。然而，達·芬奇利用多種手段躲過教會監視，親自解剖過幾十具尸體。通過解剖，他更加深刻地認識了人體構造，并非常精確地將人體內各種器官、骨骼、肌肉等描繪出來。

在沒有任何人體循環系統研究理論、數據及文獻的年代，達·芬奇通過自己的解剖實踐，逐漸形成對人體構造的成熟認知，并提出了各種醫學理論。他指出人體器官可以進行替代，從而緩解甚至治愈一些器官衰竭引發的病癥，并在此基礎上設計出心臟修復方法。但受制于宗教學術權威、同行歧視，以及后人對學術論文、數據與核心期刊的瘋狂崇拜，達·芬奇在醫學領域的這一偉大發現，長期被認為是“沒有數據和文獻支撐的幻想”，直到2005年一名英國醫生通過臨床實踐，證明達·芬奇所言心臟修復方法的正確性。

可如果將達·芬奇解剖人體的行動簡單理解為醫學研究，那就大錯特錯。達·芬奇很早就意識到，自然科學學科間有很大相通性，機械學研究未來必定會出現“擬人化”趨勢，而若要盡可能制造出類似人體靈活度的機械，就必須深刻理解人體。所以，他通過解剖深刻理解人體各種構造，同時也在研究人體運作原理。在此基礎上，他提出制造“機械人”的可能，這成為機器人制造的雛形。

達·芬奇的飛行器手繪圖

人體解剖圖

據一些非正式史料記載，達·芬奇曾利用簡陋手段制造出一個“機械人”。據記載，他是利用齒輪作為動力裝置，讓機械人可以上下揮舞手臂;之后利用一個傳動桿連接頭部與動力裝置，使機械人的下頜可以運動;另有一個裝置，可以讓機械人發出一些原始聲音。

推動科學切實服務社會

由于復雜的歷史原因，雖然達·芬奇的很多大膽科學假設都沒能在有生之年得到應用，但這并不能阻擋他將部分科學研究轉化為切實服務于社會的成果。

達·芬奇很早就開始關注水利建設在農業方面的作用。在那個農業生產還比較原始的時代，農業產量非常不穩定，遇到干旱經常會出現饑荒。達·芬奇為此專門研究如何修建人工運河，進而將原生河水引入灌溉農田。很幸運，他在亞諾河水利工程建設中得到實踐機會。在他主持下，米蘭至帕維亞之間修建起一條人工運河，然后以此為基礎，形成一套比較完整的水利灌溉系統。其中許多關鍵工程，如水閘、水庫及攔水壩等，都是達·芬奇親自設計并指揮建造的。這套灌溉系統歷經考驗，成為當地農業生產的重要保障。

此外，達·芬奇還通過研究地質變動，推動了地理學發展。他根據高山上發現遠古海洋生物化石的現象，認為地殼在若干年間不停變動，水陸之間經常轉換，間接證明地球應當更接近圓形。他利用諸多簡陋科學儀器，推算出地球直徑在7000英里左右。他的這些結論在當時并不為太多人知曉，但多年后，隨著地理大發現時代來臨，尤其是麥哲倫環球航行后，他的地理結論才被認為相當有預見性。

達·芬奇科學方面的種種成就，并不如他的藝術方面的成就那般引人注目，其中很多甚至還在很長一段時間內遭到質疑。但他還是以非常原始的方式，認真將每一個科學發現記錄為手稿。目前存世的達·芬奇手稿有6000多頁，其中很多科學預見都已經被證實。

達·芬奇用一生去證明：科學研究需要以實踐為導向，即使“實踐應以好的理論為基礎”，理論脫離實踐仍是最大的不幸。達·芬奇不僅為后人留下很多科學遺產，更重要的是他還留下正確探索科學世界的方法和精神，以至于后人在窮盡他的科學預見后不會迷失方向。這讓他更難以被世人忘記。