新绛龙兴中学的老师:达芬奇,飞行的梦想

500年前，达·芬奇研究并仔细分析了鸟儿的飞行，试图发现飞行的秘密。研究每进行一步，他都做好标注，制作草图，由于技术所限，达·芬奇未能实现他的飞行梦想。美国西雅图两位业余爱好者决定完成达·芬奇未了的心愿。退休工程师桑迪·麦克拉夫林和退休

　　小学教师约翰·格罗夫依据达·芬奇的草图，制作出一架全尺寸的扑翼飞行器。

　　今天，这种飞行器被称为扑翼飞机。尽管在此之前已有人根据达芬奇草图制造出飞行器的模型，但麦克拉夫林和格罗夫希望增加一些达芬奇有可能已完成的设计细节。麦克拉夫林解释说，“我希望尝试并完成假设达·芬奇继续从事飞行研究所取得的成果。”

　　麦克拉夫林说，为实现这一目标，“我翻阅了所有对达·芬奇作品的翻译书籍，大多来自达·芬奇手稿中最重要的收藏《大西洋手稿》。”格罗夫说，他们的想法就是按照达·芬奇可能尝试的设计方式造出飞行器。他说：“我们总是有意识地以16世纪技术角度来研究这个问题，并通过这一视角让我们回到那个年代。”

　　麦克拉夫林补充说：“达芬奇的草图无具体细节，我们在制造过程中也未使用任何太空时代的扣件、轴承及其它诸如此类的装置。它完全是用牛皮绳和暗榫把各个部分组装在一起。”麦克拉夫林和格罗夫花费了3年时间将达芬奇的梦想变成现实。他们表示，制造过程中最困难的一点便是机翼支撑结构。格罗夫说：“我们先要把所有零件拆开，然后再把机翼结构组合在一起。”

　　麦克拉夫林承认，尝试完成达芬奇的杰作是“有点儿过分。”但他随后表示，“我们只是认为这是我们所应该从事的工作。”格罗夫在旁补充说，制作飞行器让他们更好地了解达芬奇的天赋，“意义就在于，当你追寻前人走过的足迹时，你会发现一路上充满挑战。”

　　他们从未打算让人真正驾驶其制造的飞行器遨游天空。麦克拉夫林解释说，人的肌肉还不够发达，若是真正的大力士，“他也许能鼓翼而飞起一次。”他认为这种飞行器也许只能当作滑翔机飞行。目前，他们二人制作的飞行器正摆放在西雅图飞行博物馆供参观。

　　参考资料：http://tech.sina.com.cn/d/2006-05-19/1841946999.shtml

双翼飞行器

15世纪70年代，达·芬奇画出了一种由飞行员自己提供动力的飞行器，并称这种飞行器为“扑翼飞机”。它模仿鸟儿、蝙蝠和恐龙时代的翼龙，具有多个膜状翅膀。达·芬奇认为只有扑翼机才能既具备推力，又具备提升力。在展览中，这种飞行器双翼展开共11米宽，大约1.6米的驾驶员仿佛是背着它在飞行，驾驶员在操作时，脚需要不停踩踏一个动力滑轮，双手也要同时摇动手柄帮助提供动力，头则用来控制方向。

后来，有许多人开始模仿达·芬奇设计制造飞机，然而结果都逃不过失败的命运，理想情况下能上下蹦跳几下，最坏的结果则是摔成碎片。

其实，达·芬奇早已意识到人类不可能强壮到挥动机翼的地步，因此留下了一段笔记，上面说单凭人力无法实现飞上天空的梦想，因此奉劝后人放弃这种思想。

当然，随着现代科技的发展，人类已无需靠扇动翅膀来飞行，各种动力的飞行器早已超越了古人的想象，而且不仅飞上了天，还进入了太空，进入了宇宙。这恐怕是达·芬奇打破脑袋也无法想得到的了。

他不仅是一个伟大的画家。
我们印象中的达·芬奇是文艺复兴时期一个伟大的艺术家，而本月20日开始的北京科技周，将在自然博物馆告诉你另一个达·芬奇，那就是“科学大师达·芬奇”，他在机械、医学甚至军事等多方面的才能让人叹为观止，他的奇思妙想，他的新奇发明，不仅在当时独具一格，而且在很大程度上直接影响了后世科技的前进方向。

1、自动行驶的汽车

达·芬奇对于自动向前开的车有独到的理解，在展览中，他设计的一种自动行驶的汽车特别能体现其异想天开的思想。

这种自动行驶车在当时其实主要是用于舞台演出，并不需要行驶太长的距离，它的动力来自弹簧产生的压力，就像钟表或一些玩具车上发条，经过一系列的齿轮和杠杆把力传递到轮子上。不过这种自动行驶的车子奇特之处还在于它对速度的控制，这个车子在一个圆盘上设置了很多的方块，让一个与轮子相连的杠杆的一端与这个圆盘相接，当车子运行时，圆盘上的方块数量多，对于杠杆的阻力就会增大，从而影响轮子运转的速度，但是这样行驶的时间及里程也会更长一些。相反，人为地减少圆盘中的方块，对轮子的阻力降低，行驶速度就快，但是因为力量猛，消耗得也快，所以在很短的距离就停止了。

这种车还有个带绳的手闸，当要刹车时，拉动手闸，转动的齿轮被卡住，车就停下来了。这差不多也可以说是最早的“汽车”了，也许后来的汽车正是从这个发明中得来的灵感而产生的呢？

2、仿人机器人

为了使画作中的人物活灵活现，达·芬奇对于人体解剖有着浓厚的兴趣，他曾经解剖过30多具尸体，这位天才甚至认为，人体本身就是一架最复杂的机器，这也使得他在手稿中画出，甚至可能亲手造出了第一个人形机器人。

为证明机器与人体间的紧密相似，达·芬奇在1495年，在创作《最后的晚餐》前设计了一款机器人，与现在人们可以设计出的机器不同，大师设想中的机器人完全就是个“骑士”。这是西方文明世界的第一款人形机器人。

“他”身着15世纪末德意志—意大利式盔甲，内部主要用木头做成，还有部分皮革和金属。“他”模样威武，通过钢索系统进行工作，可以挥舞胳膊，坐站自如，甚至转头和张开下颚。在“他”的胯部有一个圆盘齿轮作为驱动装置，通过两个机械杆的齿轮再与位于胸部的另一个圆盘齿轮咬合，再通过一个传动杆让头部向不同方向转动。

只要再配备一个自动鼓，“他”甚至还可以发出声音。这可以说是最早期解剖学和人体运动学的研究成果。

3、差动螺旋

达·芬奇也是个天才的机械物理学家，他的很多机械设计思路，都对现代工业产生了至关重要的影响，就以他研究的差动螺旋来说，他将螺钉的螺纹距离有意识的做得不一样，越往尖的小的地方，螺纹距离越小，反之越大。

利用这种原理，可以大大增加这种螺钉的穿透力，现在这种技术主要用于压榨机，榨汁机上。我们现在用的红酒开瓶器，也是利用了这个原理。

4、独特的钟表设计构想

作为一个天才，达·芬奇的一系列奇思妙想让人叹服，比如他对钟表的设计构想。

在这个构想中，钟表时针的动力源于弹簧，但是弹簧发力有一个规律，压力越大时，它释放的力也越大，释放得也越快，钟摆却需要均速的运动，怎么办呢？

达·芬奇想了个办法，就是把弹簧的力通过杠杆传递至一个齿轮，这个齿轮再与另一个仿锥形的齿轮咬合，当弹簧力很大时，那个齿轮就与倒着的仿锥形齿轮的上部较大一圈齿相咬合，传递力量，弹簧力量渐小时，就让齿轮与仿锥体的更小直径的齿相咬合，这样就把整个弹簧力均匀地传递了出去，并通过杠杆使钟摆均匀地摆动。

达·芬奇另一个设计就是用重力代替弹簧，使钟摆运动，首先要将重物吊至一定位置，然后将其重力均匀地传递给钟摆，使其活动保持匀速。这个设想在几个世纪后被用来调节巨大的时钟，影响非常深远。

5、纺织物扩张器

达·芬奇所处的时期，人们的科学视野与生活都有着十分密切的关系，比如达·芬奇发明的这种用于支撑开纺织品的一个架子，它可以用来张拉纺织物，使其不至于产生皱褶。

这个发明能将扩散开的重物从周边拉到中心，也能将其迅速拉开。人只要摇动手柄，通过绳索带动圆形装置中的15个杆，使其聚集在一起，或呈圆形散开，就能实现其对纺织物的张拉作用。

这个装置也动用了滑轮等装置，可见当时机械设计思路已经有了非常长足的进步，适用的范围也已相当广泛。

6、三速提升机

达·芬奇17岁来到佛罗伦萨，当时这座城市正在建很多的教堂，达·芬奇一位老师正是在建的圣玛利亚大教堂的负责人之一，于是达·芬奇也参与到了这个大教堂的建设中。

根据这个教堂的设计，尖顶上该有一个很大的圆球，但是如何将这样巨大圆球吊到上百米的高空却是个难题，达·芬奇和其他很多工程师们于是参与了设计所谓“三速提升机”，它安装在地面上的坚硬支架上，有三个滑轮样的轮轴，但是粗细并不一致。

粗的轮轴主要负责特别重的物体的提升，但是速度很慢，而细的则提升较轻的物体，速度很快。据工作人员介绍，之所以要这样设计三个粗细不一的轮轴，主要目的还是为了提高工作效率，根据不同的物体重量可以选择使用不同的滑轮。

这种提升机的动力要由公牛或其他动物来提供，也可以用水力等，据介绍，这种装置最大能提升达几吨的重物，并安装了安全装置，以防止轮轴沿逆向转动。

7、河道淤泥挖掘机

意大利被地中海所包围，而且河港遍布，水上航运是非常重要的交通方式，需要经常挖掘河道或港口的淤泥，保持水道畅通无阻。但是人工的挖掘方式费时费力，效率低下，和达·芬奇处于同一时代的一批意大利锡耶纳的工程师们于是在这方面动起了脑筋。

他们设计制造了一种外形像船的淤泥挖掘机，用于清除浅水港口的沙砾、淤泥和泥土。这个巨大的挖掘机中间是个木制的两个动力齿轮，带动着一个巨大的竖着的圆盘转动，这个竖着的大圆盘的四边，装着四个巨大的挖勺，圆盘转动，大挖勺也转动，挖勺转到地面一侧时，就能将下面的淤泥挖出来，然后转动到圆盘的另一侧呈抛物线抛到旁边的船上，装满了就运走。

实际上这种发明和中国古代的水车极为相似，也是通过一个大转轮把水装出来，抛到另一个位置。这个挖掘机的大勺子的柄是可以调节长度的，可以根据挖掘淤泥的深浅进行伸缩。

8、桨叶船

意大利是个航海之国，在文艺复兴时期，工商业及海运十分繁盛，对于主要交通工具———船就提出很高的要求，迫切需要装载量大而航行速度又快的船只。

那时的工程师们就适应于这种要求，发明了一种速度很快的桨叶船，在船体的中央有一个巨大的圆形齿轮，不过它是供人踩踏以提供动力的，人们就像做实验的小白鼠一样不停地踩着大圆盘转动，然后通过一系列的齿轮与杠杆，把动力传给安装在船两边的六个巨大圆形轮桨，本来人提供的不太大的力量，经过杠杆与齿轮的放大作用，转变成了桨叶巨大的动力。这样，只需要很少的人，就能让整个船行走如飞了。

达·芬奇妙论：人就是一台奇妙的机器
达·芬奇解剖了不少人的尸体，在他看来，“人就是一台奇妙的机器”，像平时胳膊抬起就是杠杆运动，跑步就是腿的曲轴运动。

在他做人体解剖前，他甚至认为人的颈椎应该是像船帆一样，很多根骨头呈“人”字形支撑着头骨，解剖后才发现自己搞错了。地球和人一样

达·芬奇还把地球比作人，他说像地下水就是人的血液，岩石、大陆就是人的骨骼，而地表的物质就是人的肉。

500年前，达·芬奇研究并仔细分析了鸟儿的飞行，试图发现飞行的秘密。研究每进行一步，他都做好标注，制作草图，由于技术所限，达·芬奇未能实现他的飞行梦想。美国西雅图两位业余爱好者决定完成达·芬奇未了的心愿。退休工程师桑迪·麦克拉夫林和退休

小学教师约翰·格罗夫依据达·芬奇的草图，制作出一架全尺寸的扑翼飞行器。

今天，这种飞行器被称为扑翼飞机。尽管在此之前已有人根据达芬奇草图制造出飞行器的模型，但麦克拉夫林和格罗夫希望增加一些达芬奇有可能已完成的设计细节。麦克拉夫林解释说，“我希望尝试并完成假设达·芬奇继续从事飞行研究所取得的成果。”

麦克拉夫林说，为实现这一目标，“我翻阅了所有对达·芬奇作品的翻译书籍，大多来自达·芬奇手稿中最重要的收藏《大西洋手稿》。”格罗夫说，他们的想法就是按照达·芬奇可能尝试的设计方式造出飞行器。他说：“我们总是有意识地以16世纪技术角度来研究这个问题，并通过这一视角让我们回到那个年代。”

麦克拉夫林补充说：“达芬奇的草图无具体细节，我们在制造过程中也未使用任何太空时代的扣件、轴承及其它诸如此类的装置。它完全是用牛皮绳和暗榫把各个部分组装在一起。”麦克拉夫林和格罗夫花费了3年时间将达芬奇的梦想变成现实。他们表示，制造过程中最困难的一点便是机翼支撑结构。格罗夫说：“我们先要把所有零件拆开，然后再把机翼结构组合在一起。”

麦克拉夫林承认，尝试完成达芬奇的杰作是“有点儿过分。”但他随后表示，“我们只是认为这是我们所应该从事的工作。”格罗夫在旁补充说，制作飞行器让他们更好地了解达芬奇的天赋，“意义就在于，当你追寻前人走过的足迹时，你会发现一路上充满挑战。”

他们从未打算让人真正驾驶其制造的飞行器遨游天空。麦克拉夫林解释说，人的肌肉还不够发达，若是真正的大力士，“他也许能鼓翼而飞起一次。”他认为这种飞行器也许只能当作滑翔机飞行。目前，他们二人制作的飞行器正摆放在西雅图飞行博物馆供参观。
双翼飞行器

15世纪70年代，达·芬奇画出了一种由飞行员自己提供动力的飞行器，并称这种飞行器为“扑翼飞机”。它模仿鸟儿、蝙蝠和恐龙时代的翼龙，具有多个膜状翅膀。达·芬奇认为只有扑翼机才能既具备推力，又具备提升力。在展览中，这种飞行器双翼展开共11米宽，大约1.6米的驾驶员仿佛是背着它在飞行，驾驶员在操作时，脚需要不停踩踏一个动力滑轮，双手也要同时摇动手柄帮助提供动力，头则用来控制方向。

后来，有许多人开始模仿达·芬奇设计制造飞机，然而结果都逃不过失败的命运，理想情况下能上下蹦跳几下，最坏的结果则是摔成碎片。

其实，达·芬奇早已意识到人类不可能强壮到挥动机翼的地步，因此留下了一段笔记，上面说单凭人力无法实现飞上天空的梦想，因此奉劝后人放弃这种思想。

当然，随着现代科技的发展，人类已无需靠扇动翅膀来飞行，各种动力的飞行器早已超越了古人的想象，而且不仅飞上了天，还进入了太空，进入了宇宙。这恐怕是达·芬奇打破脑袋也无法想得到的了。

他不仅是一个伟大的画家。
我们印象中的达·芬奇是文艺复兴时期一个伟大的艺术家，而本月20日开始的北京科技周，将在自然博物馆告诉你另一个达·芬奇，那就是“科学大师达·芬奇”，他在机械、医学甚至军事等多方面的才能让人叹为观止，他的奇思妙想，他的新奇发明，不仅在当时独具一格，而且在很大程度上直接影响了后世科技的前进方向。

1、自动行驶的汽车

达·芬奇对于自动向前开的车有独到的理解，在展览中，他设计的一种自动行驶的汽车特别能体现其异想天开的思想。

这种自动行驶车在当时其实主要是用于舞台演出，并不需要行驶太长的距离，它的动力来自弹簧产生的压力，就像钟表或一些玩具车上发条，经过一系列的齿轮和杠杆把力传递到轮子上。不过这种自动行驶的车子奇特之处还在于它对速度的控制，这个车子在一个圆盘上设置了很多的方块，让一个与轮子相连的杠杆的一端与这个圆盘相接，当车子运行时，圆盘上的方块数量多，对于杠杆的阻力就会增大，从而影响轮子运转的速度，但是这样行驶的时间及里程也会更长一些。相反，人为地减少圆盘中的方块，对轮子的阻力降低，行驶速度就快，但是因为力量猛，消耗得也快，所以在很短的距离就停止了。

这种车还有个带绳的手闸，当要刹车时，拉动手闸，转动的齿轮被卡住，车就停下来了。这差不多也可以说是最早的“汽车”了，也许后来的汽车正是从这个发明中得来的灵感而产生的呢？

2、仿人机器人

为了使画作中的人物活灵活现，达·芬奇对于人体解剖有着浓厚的兴趣，他曾经解剖过30多具尸体，这位天才甚至认为，人体本身就是一架最复杂的机器，这也使得他在手稿中画出，甚至可能亲手造出了第一个人形机器人。

为证明机器与人体间的紧密相似，达·芬奇在1495年，在创作《最后的晚餐》前设计了一款机器人，与现在人们可以设计出的机器不同，大师设想中的机器人完全就是个“骑士”。这是西方文明世界的第一款人形机器人。

“他”身着15世纪末德意志—意大利式盔甲，内部主要用木头做成，还有部分皮革和金属。“他”模样威武，通过钢索系统进行工作，可以挥舞胳膊，坐站自如，甚至转头和张开下颚。在“他”的胯部有一个圆盘齿轮作为驱动装置，通过两个机械杆的齿轮再与位于胸部的另一个圆盘齿轮咬合，再通过一个传动杆让头部向不同方向转动。

只要再配备一个自动鼓，“他”甚至还可以发出声音。这可以说是最早期解剖学和人体运动学的研究成果。

3、差动螺旋

达·芬奇也是个天才的机械物理学家，他的很多机械设计思路，都对现代工业产生了至关重要的影响，就以他研究的差动螺旋来说，他将螺钉的螺纹距离有意识的做得不一样，越往尖的小的地方，螺纹距离越小，反之越大。

利用这种原理，可以大大增加这种螺钉的穿透力，现在这种技术主要用于压榨机，榨汁机上。我们现在用的红酒开瓶器，也是利用了这个原理。

4、独特的钟表设计构想

作为一个天才，达·芬奇的一系列奇思妙想让人叹服，比如他对钟表的设计构想。

在这个构想中，钟表时针的动力源于弹簧，但是弹簧发力有一个规律，压力越大时，它释放的力也越大，释放得也越快，钟摆却需要均速的运动，怎么办呢？

达·芬奇想了个办法，就是把弹簧的力通过杠杆传递至一个齿轮，这个齿轮再与另一个仿锥形的齿轮咬合，当弹簧力很大时，那个齿轮就与倒着的仿锥形齿轮的上部较大一圈齿相咬合，传递力量，弹簧力量渐小时，就让齿轮与仿锥体的更小直径的齿相咬合，这样就把整个弹簧力均匀地传递了出去，并通过杠杆使钟摆均匀地摆动。

达·芬奇另一个设计就是用重力代替弹簧，使钟摆运动，首先要将重物吊至一定位置，然后将其重力均匀地传递给钟摆，使其活动保持匀速。这个设想在几个世纪后被用来调节巨大的时钟，影响非常深远。

5、纺织物扩张器

达·芬奇所处的时期，人们的科学视野与生活都有着十分密切的关系，比如达·芬奇发明的这种用于支撑开纺织品的一个架子，它可以用来张拉纺织物，使其不至于产生皱褶。

这个发明能将扩散开的重物从周边拉到中心，也能将其迅速拉开。人只要摇动手柄，通过绳索带动圆形装置中的15个杆，使其聚集在一起，或呈圆形散开，就能实现其对纺织物的张拉作用。

这个装置也动用了滑轮等装置，可见当时机械设计思路已经有了非常长足的进步，适用的范围也已相当广泛。

6、三速提升机

达·芬奇17岁来到佛罗伦萨，当时这座城市正在建很多的教堂，达·芬奇一位老师正是在建的圣玛利亚大教堂的负责人之一，于是达·芬奇也参与到了这个大教堂的建设中。

根据这个教堂的设计，尖顶上该有一个很大的圆球，但是如何将这样巨大圆球吊到上百米的高空却是个难题，达·芬奇和其他很多工程师们于是参与了设计所谓“三速提升机”，它安装在地面上的坚硬支架上，有三个滑轮样的轮轴，但是粗细并不一致。

粗的轮轴主要负责特别重的物体的提升，但是速度很慢，而细的则提升较轻的物体，速度很快。据工作人员介绍，之所以要这样设计三个粗细不一的轮轴，主要目的还是为了提高工作效率，根据不同的物体重量可以选择使用不同的滑轮。

这种提升机的动力要由公牛或其他动物来提供，也可以用水力等，据介绍，这种装置最大能提升达几吨的重物，并安装了安全装置，以防止轮轴沿逆向转动。

7、河道淤泥挖掘机

意大利被地中海所包围，而且河港遍布，水上航运是非常重要的交通方式，需要经常挖掘河道或港口的淤泥，保持水道畅通无阻。但是人工的挖掘方式费时费力，效率低下，和达·芬奇处于同一时代的一批意大利锡耶纳的工程师们于是在这方面动起了脑筋。

他们设计制造了一种外形像船的淤泥挖掘机，用于清除浅水港口的沙砾、淤泥和泥土。这个巨大的挖掘机中间是个木制的两个动力齿轮，带动着一个巨大的竖着的圆盘转动，这个竖着的大圆盘的四边，装着四个巨大的挖勺，圆盘转动，大挖勺也转动，挖勺转到地面一侧时，就能将下面的淤泥挖出来，然后转动到圆盘的另一侧呈抛物线抛到旁边的船上，装满了就运走。

实际上这种发明和中国古代的水车极为相似，也是通过一个大转轮把水装出来，抛到另一个位置。这个挖掘机的大勺子的柄是可以调节长度的，可以根据挖掘淤泥的深浅进行伸缩。

8、桨叶船

意大利是个航海之国，在文艺复兴时期，工商业及海运十分繁盛，对于主要交通工具———船就提出很高的要求，迫切需要装载量大而航行速度又快的船只。

那时的工程师们就适应于这种要求，发明了一种速度很快的桨叶船，在船体的中央有一个巨大的圆形齿轮，不过它是供人踩踏以提供动力的，人们就像做实验的小白鼠一样不停地踩着大圆盘转动，然后通过一系列的齿轮与杠杆，把动力传给安装在船两边的六个巨大圆形轮桨，本来人提供的不太大的力量，经过杠杆与齿轮的放大作用，转变成了桨叶巨大的动力。这样，只需要很少的人，就能让整个船行走如飞了。

达·芬奇妙论：人就是一台奇妙的机器
达·芬奇解剖了不少人的尸体，在他看来，“人就是一台奇妙的机器”，像平时胳膊抬起就是杠杆运动，跑步就是腿的曲轴运动。

在他做人体解剖前，他甚至认为人的颈椎应该是像船帆一样，很多根骨头呈“人”字形支撑着头骨，解剖后才发现自己搞错了。地球和人一样

达·芬奇还把地球比作人，他说像地下水就是人的血液，岩石、大陆就是人的骨骼，而地表的物质就是人的肉。