达芬奇与鸟类飞行器研究

《飞行是灵魂的事：达芬奇与其鸟类飞行以及飞行器研究》　

【作者】陶颖颖 来源：《经典》

尽管这很可能是虚构，我们都知道童年的他在埋头画鸡蛋，这个叫达芬奇的小孩从鸡蛋开始一直画到《最后的晚餐》与《蒙娜丽莎的微笑》。但我们可能并不知道晚年的达芬奇在法国宫廷放烟花。而开始与结束之间是等待发掘的大迷团：一个佛罗伦萨私生子美妙惊奇的历险，一个天才大胆假设谨慎求证的科学研究过程，一位文艺复兴巨匠神秘诡谲的人生。

　　达芬奇究竟是谁？他是个画家，同样还是数学家、音乐家、发明家、解剖学家、雕塑家、物理学家和机械工程师……从他所从事研究的每个领域出发，都能获得截然不同的答案。我们仿佛是盲人，而他是那头大象。这头诞生于1452年的大象，最终成为一道“硕大”的谜语，流传至今。

　　弗洛伊德是猜谜者中的一位，1910年他出版了《列昂纳多·达?芬奇及其对童年的一个记忆》，尝试将其精神分析学说运用于历史研究。达芬奇400多年前留在飞行研究手稿边缘的一段记录显示，幼年他曾做过一个梦，梦中尚睡在摇篮中的达芬奇被一只鸟袭击，鸟的黑色尾翼刺进了他的嘴巴。弗洛伊德据此获得的推论是：达芬奇缺乏恒心，他对亲母感情复杂，他是个同性恋。

　　弗洛伊德的结论非常适用于他创造的理论结构，但如果从一个更为直接的方式来理解这个梦的话，或许更加通俗易懂并且浪漫美好：达芬奇对于飞行的痴迷从他摇篮时代就已经开始，并将矢志不渝。这也就能够合理解释为什么“缺乏恒心”的达芬奇草草放弃了很多颇具潜力的作品、轻易舍弃了对于母爱的怀念，却终其一生执著于鸟类飞行以及人类飞行器的研究。

要有翅膀，以及风

　　很多时候达芬奇的研究和创作多是兴之所致，诚如弗洛伊德所说，这些灵感来得或许猛烈但不持久。但他对飞行器，或者说飞翔现象的研究却系统而长远。这从他留下的带编号的手稿中可以轻易看出，庆幸我们并不需要学会精神分析才能理解达芬奇的思想。

　　当达芬奇1505年在飞行研究笔记本上写下第一个字母的时候，已经回到佛罗伦萨五年。1482年他曾离开佛罗伦萨去米兰，并在米兰生活将近17年。在此期间他绘制了《最后的晚餐》，也为米兰城主建造了战争武器。现在，他又重新回到飞行研究上来了。花大量时间观察鸟类飞行姿态，并在山间埋头写下大量笔记，内容也基本上集中在鸟类飞行技巧的记录和研究。这一时期的研究成果收录在他的三部手稿中：手稿L(约1497-1504)，手稿K(约1503年-1505年)以及《鸟类飞行研究手册》(约1505年)。

　　在笔记的扉页，达芬奇这样描述计划中他设计的飞行机器第一次试飞时的景象：“巨鸟的首次飞行将会从Cereri山的背面开始，它的光辉将照亮天地万物，盛名远扬，荣耀永驻……”这或许也正是达芬奇超越他所在时代的一个证明：当同时代人将人体与飞行之间的联系局限于带翅膀的天使形象时，达芬奇已经在研究如何让人类真正飞起来。

　　编号K的手稿记录在一本10cmX7cm尺寸的笔记本上，研究的内容仅局限于两类：一类是借由风力完成的转弯和平衡动作。另一类则致力于记录飞行状态和机械原理——没有风的帮助，完全通过振翅来完成。早年达芬奇也曾研究过些内容，但当时这两类研究都仅局限于机械层面，而现在达芬奇将它们与自然飞行状态联系起来了。

　　尽管这些内容都是在匆促中草草完成，并且是对自然界的研究，但它仍是飞行机器制造计划的一部分。根据手稿L中的说明，这个计划策划详尽，步骤明确：将鸟类的研究分成四部分，首先是借助挥动翅膀完成的飞行;然后是借助风力完成的飞行;其次是鸟类、蝙蝠、鱼类、昆虫以及其他生物在普遍意义上的飞行;最后是机械动作。

　　从手稿L与手稿K中很多页都有被划线和打叉的痕迹来推断，这些临时记录的草稿最后被重新仔细誊录。这些关于鸟类自然飞行状态与其机械原理的研究最终在《鸟类飞行研究手册》中完成了一部分。

　　尽管达芬奇的书写缺乏连续性，但是在《鸟类飞行研究手册》中，有两部分内容可以清楚归纳。一部分是通过振翅完成的飞行，另一部分是在风中保持平衡。这两部分自然飞行动作后面都跟随通着机械设备的草图，这些设备都试图模仿出鸟类飞行动作。

　　值得着重指出的是，与他以往的研究一样，达芬奇在他的飞行机器研究中，将动力问题(扑扇翅膀)与灵活性问题(滑翔)分为独立的两部分来研究，充分说明他对于物理研究与机械研究的严格区分。

　　此外，达芬奇的研究又从鸟类与其他飞行生物延伸到自然界影响飞行的主要因素上来：水与空气。比如说，风是如何使鸟类的翅膀发生弯曲。在研究的后期，达芬奇逐渐发现自然现象的发生与生物适应环境的方式，比生物本身(包括人类)，更为重要。

飞行是灵魂的事

　　1903年12月17日美国的莱特兄弟成功试飞了人类首架飞机，1906年巴西人杜蒙特的14-bis完全依靠自身动力起飞升空。人类的“飞翔”的梦想终于实现。

　　但恐怕，我们引以为傲的现代飞机大概并不会引起达芬奇的兴趣，因为飞机的姿态与鸟类相比无疑显得过于僵硬呆滞，毫无灵动之感，并且飞行的动力来自一个从动力学上来说与飞行并无关联的“引擎”，而非“翅膀”：这些都是与达芬奇认为的真正意义上的“飞翔”相违背。达芬奇关于飞行的理解不仅仅是人类能够双脚离地，在空中停留而已。如果说机械飞行也属于真正的自主飞行的话，达芬奇早就已经成功了：他几乎不费什么力气就发明了降落伞与滑翔机，他的那些草图在400多年后被一些颇具冒险精神的家伙制造出来，正式投入试飞并获得成功。但是这两样研究只处于达芬奇飞行研究的初级阶段。

　　达芬奇认为真正的飞行应该是象鸟类一样，通过扑扇翅膀，在空中自如地活动。作为一个机械师，达芬奇的毕生使命就是制造一种新的飞行器，以机械装置模拟鸟类飞行动作，即为人类添加一对可操控的翅膀。

因此达芬奇对于鸟类的研究不仅仅局限于飞行姿态的外在研究，还从解剖学、行为学的角度对比了鸟类与人类生理构造的相同与区别。从1513年开始，达芬奇尝试解释飞行现象，尤其是“扇动翅膀”这一动作背后的解剖学依据。此类研究的一部分随后将被运用于飞行器的制造。

　　这些研究记录主要出现在达芬奇的手卷Codex Atlanticus中，他曾写道：从解剖中可以看到鸟类的胸肌驱动翅膀，因此你要将这展示给人看，让他们了解该如何扇动翅膀从而在空中停留。这部分可以说是达芬奇最为美丽与也最为完备的解剖学研究。

　　由此可知达芬奇想要达成的是人类依靠挥动人工翅膀而实现的“自主飞行”，因此在致力于理论研究的同时，达芬奇的兴趣越来越多的转移到以机械模仿飞行动作的研究上，他似乎也获得了解决方案。所以他开始谈论此类飞行中不可避免的危险，甚至在《鸟类飞行研究手册》中以第二人称的方式讲述此类模拟飞行的要领：“于是，这样的话，你可以自动朝地面方向张开合拢的翅膀，同时收回低处已张开的翅膀，直致你回到滑翔点。”这段文字或许只是达芬奇脑中忽闪而过的一道灵光，却在400多年后让我们激动不已：人类真的可以如同鸟类一般飞翔?秘密是否正在大师遗失的其他手稿中等待我们去发现?如果你了解达芬奇的其他研究有多么高的可操作性与成功率的话，你会相信这些激动并不荒谬。因为“退而求其次”这个词，在他的字典里从来没有存在的必要。作为画家，还是学徒的时候他就使用自己发明的油彩画法让师傅维罗启奥在看到他的作品后从此封笔。作为解剖学家，他是第一个记录动脉硬化症状、了解眼睛构造的人。作为医生，他是第一个了解血液作用的人。所以如果达芬奇认为模拟鸟类飞行的飞行器是可行的话，那很有可能它就是可行的。

　那究竟是什么阻止了人类去飞行呢？仅仅是翅膀的生理性缺失吗？

　　如同达芬奇对于绘画的要求不仅是描绘自然外在的美，而更要表现令观者神往的内在精神世界一样，他飞行研究的最终进入了鸟类的精神世界。达芬奇认为人类并非是唯一拥有精神世界的生物，相反，所有的生物都有自己灵魂。他在鸟类与人类中进行的比较性解剖研究使他比别人更为近距离地了解到生理与心理之间存在着怎样的联系。他观察鸟类是如何利用风势，起飞、滑翔保持平衡，意识到鸟类对于飞行有出于本能的智能与执行力，他将这种智能与执行力称为：鸟类的灵魂。

　　“本能”与“模仿”之间终究还是存在区别。达芬奇认为，鸟类的存在精确地依据着自然法则：有翅膀，所以要飞翔。而对于生来没有翅膀的人类来说，模仿鸟类的动作属于我们的能力范畴，但我们的能力也只能局限于制造出仅可保持平衡而无法升空的飞行器而已：“人类灵魂”永远模仿更无法伪造出“鸟类灵魂”，所以我们不可能像鸟类一样自由飞翔。

飞翔有时孤独

　　作为文艺复兴时期最重要的画家，达芬奇同时以科学、清晰的头脑著称。当然，也有人认为他很少动手实现他的设想、鲜有真正的成绩，因此在科学上他只拥有虚名。但达芬奇真的只耽于幻想吗?除了达芬奇其余后来被证实可行的机械发明以外，2005年，一名英国外科医生还利用达?芬奇设计的方法做了心脏修复手术。另一个在人类科学史上拥有崇高地位的人霍金在《时间简史》中代替达芬奇回答着后人的这一指责：“我的实际能力从来跟不上我的理论探讨。”

　　一个人如果太优秀，那就很可能会在他的时代里冒很多风险。并且，他必然会冒寂寞的风险。达芬奇生前留下大批未经整理并用左手反写的手稿，这些需要通过镜子反射才能顺利阅读的“镜书”(mirror writing)到十七世纪中叶才有学者开始整理。重见天日那时达?芬奇的主要手稿已丢失了二百多年，他关于鸟类飞行与飞行器研究的手稿也在其中。

　　这些手稿中既有动物和人的解剖图，也有各种机械装置的原理图和光线透视图。他以永不厌倦的兴趣探索着各种科学知识。有人说：“在科学存在之前，他就已成为一名科学家。”从某种意义上来讲，达芬奇代表着人类的尊严，他以他那些在当时、甚至现在看来都不切实际的设计向时间证明：人类并非鼠目寸光、只懂得钻营的凡夫俗子，我们也有美妙绝伦的想象力与创造力，我们的思想可以超越肉身与现实。

　　当一生孤独的达芬奇最后选择在远离故乡佛罗伦萨的法国宫廷寂寞终老，这个或许是人类历史上最奇特的天才如此这般成就了以个人牺牲成全人类声誉的典型性悲情故事，也留给我们一个关于飞翔的永恒梦想。