Savoir | 達文西手稿亂畫的部分，其實記錄了摩擦定律

達文西手稿亂畫的部分，其實記錄了摩擦定律

2016/08/02 10:00

義大利文藝復興時期的通才達文西，與他著名的人體素描《維特魯威人》。

　　達文西（Leonardo da Vinci）生前留下大批的素描手稿，其中約有13,000頁的筆記與繪畫混合了藝術與科學的紀錄。而新的深入研究發現，其中一本過去被藝術史學家認為不重要、隨手亂畫的手稿，其實記錄了兩百年後才被世人所知的摩擦定律。

　　由劍橋大學製造工程教授伊恩‧哈欽斯（Ian Hutchings）及聖約翰學院的院士們共同進行的研究，首次將達文西關於摩擦力的手稿以年代學方法仔細研究；並且還證明達文西後來耗費超過二十年時間，把這些知識重複應用在機械和力學問題上。

這頁記載著摩擦定律的手稿，其實早在二十世紀初就引來學者關注。

　　雖然大家都知道達文西是世界上第一個系統性研究摩擦力的人，但科學家們一直不明白他是如何發展出這些概念及具體發現的時間。哈欽斯教授發現，達文西最早描述摩擦定律的記錄，是在一本長9.2公分、寬6.3公分的小筆記本裡。這本從1493年開始書寫的筆記，目前存放在維多利亞與艾伯特博物館（V&A）展出，筆記內達文西以紅色粉筆寫下招牌的「鏡像字」，由右至左潦草地記錄和素描。

　　諷刺的是這頁記載著摩擦定律的手稿，其實早在二十世紀初就引來了學者關注。原因是手稿裡還包括用黑色鉛筆所繪的老婦人單線草圖，下方註記「cosa bella mortal passa e non dura」，意為「凡人之美易逝而不長存」。當時的學者都聚焦在爭辯這段話的意義，並揣測素描很可能是描繪上了年紀的海倫（Helen of Troy，希臘神話中被譽為「世上最美的女人」），1920年代的維多利亞與艾伯特博物館館長則表示，這段手稿只是「以紅粉筆隨意記錄的筆記和圖示」。

　　而幾乎整整一個世紀後，哈欽斯教授的研究才重新審閱了這篇筆記，並發現下方的手稿和草圖正是達文西極感興趣的摩擦學，也標誌出達文西思索這個科學問題的關鍵時刻。達文西用紅色粉筆粗略畫下的幾何圖形，顯示出一個重物懸在滑輪上並拉著幾塊物體，就跟今天的學生在課堂實驗中用來表現摩擦定律的圖差不多。

達文西用紅色粉筆粗略畫下的幾何圖形，就跟今天的學生在課堂實驗中用來表現摩擦定律的圖差不多。

　　哈欽斯教授說：「這些草圖和文字證明，達文西從1493年就已經理解摩擦力的基本原理。他知道作用在兩個滑動表面之間的摩擦力與表面所承受的壓力成正比，並且摩擦力與兩個表面之間的接觸面積無關。這些都是摩擦定律的基本原理，而科學界現在通常把功勞都歸給兩百年後的法國科學家紀堯姆‧阿蒙頓（Guillaume Amontons）。」

　　「達文西研究摩擦力長達二十多年，將他的實驗理解轉化為幾個力學系統模型，證明他確實對摩擦學有不可抹滅和啟發性的先驅地位。」

　　哈欽斯教授的研究追蹤了達文西對摩擦力研究的明確發展路徑，並證明他已經意識到摩擦力的存在。在達文西的筆記裡，經常見到描繪機械零件和機制運作的草圖，而他運用自己對摩擦力的深刻理解，分析車輪和車軸、螺紋和滑輪的行為特性，並整合所有重要組成部分描繪出複雜的機械。

哈欽斯教授的研究追蹤了達文西對摩擦力研究的明確發展路徑，並證明他已經意識到摩擦力的存在。