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水的黏结性决定了水滴的形状

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水的黏结性决定了水滴的形状

    

    大英图书馆说明

    列奥纳多·达·芬奇几乎描述出了水滴在显微镜下降落的情况。水滴给地球的“水层”提供了一个比较恰当的类比概念。

    “水具有黏结性及相互之间的凝聚力,这一点从量很少的水中即可清楚地观察到。在水滴从其他的水中自动脱落的过程中,降落以前,水滴会尽可能地拉长,随着水滴的重量不断增加,勉强维系水滴的黏结力逐渐被克服,突然黏结力屈服、分裂,进而与水滴脱离,黏结部分向上缩回,和其重力自然运动的方向正好相反,并且不再从那里移开。直到又一次因为重力原因,形成新的水滴将其拉下。”

    这一页延续了手稿六十六开始的议题,在手稿六十六中列奥纳多·达·芬奇描述了在增大过程中露水形态的变化过程。这里通过列举凝聚力的23种不同情况,重点描述了水的运动及其黏结性能。这些情况包括水通过毛毡和空气的运动:“同样的情况可以通过毛毡吸水观察到,大量的水可以通过毛毡流出容器,而少量的水通过卷起的毛毡被吸回容器,水量大的水将水量小的水吸回去。”

    列奥纳多·达·芬奇的思路考虑到水所能通过的不同材料,囊括了从其他人那里继承过来的连续数量和非连续数量的概念。这一术语源于亚里士多德,他将几何描述为物理现象在本质上的“连续”,而在数理结构上,他使用“非连续”这一概念。列奥纳多·达·芬奇的研究涉及量化物理现象——如何用独立的、非连续的单位衡量物理现象。

    对于水所产生的不同的运动条件,他列出了一系列论题。在归类过程中,他的兴趣似乎来源于对不同模型的痴迷研究。

    列奥纳多·达·芬奇对于地球本身的问题进行了持之以恒的研究——尤其是在这一部分手稿的最后,在这里他讨论了虹吸管中的水的运动问题。

    对亚里士多德的“批判地继承”

    几乎没有人比列奥纳多全面的天才更让人惊讶的——除了亚里士多德。这位古希腊的哲学家并不仅仅以哲学著名,他的著作包含许多学科,囊括了物理学、形而上学、诗歌(包括戏剧)、生物学、动物学、逻辑学、政治以及伦理学。因此,他被称为“百科全书式的学者”。

    在文艺复兴早期,意大利人非常崇拜古代权威和古典著作,像学习《圣经》一样学习亚里士多德的哲学、自然科学理论。列奥纳多也接受了亚里士多德所完善的四元素说、落体理论、色彩学说、灵魂说以及其他的哲学思想。但是列奥纳多并不仅仅局限在亚里士多德的知识框架当中,他身体力行地向大自然学习,到自然界中寻求知识和真理。他认为,“理论脱离实践是最大的不幸”,“实践应以好的理论为基础”。事实上,正是他提出并掌握了这种先进的科学方法,才得以在自然科学方面作出了巨大的贡献,完成了对于亚里士多德的“批判地继承”。列奥纳多的认知后来得到了伽利略的发展,并由英国哲学家弗兰西斯·培根从理论上加以总结,成为近代自然科学的最基本的方法。

    在这一页手稿当中,列奥纳多提到水的降落时认为,水在降落的过程中,因连续受到其他的水的压力,因此降落速度会加快,而同样作为他援引的例子,他说道:“让和水等重的沙子从和水一样的高度降落,其速度却只是中等大小沙粒的那个重量所需要的速度,因为较大沙粒比中等沙粒的速度快,而较小沙粒的速度较慢。”这就是对亚里士多德的落体理论的承袭。

    

〔古希腊〕亚里士多德

    而现在在我们看来,显然亚里士多德的落体学说是错误的。受到当时的实验条件限制,人们不能苛求列奥纳多永远正确。但是科学正是经过这样的传承和发展,才最终达到正确的程度。事实上,100多年后,伽利略就推翻了亚里士多德的落体学说——通过那个在比萨斜塔上的举世皆知的实验。

    

    十九

    自然状态下,含有水的物体在被烘干之后,只有水蒸发出来,而其他东西却没有蒸发出来。在地球内部由地震产生震颤,地震飓风的力量将地壳某处撕裂,持续不断地冲击地球内部密闭的大地洞和湖泊的底床。

    大海汹涌澎湃,激流从沙滩撤回,远远地逃回大海,并绝不再回头,特别是在海水很深的地方。发生这种情况是因为,在惊涛骇浪产生期间,大海的浪涛无法窜入大海深处。而假如浪涛曾经到达大海深处,它就会颠覆底部水流的运动。在暴风期间,大海海水在底部的运动极为剧烈,而方向跟海面的运动方向却截然不同。

    如果河流的堤坝不是特别宽阔,堤坝应这样建设:类似打桩,应该用打桩机每3布拉乔奥打一个桩,桩尽量粗大,越大越好。桩的顶部高度应统一。在桩的顶部,应当可以安放一个特别稳固的跟原木一样的横梁,然后选用连带着枝条的长树干,将其摆放在上述横梁之上,把树干上的枝杈固定在横梁上。尽量一层一层地放置,层数越多越好,将枝条朝向迎水的方向,再用石头和沙石压上。经过第一次洪水之后,这些地方会变得和地面一样平整。但是要注意,如果枝条露出,应重新整理,将露出的枝条压在其他枝条下方。

    假如河道比较窄,可以将横木横穿河流,架在两岸之间固定好;借助树枝本身的枝杈,倾斜固定在横木上。横木只是为了支撑住原木的顶部,使这些原木不至于滑落。在迎击水流的枝条上,一层层地呈梯形压上石头,石头不要推动横木或使横木的方向转动,因为横木只是用枝杈固定,原木上压下去的枝条使得原木不能移动或从枝杈上脱开。

    应当在河水水流彻底不再凶猛的时候,进行河道疏通。也就是说,疏通河道应当在河水显出疲惫时进行。应在河流显示出有转向迹象的地方,使用小型堤坝,来协助或增强河流疏通。

    如果有人了解水行线路,使用少许石头便可使河流改道。这些石块应该放在上述河水的水流线上。不应当在水深处打桩建设水坝,而应当在比较浅的地方打桩。而如果使用石材,则应在河水最深的地方建筑水坝,这样这些水坝底部受到的水流冲击会很小。多条河流的堤坝应当在远离水流的地方建设,然后将这些河水导向堤坝方向。同时应当在今后需要引导河水的地方架设桥梁。

    在加斯科尼附近的波尔多,落潮前大海升高大约40布拉乔奥,海水冲入河流超过150英里。退潮后,大海将船舶放置在高山之巅,在又高又干的地方将船掩埋起来。

    在突尼斯北部,地中海中形成的最大落潮大约为2.5布拉乔奥;在威尼斯,落潮为2布拉乔奥;而在地中海的其他部分落潮特别小,有的地方甚至看不到落潮。在很短的时间内,波河将亚得里亚海抽干,类似的现象曾经发生在伦巴第大部分地区。

    为了使河道改变线路,应当使用少许石头沿着河岸做一些变动——这是手稿二中的第四项议题。在那里证明了,河流的水行路线是由水流冲击河岸后所形成的反射运动水流交汇而成,那里河水不断堆积涌起,并将水流下方的河床掏空。

    当河流上游的某些地段显示出河流要改道,如果有人想使河道弯曲,则可以使用这个方法。也可以停止这种改道过程,只是逐步随着水流,根据水流意向用几乎察觉不到的小小改动,达到改河道的目的。但是不应当在水流强劲的直行线路上修改河道,否则所有的工作将功亏一篑,因为河水会冲垮所有的障碍。

    如果建设的水坝像锁头一样,将河水水位抬升得过高,甚至将水坝淹没,水流在形成的流动扩展中失去了冲击力,这样会产生一个好的结果(见手稿一第五个议题),所有的河床会被泥沙填满,但是这样做的结果,会使河水不再沿着河岸流动。

    

这样无效

    

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