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1、科学巨擘达芬奇的论文科学巨擘达芬奇的论文摘要：在一般人眼里，达芬奇只是一位伟大的画家，但实际上，达芬奇还是一位伟大的科学家和工程师。他研究的领域涉及绘画、雕塑、工程学、建筑学、物理学、生物学、生理学、哲学等方面，并在所有这些领域里都取得了辉煌的成就。达芬奇的关于艺术、科学方法论的思想在人类历史上开创了一个新时代，为近代科学的诞生打下了良好的基础。关键词：达芬奇；科学；科学思想达芬奇是欧洲文艺复兴时期最杰出的代表人物之一。英国科学史家 w芬奇“是画家、雕塑家、工程师、建筑师、物理学家、生物学家、哲学家，而且在每个学科里都登峰造极”1。达芬奇的卓越的科学和技术贡献以及关于科学方法论的论述，不仅开创
2、了新兴的自然科学，而且对于文艺复兴晚期的“自然哲学”思潮的出现以至整个近代新哲学思想的形成都具有重要的意义。达芬奇以其渊博的学识和多才多艺在当时英才辈出、群星荟萃的时代背景下，依然出类拔萃，光彩照人，不愧为人类历史上最伟大的天才之一。一、青少年时代列奥那多芬奇（leonavdo da vinci,14521519年）出生于意大利当时最大的工业和文化中心佛罗伦萨附近圣巴伦特峰下的芬奇村。父亲塞尔芬奇是一位富有的法庭公证人，佛罗伦萨大行会的会员，母亲卡塔玲娜是当地一位贫苦的农家女子。ww 由于是私生子，达芬奇降生不久，父亲就把他从母亲那里接走了，小芬奇是在祖父的田庄中长大的。幼年的达芬奇是孤独的，
3、没有母亲，没有兄弟，但他聪明睿智，敏而好学，对周围的一切都有着浓厚的兴趣。芬奇村是一个幽静的小山村，绿水环绕，青山相依，自然环境十分秀丽。童年时代的达芬奇就非常喜爱大自然的景色，每天黎明即起，常常出没于山林溪涧之中，或欣赏五彩缤纷、千姿百态的花草；或观察鸟雀从山涧飞起，在蓝天翱翔；或攀登悬崖、征服险峰，饱览锦绣河山。绚丽多姿、色彩斑斓的大自然给小芬奇带来了无穷的乐趣，也为他开拓了艺术创作的源泉。后来达芬奇在自己的手稿中留下了对大自然的热情赞美，提出要拜“大自然为师” ，并把这作为艺术家的座右铭。小芬奇每次外出游玩，总是“满载而归” ，带回一些奇形怪状的小动物或者花草，用来进一步观察或描绘。日子
4、久了，他画的东西就渐渐有了一些画意，因而邻里们都叫他“小画家”了。1466 年，在达芬奇 14 岁的时候，父亲把他送进了当时佛罗伦萨著名的画家、雕塑家安德烈维罗奇奥的画室。在这里达芬奇看到了更加广阔的世界和群星灿烂的宇宙。在维罗奇奥这位才华横溢的艺术大师的指导下，达芬奇从画蛋开始，一步步走入了艺术的殿堂。在学习中，达芬奇涉猎很广，对任何事物都感兴趣。他刻苦钻研，善于独立思考，不仅掌握了高超的绘画技艺，而且也获得了大量数学和解剖学领域里的重要科学知识以及多种技艺，这为他后来取得辉煌的成就奠定了坚实的基础。其绘画技艺日臻完善，很快就超过了老师。大约在 1476 年的某一天，维罗奇奥正在画基督受洗图
5、 。他特别高兴，当全画快要画完时，维罗奇奥带着得意的微笑对达芬奇答应一声，接过画笔，经过认真构思，在老师的画稿上画了起来。画完成了，达芬奇所画的天使形象紧扣主题，姿态自然活泼，表情生动柔和，同老师所画的呆板平淡的天使形象形成了鲜明对比。维罗奇奥见达芬奇有如此高超的艺术才华，惊叹不已，他自愧不如自己的学生，从此辍笔，不再绘画，终身从事雕刻去了。在结束了这段重要的学习生涯之后，靠着永无休止的强烈的好奇心，达芬奇在整整一生中对大自然进行了不懈地思索和探求，其研究领域涉及绘画、雕塑、数学、力学、物理、生物、建筑工程、机械制造、哲学等方方面面，并取得了重大成就。二、科学成就在一般人眼里，达芬奇只是一位伟
6、大的画家。的确，达芬奇在其绘画艺术中始终着眼于现实生活，歌颂人的幸福和大自然的美，创造了许多真实、生动而又健美的艺术形象。其艺术名作最后的晚餐 、 蒙娜丽莎是举世公认的人类不朽之作。 最后的晚餐通过对众多人物从外表到心灵的深刻而生动的塑造，热情地歌颂了耶稣的光明正大，门徒们的忠诚善良，猛烈地鞭挞了叛徒犹大的丑恶灵魂，给人以巨大的精神鼓舞。这幅杰作长期以来一直受到世界各国人民的交口称颂，欧洲画坛对它做出了很高的评价：“这是所有伟大画卷中的最佳珍品，是欧洲艺术的拱顶之石。 ”2蒙娜丽莎是达芬奇后期创作的作品，被认为是世界美术史上最优秀的肖像画之一。蒙娜丽莎的形象是鼓舞人们前进的形象，她的内心充满着
7、喜悦，毫不恐惧地凝视着世界。她对人类的前途充满信心和希望，不愧为上升时期资产阶级的代表人物。 蒙娜丽莎的出世，彻底战胜了艺术领域内以神为中心的宗教观念，巩固地建立了以人为中心的艺术思想，成为划时代的作品，画家一直珍藏它到自己停止呼吸。该画现藏在法国巴黎卢佛尔博物馆，与希腊古典雕塑米洛斯的维纳斯一起成为该馆镇馆之宝。完全可以说，仅此绘画一项就足以使达芬奇流芳千古了，然而这远远不够，因为达芬奇不仅是优异绝伦的画家，而且还是伟大的工程师，伟大的科学家。无论是在自然科学史上是在哲学史上，达芬奇都占有极其重要的一席。只不过他在绘画方面的卓越成就长期掩盖了他在科学史、哲学史上应该占有的地位。达芬奇是个大数
8、学家，对几何学和工程几何学都有一些贡献。在物理学方面，他认为杠杆是最基本的机械，其他机械都是由杠杆变化而来的，并推导出了杠杆原理；重新发现了阿基米德的液体压力概念；证明了在连通器中同一液体具有相同高度的液体面；他研究过自由落体，并接近发现自由落体定律，预示了后来由伽利略加以实验证明的惯性定律、加速定律等；他还观测过波浪运动，对声波和水波的传播规律进行了研究，并且认识到光也有许多类似的现象，因而波的理论也可以应用于光。在天文学方面，达芬奇认为天体是一架服从于确定的自然规律的机器，他把地球看作是一颗普通星球，说它能像月球一样反射日光，这与当时流行的亚里士多德的认为天体不同于地球是神圣不朽的观点相比
9、，大大前进了一步。他还在伽利略发明望远镜之前，提出制造一架眼镜，将月球扩大来进行观察。在地质学方面，达芬奇根据高山上有海中动物化石的事实推断出地壳有过变动，指出地球上洪水的痕迹是海陆变迁的证明，这个思想与 300 年后赫顿在地质学方面的发现颇为近似，并且在麦哲伦环球航行之前，他就计算出地球的直径为七千余英里。为了绘画，达芬奇还对解剖学、生理学进行了实验研究，据说他亲手解剖过 30 多具尸体，绘制了各种各样的人体和动物的解剖图。他在人体解剖学方面所取得的成就，超过了同时代的医学家，绘制的多种人体解剖图不仅是精确的解剖挂图，而且也是绘画艺术中的珍品。达芬奇还研究过心脏的肌肉，发现心脏有四个腔并画出
10、心脏瓣膜图；制作过眼睛视觉模型，由此说明图像如何在视网膜上形成，并对眼睛的作用做出了正确的解释，抛弃了当时流行的错误观点，即眼睛发出的光线落在要看到的物体上时，人才能看见物体。达芬奇还发现血液在运动中具有新陈代谢的功能：血液把营养带到身体的各个部分，又把废物从各部分运走。并用水在自然界的循环来说明血液在人体中的作用。这表明，在哈维发现血液循环 100 多年以前，达芬奇就已经有了血液循环的概念。在工程设计方面，达芬奇也无愧于工程师的称号，他的科学技术兴趣和设计的范围几乎是漫无边际的。在他的手稿中有许多建筑设计图，如教堂和其它建筑的草图。他研究过拱的匀称性，桥和楼梯的构筑，房屋的起吊移动等等。达芬
11、奇还提出过许多城市规划方面的方案。比如，14841486 年米兰发生了瘟疫，死亡率很高，人心惶惶，达芬奇没有像宗教教徒那样只是祷告，祈求上帝保佑，而是提出了一个改善公共卫生的双街道系统方案，通过这个系统可以把城市的污水引到江里去，由此预防疫病。这个宏伟的计划方案在当时未能付诸实施，但对于后来的城市建设却具有极大的参考价值。在水利工程方面，达芬奇制出了工程技术史上第一批带有可开闸门的运河设计图，研制了使水利工程设施成为一个完整的系统网的设计方案。他曾向政府建议更改亚诺河的河道，以便形成一条沟通比萨与佛罗伦萨的运河。在机械设计方面，达芬奇的发明设计更是五花八门，无所不包，几乎设计了当时所能想到的各
12、种用途的机械。他的大量笔记本里有许多剪毛机、纺纱机、擀毡机、织布机以及其它机器的素描图和图解。此外，他还设计了各种车床、自动剪切机、碾扎机、挖河机、潜水机、起重机、水车、自动锯、测风器、照明机、漂布机、加热机、温度计、闹钟、拔丝机等等，等等。在军事方面，达芬奇设计过降落伞、云梯、攻城武器、野炮、臼炮、散弹炮、装甲车、战舰、潜水艇等。其设计种类之多、范围之广，不得不令人惊异。其中他根据鸟类飞翔设计出的飞行器可以说是最早的飞机设计图。在米兰，达芬奇作为宫廷设计师为宫廷设计过许多巧妙的东西，如宫廷大厅、化妆室、沐浴室、喷泉以及自动供应饮料的三层马厩等，以供宫廷生活的日常之需和娱乐表演。1490 年元
13、月，米兰年轻的大公赞阿拉贡举行婚礼时，达芬奇为他们表演了“天堂”的节目。根据达芬奇的设计，制成了一座七星可以旋转的天空模拟机械。在演出中，每当一个星像接近新娘时，一个以该星像命名的“神仙”（由隐藏着的演员装扮）便从这个星体中跨步而出，口里还唱着赞美的诗歌。这是多么精巧美妙的设计啊！如果没有一个由丰富的天文知识和机械知识武装起来的头脑，这样巧妙的机械是不可能制造出来的。在达芬奇发明的这些机械中，有的几乎一直延续到了我们的时代。并且难能可贵的是达芬奇从不满足于发明设计本身，他还要弄清楚成功与失败的原因，透过现象深入到本质，接触到了和机械有关的科学问题。因此，在他的手稿中还可以见到诸如结构稳定性、材
14、料强度等课题最早期的系统研究。总之，达芬奇的多才多艺的确令人惊叹瞩目，正如美国科学史家乔治芬奇做过的全部科学技术研究只作粗浅的描述也是不可能的。他那七千多页的手稿（现存约五千多页）如果系统整理出来的话，将无疑是一部 15世纪科学技术的真正百科全书。他涉猎的科学领域是如此之广，简直是无所不包，犹如一座科学的迷宫，并且由于达芬奇在研究时常常从一个题目很快地跃到另一个题目，以至于在同一张手稿上往往可能既有关于动力学、天文学的札记，又有解剖学的素描和机械设计的草图与运算。为了提防教会的迫害，达芬奇的手稿字迹非常潦草，而且是从右到左用左手写成，要借助镜子才能够辨认阅读。晚年，达芬奇到了法国，本想把手稿分
15、门别类整理成书，不幸因年老多病而死，这一工作没有完成，成为人类科学技术史上的一件憾事。三、科学思想诚然，尽管达芬奇的设计和发明对于他那个时代是如此光彩夺目，令人起敬，但是他之所以在科学史和哲学史上占有重要的地位，显然并不是由这些设计和发明本身决定的，而是在于达芬奇不仅进行了这些卓有建树的科学艺术活动，而且还把自己的研究成果和实践经验加以总结和提高，阐述了有关的世界观和科学方法论的重要思想。他已经深刻地认识到了他那个时代各种技术、发明的哲学方法论基础。正因为如此，达芬奇才被人们看作是近代自然科学的先驱。当我们沿着达芬奇的足迹探求他的思想方法时，我们将会看到达芬奇在进步的道路上比他的同时代者前进了
16、多么远。一个半世纪以后弗兰西斯芬奇凭着天才的直觉都已经付诸实践了。作为哲学家，达芬奇坚决反对经院哲学家迷信权威、闭目塞听而又狂妄无知的态度，讥讽道：“那些背诵旁人作品而又大肆吹嘘的人只是碰巧具有人形，否则他们就大可列在畜牲一类。 ”3（要知道，在黑暗残酷的中世纪，达芬奇的这些话是何等勇敢又何等正确啊！）并且，这位艺术家与当时绝大多数科学家的不同之处在于，他以敌视的态度对待占星术、降神术和炼金术，他毫不掩饰地嘲讽了那些梦想炼出金子的炼金术士们。达芬奇要求人们把视线转向对大自然的研究，做“自然和人类之间的翻译” 。他坚信自然是可以认识的， “太阳底下藏不住秘密” ，真理也是一定可以得到的， “真理只是时间的女儿” 。4达芬奇认为，要认识自然，必须“拜大自然为师” ，必须探求自然界本身的因果必然性。他认为以自然界的因果必然性为内容的科学才是真理，以信仰为内容的宗教教条根本不是真理。天主教会只是“一个贩卖欺骗的店铺” ， “假仁假义者就是圣父” ， “真理只有一个，它不是在宗教
