早于牛顿一个世纪创造引力?达芬奇三角活动草图得到验证

早在牛顿提出万有引力定律的一百多年前,意大利文艺复兴三杰之一列奥纳多・达芬奇也对万有引力有了基本的意识。

早于牛顿一个世纪创造引力?达芬奇三角活动草图得到验证莱昂纳多的重力钻研图表。(Gharib et al., Leonardo, 2022)

众所周知,牛顿是 17 世纪下半叶第一个提出万有引力表面的人。显然这是受到从树上掉下来的苹果的启发。而最近,加州理工学院、康奈尔大学等机构的一项钻研认为,早在牛顿提出万有引力定律的一百多年前,意大利文艺复兴三杰之一列奥纳多・达芬奇也对万有引力有了基本的意识

该钻研分析了达芬奇现已数字化笔记本中的图表,包括三角形草图,它们显示了自然活动、定向活动和活动平衡之间的联系 —— 即对「重力是一种加速率」的认知。

早于牛顿一个世纪创造引力?达芬奇三角活动草图得到验证

论文地址:https://direct.mit.edu/leon/article-abstract/56/1/21/113863/Leonardo-da-Vinci-s-Visualization-of-Gravity-as-a

达芬奇举出的例子中包括了对「从罐子里倒出沙子」的设想。这位博学者(达芬奇)意识到,如果罐子沿着水平方向被拉,且速率与向下拉沙粒的力相同,沙子就会形成三角形的斜边。意识到下降物体的速率随时间而变化是找到地球引力常数的关键一步

早于牛顿一个世纪创造引力?达芬奇三角活动草图得到验证达芬奇创立的三角形。

钻研职员论文中表示,「大约 500 年前,达芬奇凭借其想象力和高超的实行技术,并通过一系列巧妙的实行,试图揭开重力之谜以及与加速率的联系。」

这个引力常数后来被牛顿用来定义他的活动定律(包括万有引力),并被爱因斯坦用于他的广义相对论。达芬奇知道他创造了什么,但不能确定究竟创造的是什么

这种不确定性的部分原因是达芬奇赞同亚里士多德关于连续力(即动力)的观点,该力能够填满单体,并为它们提供逆重力活动的动力。对于惯性原理,物体仅仅继续朝着一个方向活动,直到它们遇到一个相反的力。这在当时的科学领域还没有建立起来。

早于牛顿一个世纪创造引力?达芬奇三角活动草图得到验证在现代实行室做达芬奇的实行。

与此同时,亚里斯多德将引力表明为物质按照自然顺序排列的一种趋势。换句话说,重力和飞行的弹体是通过两种截然不同的表面来表明的。

实行再现

虽然达芬奇的计算中存在错误,但在实行室中对他实行的再现表明,与现代法子和方程相比,达芬奇的算法计算出难以捉摸引力常数 (「g」) 的准确率达到了 97%。

钻研职员写到,「通过发展多少等效法子来证明活动定律,达芬奇对下降物体的动力学钻研表现出了其非凡的洞察力,只要能够假设『g』代表速率或加速率的变化率,就不需要知道『g』的确切值。」

如果达芬奇进行了他在手稿中描述的实行,那么很可能是第一个在非自由落体状态下有意识地产生『g』力效应的人。

钻研职员对达芬奇的法子产生了特别深刻的印象:他利用了当时可以利用的东西(主要是多少)来钻研未知的东西。如今,同样的创新仍然可以应用于科学领域。

牛顿并不是单纯靠自己提出的万有引力定律:伽利略在 1604 年就意识到了自由落体活动和时间之间的联系,而牛顿自己表示伊斯梅尔・布利奥和博雷利的创造为他的表面提供了依据。

事实证明,同样在正确轨道上行进的还有达芬奇,他创造了物体下降的模式,后来被用来表明恒星和行星的活动,并以预测海王星的存在而闻名

论文作者之一、加州理工学院机械工程师 Morteza Gharib 表示,「我们不知道达芬奇是否做了进一步的实行,或者更深入地钻研了这个问题。但事实上,他在 16 世纪早期就以这种方式尝试解决问题,这表明他的思想是多么超前。」

原文链接:https://www.sciencealert.com/sketches-hint-leonardo-da-vinci-grasped-gravity-a-century-ahead-of-newton

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