加州理工学院的工程师们发现,列奥纳多·达·芬奇对重力的理解——尽管并非完全准确——领先于他的时代几个世纪。
在《列奥纳多》杂志上发表的一篇文章中,研究人员重新审视了达·芬奇的一本笔记本,证明这位著名的博学家设计了实验来证明引力是加速度的一种形式,并且他进一步建立了引力常数,精度约为97%。
达芬奇生于1452年,卒于1519年,他在探索这些概念方面走在了最前沿。直到1604年,伽利略·伽利莱才提出了一个理论,即物体下落的距离与时间的平方成正比,直到17世纪晚期,艾萨克·牛顿爵士才在此基础上发展出了万有引力定律,描述了物体是如何相互吸引的。达·芬奇的主要障碍是他所能使用的工具有限。例如,他缺乏精确测量物体下落时间的方法。
达·芬奇的实验最初是由汉斯·w·李普曼航空学和麻豆传煤官网APP入口免费 医学工程学教授莫瑞·加里布在《阿朗德尔抄本》中发现的,这是达芬奇撰写的一系列涵盖科学、艺术和个人话题的论文。2017年初,Gharib正在探索达芬奇的流动可视化技术,与他在研究生课程上教的学生讨论,当时他注意到新发布的《阿伦德尔法典》(Codex Arundel)中有一系列草图,这些草图显示了由类似沙粒的颗粒从罐子中涌出而成的三角形,大英图书馆可以在网上观看。
“引起我注意的是,他在他画的一个三角形的斜边上写了‘Moti方程’,那个三角形是等腰直角三角形,”这篇论文的主要作者Gharib说。“我很想知道达芬奇说的这句话是什么意思。”
为了分析这些笔记,Gharib与同事Chris 秋葵APP永久下载网站IOSRoh一起工作,Chris Roh当时是加州理工学院的博士后研究员,现在是康奈尔大学的助理教授,以及日内瓦瑞士西部应用科学与艺术大学的Flavio Noca。诺卡提供了达芬奇意大利语笔记的翻译(用他著名的左手镜像书写,从右向左阅读),三人仔细研究手稿的图表。
在这些论文中,达芬奇描述了一个实验,在这个实验中,一个水壶沿着与地面平行的直线路径移动,沿途倾倒出水或颗粒状物质(很可能是沙子)。他的笔记清楚地表明,他意识到水或沙子不会以恒定的速度下落,而是会加速——而且这种物质停止水平加速,因为它不再受到水罐的影响,它的加速度完全是由于重力而向下的。
如果投手以恒定的速度移动,下落的物质所形成的线是垂直的,所以不会形成三角形。如果投手以恒定的速度加速,下落的物质聚集在一起形成一条直但倾斜的线,然后形成一个三角形。而且,正如达芬奇在一个关键的图表中指出的那样,如果投手的运动加速度与重力加速度相同,它就会产生一个等边三角形——这就是Gharib最初注意到的,达芬奇在注释“Equatione di Moti”或“运动的均衡(等效)”中所强调的。
达·芬奇试图用数学描述这种加速度。根据这项研究的作者,在这一点上,他并没有完全达到目的。为了探究达芬奇的创作过程,该团队使用计算机建模来进行他的水瓶实验。这样做导致了达芬奇的错误。
卢说:“我们看到莱昂纳多一直在努力解决这个问题,但他把它建模为下落物体的距离正比于2的t次方(t代表时间),而不是正比于t的平方。”“这是错误的,但我们后来发现,他把这种错误的方麻豆影视文化传媒app最新版 程用对了。”在他的笔记中,达·芬奇描绘了一个物体下落的四段时间间隔——在这段时间内,两种方程的图形紧密相连。
“我们不知道达芬奇是否做了进一步的实验,或者更深入地探索这个问题,”Gharib说。“但事实上,他在16世纪早期就以这种方式解决这个问题,这表明他的思想是多么超前。”
这篇论文的题目是《列奥纳多·达·芬奇将重力可视化为加速度的一种形式》。
更多信息:Morteza Gharib等人,列奥纳多·达·芬奇的《重力作为一种加速度的可视化》,莱昂纳多(2022年)。DOI: 10.1162 / leon_a_02322
由加州理工学院提供
引用:列奥纳多·达·芬奇被遗忘的实验探索了重力作为一种加速度的形式(2023,2月13日),检索自2023年2月14日https://phys.org/news/2023-02-leonardo-da-vinci-forgotten-explored.html
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