【蔣勳·破解達文西】09-1 水利工程的起點——流體力學之父 #達芬奇 #達文西

我們在一系列介紹達文西的專輯裡 談到了他30歲到48歲住在米蘭 他當時受到聘請為米蘭的史佛莎公爵工作 那麼在這段時期可以說他生命達到最巔峯的時期 那麼任何一個人在30歲到48歲可能也是創造力最強的時候 因為已經累積了前面許許多多的研究、發明與創造 所以在他的科學與藝術的部分裡面都達到了一個最高峯 所以在米蘭的這段時期我們會以他在科學裡的重要的發明 以及他在繪畫裡重要的研究 一起來做他一個高峯的介紹 我們首先可能要提到的是 達文西在這段時期對於流體力學上 許許多多非常驚人的研究與貢獻 流體力學也許對很多朋友來講 可能是一個並不十分熟悉的名稱 那除非我們今天在大學專業的科系裡面修這一門課 那所謂的流體其實指的是所有的液體 譬如說水 可能或者是其他的液體狀的這一類的東西 我們都叫流體 那麼這種流體它本身在力學上 有一定物理的一些現象的反應 那也許我們從抽象的理論來講 大家不太容易懂 可是我們把流體力學還原到現實生活裡 我想其實我們都會接觸到跟流體力學有關的問題 譬如說我們打開水龍頭 這個水龍頭水流下來 其實它是一種流體力學 我們也知道雖然我們並不一定知道 這個開跟關怎麼去控制 可是它中間是有一個對流體的力學上的控制 我如何可以把水關起來 我如何可以把水打開 或者我們再擴大來講 不知道大家有沒有感覺 有時候控制得不夠好 我們一打開水龍頭 那個水忽然濺出來 崩出來 把衣服都弄濕了 社會可能會找一個工人來說 我們可以把這個水龍頭稍微換一換 或者調整一下 那麼這裡也是說 他對流體力學的瞭解不夠 所以這個經由水龍頭的口部 沖刷出來的流體 這個水 它的力量太強了 所以一打開的時候 就造成一種迸濺的狀況 就不好用了 我想這個都跟流體力學有關 那大家也覺得這樣的流體力學 好像我現在舉的例子 都還是小事件 所以達文西發明流體力學 好像也不見得是多麼 不得了的偉大的事情 可是我們知道流體力學 從一個最基本的對於液體 對於流體的這個水的研究 作為一開始 到最後它可能會變成 跟重大的工程設計 有密切的關係 譬如說橋樑 我們知道橋樑 如果我們今天要做橋樑 橋樑底下有柱子 那麼這個柱子 跟我們家裡屋子裡的柱子 在力學的結構上 是絕對不一樣的 我們說在家裡 我們房間裡可能有一個柱子 這個柱子只要計算 它上面的壓力 承重的壓力就可以 可是我們知道 如果是橋樑的柱子 它必須計算的是說 在各種的狀況裡 這個河流 它的水漲起來的時候 它的流速 是基於這個柱子 所承受的壓力 譬如說如果我們今天 在臺灣最明顯 因為我想尤其中南部的 很多的這個河流 平常可能是沒有水的 不是在雨季的時候 我們看到那個河牀 都是軟石 都是乾的 所以這個時候 如果我們修一個大橋 也不難 然後底下多遠有一個柱子 只要把上面的橋面 承重起來就可以了 可是我們知道 臺灣的河流 譬如說在雨季來臨的時候 它會忽然山洪爆發 當我們講山洪爆發 就是山裡面在很短的時間 蓄積了非常大量的雨量 而這個雨量的水 需要排洪的時候 這個水的流速就非常的大 而且壓力非常的大 那如果我們對於 這個橋樑的柱子 沒有計算好 那麼在山洪爆發的時候 這整個橋樑會被沖垮掉 所以因此 我想這裡就是 我們今天所要特別提到 達文西的流體力學 對後來很多的工程設計 有非常非常密切的關係 因為他就是計算流體的人 計算流體的力學壓力的人 好 除了這個橋樑的柱子以外 我想我們也瞭解得到 譬如說堤防 一個河流的堤防 我們在觀察一條河流的時候 我們觀察堤防 通常大概都是在 天氣很好的時候 沒有什麼雨量的時候 我們在堤防上散步 感覺到堤防蓋得這麼厚 那甚至我們會覺得 這個堤防上面 甚至還可以開兩輛車子 那有必要要花這麼多錢 去做這個堤防嗎 可是我們很少有機會思考到 在山洪爆發 譬如颱風來臨的時候 一夕之間的暴雨來了 這個水暴漲好幾倍 那麼這個水的壓力是 大到我們無法想像的 所以如果這個堤防的 承受壓力的力量 被計算錯誤 計算的不夠 那麼因此這個堤防 就可能被水沖垮 我們說水決堤而出 它就變成一個非常大的一個氾濫 非常大的一個災難跟危險 所以因此我想 我們都是希望在介紹達文西 做流體力學的研究的同時 讓大家理解到流體力學 作為一個專門的學科 那麼在整個的公共設計 工程設計裡面 它有多麼重要的這個關聯 那麼我們知道在達文西之前 幾乎很少人去研究跟探討流體力學 所以很多人把達文西 加上一個名稱叫做流體力學之父 就他是最早一個開始觀察流體 開始計算流體的力量 計算流體的速度 然後使得後來很多做橋樑 做堤防的工程師 能夠在這裡取得他很多流體力學的經驗 然後在設計上不會有太多的失誤 所以因此我們還原到這一點 我們也就知道 在漫長的研發過程當中 達文西在他的手稿裡 記錄了密密麻麻對流體的圖繪 跟文字的手稿記錄資料 那麼構成最早的這個流體力學的 研究的一個重大貢獻