【蔣勳·破解達文西】09-3 運河設計與城市規劃——流體力學之父 #達芬奇 #達文西

我們提到了達文西在他48歲左右 他在米蘭研究了很多跟流體力學有關的東西 而且最後也把這些流體力學的一些理論基礎 運用在當時的重要的工程設計上 他設計了橋樑 設計了堤防 設計了水壩 我們知道所謂的水壩 比如說我們在臺灣知道的石門水庫 我們知道最近世界上有名的長江三峽大壩 這個力學的計算是非常不容易的 因為我們知道長江的那個水 要用一個大壩去圍住 然後用人為的工程去控制這個大壩 這個大壩要承受的水的壓力是不可思議的 因為那個水排山倒海而來 那麼這個壓力是多麼大 所以有時候我們知道說 為什麼到颱風來之前 大家都聽說過我們哪一個水庫要洩洪 因為害怕這個山洪爆發的時候 水的壓力太大 我們的這個水壩承受不了壓力 所以先要洩洪 或者怕它決堤而出 所以這些部分都跟流體力學有非常大的關係 所以流體力學包含了我們怎麼去控制水 同時也包含了怎麼去疏導水 所以就有一個所謂的閘門 以前在淡水河的岸邊 我們說第九水門 多少水門 這些水門就是在 必須要計算流體力學的壓力以後 纔能夠把這個水門做出來 所以達文西當時 我們在他的手稿裡看到 他常常在一個好像擋土牆上面 石灰的或者石頭的擋土牆 或者木板的擋土牆上面 他就開一個小孔 然後去觀察那個水 從速度壓力給他了之後 它流出來構成了漩渦的樣子 他就開始做了很多的計算 去了解這個水跟壓力之間的關係 因為達文西後來就設計了米蘭有兩條河 他用了一個叫做克里斯多佛運河 去把這兩條河連接在一起 他去開了一條運河 我們知道運河的開鑿 也需要跟流體力學有關 因為這裡面牽涉到說 這條運河在連接兩條河的時候 他要必須甚至計算到河牀的高低 以及兩條河流原來都有它們流動的速度 而這兩個速度當它被運河連接的時候 這兩條速度剛開始怎麼去緩和 所以這裡面有很多很多的問題 也包含著我們知道前面我們講過 達文西是非常了不起的解剖學的專家 我們知道解剖學裡面 達文西解剖了人的血管 他曾經最早界定出人的靜脈跟動脈的這個不同 我們知道靜脈的血管的流動 跟動脈的血管流動也可能不同 那例如說我們今天在整個的外科手術上 如果我們今天要連接一個血管 我們大概都必須知道這些流體 就是流體不只是講水 可能也講血液 它跟心臟的壓力之間的關係到底是什麼 所以我想這些部分都是包含著達文西當時 透過人體解剖 透過他對流體力學的瞭解 他最後綜合地去了解 所有的一體狀的東西 最後可能會產生一個什麼樣的力學上的現象 所以因此他這個克里斯多佛運河 是非常有名的一個設計 就是把兩條河流連接在一起 後來解決了很多水患的問題 而且他當時有一個最大的構想 他一直覺得一個城市應該重新規劃 他覺得現代化的城市應該在上層 可能是圖書館 是大學 是劇院 是音樂廳 是人類上層文明活動的地區 他覺得應該把所有的垃圾 還有這個人的運輸放在下層 所以他就覺得很多的水流的這個部分 可以放在城市下面 有點像我們今天城市裡面規劃的 所謂的下水道的觀念 我們知道 有時候一個城市下水道規劃不好 所以三四個小時的暴雨 整個城市都走不動 就開始淹水 我們知道我們在巴黎 那個下水道下去可以觀光的 裡面可以走船的 很多朋友看過《悲慘世界》這個歌舞劇 就知道最後那個逃亡的路線 就從下水道裡走 所以巴黎底下的下水道 是好幾層樓的高度 然後裡面可以走船的 所以因此我們都知道說 其實達文西的這樣的流體力學的研究 也影響到他後來對於城市規劃的概念 也影響到今天西方所有的現代的城市 把捷運系統 地鐵或者是排水道 整個放在地下 所以你會覺得巴黎在上層這麼美 這麼漂亮的一個城市 可它所有重要的管道 全部放在地下 事實上達文西當時 就已經做了這樣的規劃 所以他的流體力學 牽連到很多複雜的部分 因為他要關心到 在工程上怎麼去做橋樑 怎麼去做堤防 怎麼做水壩 他都必須要有流體力學的基本知識 所以有時候 我想我們今天如果碰到一個年輕人 問他說你專業是什麼 在大學學什麼 如果他跟你說我在學流體力學 可能一般人都搞不清楚 流體力學是什麼東西 甚至我們會很目的性地說 流體力學到底要幹什麼 事實上我們知道 當流體力學用長遠來看 它最後可以蓋橋樑 我們要蓋高速公路 很多要跨過河流的時候 都跟流體力學的計算 有絕對的必須關係 我們蓋水壩蓋堤防 都跟流體力學有關 可是流體力學只是在講 那個最基本的基礎科學 所以這裡面都在提醒我們說 如果基礎科學的研究不夠 這個社會會出很多的問題 我們每次在土石流的時候 就覺得這個城市 這個島嶼到底出了什麼問題 我們的工程為什麼 一到下雨就崩潰 那是不是平常的基礎科學 根本沒有做好 所以大家在運用 這個基礎科學的時候 都沒有把它運用在 真正的工程的 這個所有的計算裡 所以大家就想當然爾說 我就這樣蓋一蓋吧 擋土牆 潑崁 我就這樣蓋一蓋 可是沒有去計算 這個壓力的時候 珊瑚一爆發 整個就發生了問題 尤其在臺灣這麼複雜的 氣候跟地質的條件裡 有時候常常會讓你 懷念起達文西這種 對流體力學 下這麼深功夫的科學家 因為他的流體力學 我就在想如果他活在今天 也許他可以幫我們很大的忙 對我們的土石流問題 對我們所有每一年颱風來 都必須一再重複發生的問題 他可以幫我們做一些解答 可是我們今天 在一個急功耗力的社會 那麼在一個可能 包括政府的單位 都不太關心到 基礎科學跟工程之間的 關係的時候 你就會發現 所有一連串的工程的弊病 而這個弊病 不只是我們說貪婪帶來的弊案 可能更嚴重的是說 沒有基礎科學的基礎 也沒有對人的真正的關心 所以它一再一再地發生 各種問題 大概在這個季節 你常常會發現 三四個小時的雨 一個城市就走不動了 立刻就到處淹水 那麼所有的排洪系統 下水道的問題 都讓你覺得憂心重重 那麼 這裡面誰在研究流體力學 而誰能夠把流體力學的知識 讓老百姓也做多一點的理解 然後讓大家可以 共同地關注到 一個社會裡面 防洪排洪洩洪 所有牽連到的 跟流體力學有關的問題