自然科学

在《Da Vinci: Shaping the Future》展览中,自然科学是第二部分,并通过《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 原页摹本、互动展览、模型、设计和实践教育活动等环节加以探索研究。
 
列奥纳多·达·芬奇十分尊重自然,并痴迷于其在宏观及微观层面上的结构组成。 他研究水和空气的运动,研究地球的地质结构,还研究植物的多样性。 在范畴更小的层面上,他主要研究人体:人体的美和比例、人体运动力学以及与其它动物运动的对比。 当同辈人普遍接受宏观与微观直接相关的古老观点时,达·芬奇则像现代科学家一样,认为只有通过仔细观察才能获得真理。 而他也正是运用这种方法去观察自然,然后将在观察中获取的知识运用到实际问题中。
 
达·芬奇对研究自然界宏观和微观元素领域的成就将在这个部分中通过艺术家 Luke Jerram 的装置加以呈现,他将使用玻璃来形象展示包括病毒和细菌在内的微生物的分子结构。
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水的特性

达·芬奇研究水的内容比《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 中任何其他元素都要多。 他认为水是运动的主要驱动力并在自然界不断变化,称它为“自然界的发动机”。 因受到古代哲学家的深深影响,达·芬奇第一次将地球作为有机体研究,并将流动的水与人类的循环系统比较。 

而随着他不断研究不同形式的水的特性,如雨滴、河水、眼泪、血液,并观察它们的动态行为,最后他修订了研究自然界的方法。 达·芬奇慢慢地意识到古老方法的不足,于是开始依靠他自己的科学观测去理解自然界。 最终,他利用他对水的特性的理解,创新了液压工具,这种液压工具能够将破坏大自然的水转换成有利于人类的动力。

自然与机械飞行

达·芬奇的机械飞行研究在他的事业生涯中是一项意义重大的研究。 他年轻的时候在 Verrocchio 工作间开始他的第一次机械飞行研究,在这里他被推荐从事于节日的舞台机械装置并隆重地展示这些装置。 这些都激发了他创造的灵感,即他利用相同的机械创造戏剧飞行装置。 达·芬奇搬迁至米兰时,他着手研究飞行机器的机翼如何通过人体驱动。 

大概在 1500 年,他开始对鸟类的结构和功能特别感兴趣,并对他飞行机器的设计产生了重大的影响。 他研究了鸟翼的内部组织结构、鸟翼与身体其他结构的比例以及鸟翼如何在不同风力条件下以不同的方式运动。 

根据扑翼和滑翔,虽然达·芬奇仍然认为这还是人工飞行,但他的设计却越来越类似于自然鸟翼。 他对自然界的不断观察是他能够创造飞行机器至关重要的原因,并使他超越了当时那个时代的成就。

地理

文艺复兴时期的“地球科学”研究涉及许多研究领域,包括地球起源研究、生理特性研究和自然元素法则。 达·芬奇的地球科学研究围绕地球如何造福于人类展开。 他全神贯注采集的精准测量数据、观察现象和地理文本均使用他自己设计的工具,后来这些工具也运用于各种市政工程和军事项目。 

达·芬奇的地图制作技术远远地超越中世纪或文艺复兴时期的任何制图师。 因此,他的地图看起来出奇地现代化,并很多地图对当今来说还是很精准。 他使用色彩和阴影标明海拔高度,类似于当代的地图册,并且绘制了详细的地形航空图。 因此,达·芬奇的地理研究经常给看图者一种好像坐在飞机里俯瞰地形地貌般的感觉。

植物学研究

达·芬奇研究植物和花朵,并且这些植物和花朵以一个植物学家的准确度早已呈现于他的早期绘画作品当中。 他通过它们合适的生长地和正确的生长季节将这些植物一一展现。 他研究植物的形体与结构,探测它们的年龄,观测它们的向阳运动和调节分支结构形成的几何法则理论。 

特别是在《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 中,达·芬奇绘制了稀有的植物和花朵,并描述了植物研究应用,如它们的治疗功效和它们如何被用于创造多种绘画的色彩。 在他所有的植物学研究中,他以双重视角描绘自然现象:一种基于严格的科学,一种基于绘画。 而阴影、光线以及如何描绘地形的问题是达·芬奇作品中反复出现的主题,反映了他认为科学和艺术不能被孤立审视的思想。

人类结构

在达·芬奇的人体和发现物的图案展示研究中,证明他远远超越了他同时代人。 然而他对人体解剖学的兴趣开始于在他的绘画中如何使用一种更精确的方法展示人体结构,于是达·芬奇很快进一步开始科学领域的冒险行为。 直到 15 世纪 80 年代末和 16 世纪初,他开始追求详细的解剖研究,大部分研究与医院的解剖尸体有关。 

达·芬奇相信不仅人类内部脏腑紧密相通,而且它们直接影响身体外部功能。 这种方法反映了他对人性微观和宏观方面的高度复杂理解。 为了在他的绘画中捕获人体功能和运动,他必须知道每个组织器官的功能目的和每个组织器官如何运动。 达·芬奇对人体的研究方法,如所有科学研究一样,是整体中的一个。
鸟类飞行研究 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1505 F.845 正面
飞行机器 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1478—90 F.860 正面
测量地球尺寸的仪器 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1490 F.727 正面
测量地球尺寸的仪器 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1490 F.727 正面
洪水绘制图 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1516—17 F.215 正面
雨水的形成研究 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1508 F.796 正面
调制色彩方法 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1480 F.704 d 正面
鼠尾草 列奥纳多·达·芬奇《大西洋古抄本》(Codex Atlanticus) 1508—10 F.197 反面