列奥纳多·达·芬奇通常被誉为文艺复兴时期的重要人物之一,也是有史以来最博学多才的人之一。值此他逝世500周年之际,回顾他如何展现出自己不仅是画家、雕塑家和工程师,还是一位思想远超时代的思想家,显得尤为重要。
工程学——海维尔·琼斯博士
列奥纳多·达·芬奇不仅以艺术作品、建筑研究和解剖图闻名,也因其发明而著称。留存至今的文献展现了他对各种器械的构想,其中包括滑翔机、直升机、降落伞、潜水服、起重机、齿轮箱以及多种战争武器的一些最早构想。如今仍能看到其中许多器械投入使用;它们花了将近400年才成为现实。
他将超越时代的想象力、对新兴科学与工程原理的理解,以及卓越的绘图技巧结合起来,为杠杆、齿轮、滑轮、轴承和弹簧设计出新的用途。他的创造既要实用,也要能吸引赞助者:15世纪末至16世纪初法国和意大利那些交战中的公爵与国王。

尽管据说他厌恶战争,但他大部分时间受雇担任军事工程师,设计新的防御设施和令人胆寒的武器构想。他的草图展示了一款约于1485年绘制的“坦克”原型,配有装甲板,并能够向任何方向开火。
如今我们知道,列奥纳多绘制的这款“坦克”并不实用——它的齿轮设计有误,而且重量过大,无法机动。其他旨在给人留下深刻印象、令人生畏而不一定真正能用的武器,还包括一架巨型(27米)弩、一种有33根枪管的火炮、类似于今天“集束炸弹”的弹药,以及最早的空气动力稳定炮弹。
他为“空中螺旋桨”绘制的草图(1486—90年)预示了直升机的构想,但这并非垂直飞行的首次演示——一种中国旋翼玩具比它早了1,800年。
仿照鸟类飞行、由人力驱动的扑翼飞行器令他着迷,他也绘制了许多优美而富有创新性的设计。然而,当时人们尚未充分理解鸟类飞行,他也不知道人类根本无法产生操纵这类装置所需的动力。

列奥纳多的大多数设计从未被制造或测试过,尽管现代复原尝试取得的成效不一,甚至出现了一些令人瞠目的失败。他的想象力远远超越时代,以至于像坦克这样的构想要等到四个世纪后,随着钢和铝等轻质坚固材料的发展,以及化石燃料发动机等新动力来源的出现,才得以付诸实践。毫无疑问,他会认出现代生活中许多我们习以为常的机器,并为之着迷。
数学——杰夫·沃尔多克博士
尽管达·芬奇以艺术作品最为人熟知,但他认为自己更像一位科学家,而非艺术家。数学——尤其是透视、对称、比例和几何——对他的绘画和素描影响重大,而他运用数学的方式无疑远超时代。
达·芬奇运用线性透视的数学原理——平行线、地平线和消失点——在平面上营造纵深感。例如,在《天使报喜》中,他借助透视突出建筑的一角、带围墙的花园和一条小径。

列奥纳多的《最后的晚餐》是运用透视数学原理的典范。耶稣和十二使徒周围的建筑结构,以及桌子下方地面上的线条,共同构成一个“消失点”,为画作形成一个潜意识的视觉焦点。
列奥纳多了解维特鲁威的研究:以肚脐为中心,伸展四肢的人体周围可以画出一个完美的圆。他意识到,如果臂展与身高存在一定关系,人体便能恰好置于正方形之中。他的《维特鲁威人》借鉴了这些观察,并试图解决“化圆为方”的难题。事实上,这件事不可能精确实现(化圆为方是“不可能之事”的隐喻),但他设法做到了非常接近。

数学中有一个数,称为“黄金比例”,它出现在自然界的一些规律中,例如叶片的螺旋排列。1509年,卢卡·帕乔利首次指出,运用黄金比例可以创作出赏心悦目的图像。达·芬奇认为,黄金比例对于呈现准确的比例至关重要,也是《蒙娜丽莎》构图的基础。
谈到列奥纳多晚期的作品,数学的重要性怎么强调都不为过;他似乎对这些问题十分着迷。例如,据说列奥纳多创作《蒙娜丽莎》时专注于几何学,并说过:“不懂数学的人,不要读我的作品。”
水——丽贝卡·夏普博士
列奥纳多·达·芬奇称水为“大自然的载体”(vetturale di natura);水之于世界,犹如血液之于我们的身体。从他最早描绘河水飞泻越过岩石的风景画(1473年),到著名的《蒙娜丽莎》(1503年),再到他最后描绘洪水的草图(1517—18年),他的许多画作都以水为主题。

然而,水的艺术特征并非他唯一着迷之处。他还想理解水的流体动力学:水下和水面上的涡流与漩涡。作为一位博学多才的人,他把自己在艺术、设计、科学、哲学和工程方面的知识与能力融会贯通,设计项目、提出构想并制作仪器,以检验自己的假设。
在一部汇编文稿中——即莱斯特手稿(1510年)——列奥纳多仅针对水就提出了730条结论。通过这部手稿和其他作品,达·芬奇为现代水利工程和水科学作出了诸多贡献,包括准确描述水文循环、理解流速对压力的影响,以及设计运河和水库以管理洪水和灌溉。

他关于水的众多构想和发明并非都具有影响力或准确无误,例如他的水上行走装置。但总体而言,他的独特之处和对水科学与工程最重要的贡献,在于发展出一种科学方法。可以说,他是第一位依据经验性证据提出假设的水文学家。
他严谨治学所带来的影响至今仍在更广阔的领域延续。既然水是大自然的载体,列奥纳多·达·芬奇便是水科学与工程基础的推动者。
视觉错觉——亚历山德罗·索兰佐博士
列奥纳多·达·芬奇开创了面相学研究,将“moti mentali”(心理活动)的概念引入其中。这一概念见于《乌尔比诺手稿》。该手稿写于1452年至1519年间,1651年由拉斐洛·迪·弗雷斯内以《绘画论》(Trattato della Pittura)为名印行。“Moti mentali”可译为对瞬息变化、动态的心理状态、思想和情绪的表现。对达·芬奇而言,肖像画家的目标应是呈现被画者内心的想法,而不仅仅是外表。

因此,列奥纳多创造了“模棱两可”的面部表情。这类表情的外观始终在“变化”,因而呈现动态感。为此,列奥纳多发展了“晕涂法”(sfumato;源自意大利语,意为像烟雾一样消散)。晕涂法通过微妙地过渡明暗或不同色彩,柔化或模糊生硬的边缘。
这项技法并非列奥纳多首创,但他进一步发展了它,其运用方式独具特色。我认同亚历山大·纳格尔的观点:列奥纳多运用晕涂法的方式与其他画家都不同,包括他的老师安德烈亚·德尔·韦罗基奥。
尤其在列奥纳多的许多肖像画中,几乎无法判断一种颜色在哪里结束、另一种颜色从哪里开始;在画作的一些关键部位,例如被画者的嘴部,这一点尤为明显。例如,法国博物馆研究与修复中心实验室与欧洲同步辐射装置合作,报告称,列奥纳多最多使用了30层清漆,为《美丽的公主》(La Bella Principessa)嘴部周围营造微妙的明暗效果;这幅肖像直到2011年才由马丁·坎普归为列奥纳多之作。每一层清漆的厚度仅为人类头发直径的一半。《蒙娜丽莎》嘴部周围的区域也有同等精细的细节。

我的同事米歇尔·纽伯里和我在2015年提出,列奥纳多在一些肖像画(例如《蒙娜丽莎》和《美丽的公主》)的嘴部周围营造了某种错觉:从某些角度看,被画者显得满足而愉悦,但从另一些角度看,他们又显得若有所思或忧郁。
列奥纳多创作视觉错觉时,巧妙利用了眼睛与大脑之间的认知分歧;科学家尚未理解其背后的机制之前数百年,他就已这样做,令人惊叹。
若将各门学科分开来看,无疑有人是更出色的艺术家、更重要的工程师或更杰出的数学家。但作为一个人,达·芬奇前所未有,至今无人能及——无论在艺术还是科学领域。
