大英圖書館說(shuō)明

在整部手稿中，本頁(yè)是最具實(shí)踐意義的手稿頁(yè)面之一。列奧納多·達(dá)·芬奇從漁翁的角度探究影響水流變化的因素。他以特別普通的文字，從敘述洪水對(duì)河床的影響開(kāi)始，進(jìn)而談到一些水流起落變化和地區(qū)性沿岸流的影響。

他提供了實(shí)際圖紙以及筆記，將他的水利理論同治水實(shí)踐結(jié)合在一起。他討論了如何通過(guò)了解水面及水流的變化來(lái)理解疏通河道中的泥沙沉淀和深度變化，以及如何遠(yuǎn)距離判斷海面下是否隱藏有暗礁。

達(dá)·芬奇的天才發(fā)明（四）

輪船（模型圖）1

輪船（模型圖）2

這些案例應(yīng)當(dāng)放在文章開(kāi)始

十二項(xiàng)案例

一股水流沖擊另一股水流的時(shí)候，將空氣卷入水中?？諝庠谒杏鼗赜问帲部赡苡謺?huì)突破水的重圍，返回到大氣中，空氣形態(tài)也就在這一過(guò)程中經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次變化。而這種現(xiàn)象的發(fā)生是因?yàn)椤拜p的物質(zhì)無(wú)法存在于重的物質(zhì)中”。與此相反，水下的氣泡不斷受到停留在其上部的液體的擠壓；因?yàn)樗畷?huì)對(duì)自己正下方的氣泡產(chǎn)生垂直的壓力，這種壓力要比氣泡在下沉過(guò)程中受到的水的壓力更大。這一部分空氣總是被形成氣泡膜的水所驅(qū)趕，從而不斷向重力較小的兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果形成的阻力較小，見(jiàn)手稿二第五項(xiàng)議題；而且又因?yàn)椤拔矬w總是在其最短的路徑上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)”，要不是為了盡最大努力躲避壓在自己上面的水，氣泡是不會(huì)輕易離開(kāi)其運(yùn)動(dòng)路線的。

當(dāng)氣泡（以下稱水泡——編者注）上浮到水面，立刻呈現(xiàn)出半球形狀，而水泡的外部包裹著一層特別薄、特別柔韌的水膜。這種現(xiàn)象的發(fā)生是必然的，因?yàn)椤八旧砜偸蔷哂心哿Γ宜酿ば栽酱?，凝聚力越?qiáng)”；而且，已經(jīng)好不容易來(lái)到水面“露天”處的這些空氣，因上部不再承受任何壓力而從水面冒了出來(lái)，不過(guò)依然裹在有重量的水膜里——因?yàn)樯鲜龅哪哿?，水結(jié)成了水膜。水泡停留在水面，呈現(xiàn)出完美的球形，而底部便是這半球的基礎(chǔ)。水泡之所以呈現(xiàn)出上述完美的形狀，是因?yàn)槠浔砻婵諝獾膲毫鶆?，從而水泡表面能均勻地鋪開(kāi)。

但水面上的水泡只能是以半球的形態(tài)出現(xiàn)，永遠(yuǎn)無(wú)法超越這個(gè)限度成為一個(gè)完美的球。我們都知道，球體的直徑為球體寬度的上限，假如水面上被水膜包裹著的空氣繼續(xù)上行，那么接下來(lái)冒出水面的水泡形狀，其底端截面直徑顯然會(huì)小于整個(gè)水泡球體的直徑。這樣一來(lái)，這個(gè)水泡半球的底端便會(huì)因?yàn)槭ブ味屏?，理由是，“任何圓拱最脆弱的部分總是在其最寬處”。

水泡從水中冒出，包裹在特別薄的水膜之中，球面受力；而因?yàn)樗な艿街亓恳?，水泡里的空氣無(wú)法靠自身的力量逃離到外部（上方）的空氣中，只能被有凝聚力的水所聚合成的水膜拉回；再加上水泡里的空氣自己本身所受到的重力，于是水泡有可能再次下沉。而在這一過(guò)程中，水泡的周長(zhǎng)不斷增大，因?yàn)樯鲜銮蝮w中先前的空氣量后來(lái)減少了一半，所以此時(shí)球體要裝下這些空氣自然是綽綽有余。于是球體繼續(xù)下沉，越來(lái)越扁，這時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)（就像我在上文所描述的），在最初的水泡直徑的基礎(chǔ)上，其基底的直徑越來(lái)越寬，直到最終與水面融為一體。

在上述情況下，空氣不再有特別完美的球形水膜來(lái)包裹——原因在于，假設(shè)半球體基底截面有一條中心線，那么水膜上的水越是垂直于這條線，就越會(huì)變重，氣泡在這一位置就越來(lái)越會(huì)往下沉，因?yàn)椤熬嚯x基礎(chǔ)越遠(yuǎn)，物體上依賴基礎(chǔ)支撐的末梢部分便越脆弱；而支撐點(diǎn)越脆弱，物體降落的速度便越快”。

氣泡下沉后，包裹在水膜中的那部分空氣，將呈現(xiàn)出極其完美的球形——此刻它的體積是最小的（這一點(diǎn)上文已經(jīng)可以證明）。球體之所以成了球體，是因?yàn)楸话诤穸染鶆虻乃ぶ?，而且：一?lái)，如果當(dāng)初從水面逃走的空氣量不是那么多，那么余下空氣需要的水膜就不會(huì)那么少，因?yàn)樗媒又盟す约?。二?lái)，這部分空氣如果離水面遠(yuǎn)，就意味著離水面上半球形氣泡的基底遠(yuǎn)，離水面近，就意味著離半球形氣泡的基底近；而且離水面越近，氣泡存在的時(shí)間也就越長(zhǎng)。被水膜裹挾的這部分空氣雖然身不由己，卻可以滲出水膜，化作無(wú)數(shù)個(gè)更小的自己。而這些小水泡（正如我在上文所說(shuō)的），有著與生俱來(lái)的黏著與凝聚力，不會(huì)輕易離開(kāi)它們的“母氣泡”。因此，那個(gè)半球體的“母氣泡”沉到哪里，小氣泡們就會(huì)依靠自身的重量沉到哪里，并且不間斷與“母氣泡”基底的親昵。往往的，被水膜包裹的這個(gè)空氣半球會(huì)在其曲線的三分之一處破裂；這一點(diǎn)，跟墻體上的拱形門是同樣的道理，所以此處不做贅述，但必要的時(shí)候，我會(huì)在書中論及這一點(diǎn)。

距離火層、空氣層和水層的中心越遠(yuǎn)，水的高度越高，但此處并非指距離地層的距離，因?yàn)榈貙邮菙?shù)學(xué)無(wú)法計(jì)算的圈層；故，地層的重力中心和其他三個(gè)元素層的圈層中心不在同心點(diǎn)上。

水本身不能自行流動(dòng)，除非是在下降的過(guò)程中。當(dāng)水在水層中，水與水之間不存在高低之分，只要沒(méi)有外力來(lái)推動(dòng)，水是無(wú)法自主流動(dòng)的。上述兩個(gè)證據(jù)充分證明，水滴呈球形，且水本身不具備運(yùn)動(dòng)能力。因此，但凡流動(dòng)的水，其一端必定要比另一端低，即水面相對(duì)存在落差；哪兒缺少支撐，水便向哪兒流動(dòng)。

空氣永遠(yuǎn)無(wú)法靠自身保持停留在水下，它總是希望處在其與水的接觸面的上端。為證明這一點(diǎn)，我們假設(shè)只有三種元素，排除掉土這個(gè)元素，假設(shè)讓一定量的水穿過(guò)空氣降落。這些水無(wú)法停留在空氣之上，因?yàn)橄鄬?duì)比較軟的液體無(wú)法支撐比自身重的物體，又因?yàn)榭諝獗旧肀人”?，故而它無(wú)法支撐住水，于是空氣便給水讓出位置。這種情況一直繼續(xù)，直到水到達(dá)最低位置——換句話說(shuō)，即便長(zhǎng)時(shí)間和空氣摩擦，只要沒(méi)有被蒸發(fā)或改變形態(tài)進(jìn)入空氣，水便一直降落。但假設(shè)大部分水在過(guò)程中改變了形態(tài)而只有少量的水到達(dá)了底部。我認(rèn)為，在朝向宇宙中心的降落運(yùn)動(dòng)和反射運(yùn)動(dòng)中，水的沖擊力可能會(huì)在同整個(gè)空氣圈層之下等距的這一中心停止，因?yàn)楦鞣N元素的中心是本身最低的地方?！白畹忘c(diǎn)是距離整個(gè)物體最高點(diǎn)最遠(yuǎn)的地方”，說(shuō)的就是這個(gè)意思。

水自身可以在沙質(zhì)河岸上上升，沙子本身吸收水分，這同重力的特征正好相反。

水一旦相互接觸便會(huì)相互吸引，這可以通過(guò)蘆稈吹出的肥皂泡來(lái)證明。因?yàn)橥ㄟ^(guò)蘆稈，空氣鉆進(jìn)水膜里，氣泡不斷膨脹，最終閉合并從蘆稈脫離。在這一過(guò)程中，蘆稈中一端頂著壓力向另一端運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣泡形成的時(shí)候，氣泡的閉合口像人的雙唇一樣，閉合連接在一起。

而且小水滴可以融合入另一滴水

如果你認(rèn)同水的氣泡的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)同水具有凝聚力——盡管氣泡很小，氣泡壁很薄——那么觀一斑而見(jiàn)全豹，小部分的水尚且如此，整體的水也應(yīng)當(dāng)如此。

我們借蘆稈吹出了氣泡，而在空氣中所形成的氣泡，在柔韌的氣泡破裂之前，它在下降過(guò)程中是不會(huì)呈正球形的。因?yàn)闅馀萆隙嘤嗟乃謺?huì)向氣泡的下方滑動(dòng)，使得其下方比其他任何地方都重。所以，當(dāng)水迅速下降，下降的水使得氣泡從其上部1/3處破裂開(kāi)來(lái)。