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作者:徐業良(2010-01-31);推薦:徐業良(2010-01-31)
附註:本文發表於汽車購買指南雜誌,2010年三月號,史丹福專欄。

達文西發明汽車?!

您知道全世界最老的大學是哪一間嗎?答案是位於義大利中部的「波隆那大學(University of Bologna)」,創辦於西元1088年,九百二十幾年的歷史了。

我所任教的元智大學創辦於1989年,今年剛要滿21歲,前幾個月和年紀比我們大九百零一歲的波隆那大學建立了合作關係,主要是在工程設計方面學程的合作。我在系上一直負責機械設計方面的學程,最近我們機械系還和藝術與設計系合開了一個設計學程,嘗試把機械工程的學生和藝術設計的學生混在一塊兒上課、作設計,看看能激盪出什麼火花。簡而言之,學校就派我來走一趟波隆那大學,多認識些教授,談談可能的合作,也實際看一下波隆那大學設計學校的環境,九月份可能就會派元智同學過來短期就讀。

配合出公差訪問波隆那大學,我們一家三口安排了這趟很棒的義大利之旅。我二十年前到過義大利兩天,老婆女兒這輩子都沒到過歐洲,於是三個人就提前好幾天到了義大利,像是年輕背包客,拿著一份Italy Pass和一本「如何在義大利自助旅行」搭火車到處逛,已經逛過羅馬、比薩,這兩天在佛羅倫斯,明天到波隆那大學訪問三天,接下來再繼續搭火車到威尼斯、米蘭,最後從米蘭回台灣過年。

一定得先聲明,義大利之旅的非公務行程完全是自費哦!

不過這些事和汽車購買指南、史丹福專欄到底有什麼關係?

關係是,汽購要趕在過年前出書,上個月就再跟我催二月份的稿子,一月底一定要交卷。

義大利旅程中,我隨身帶著寶貝Notebook電腦,訂旅館必定要有免費無線網路,空檔時間(像目前老婆大人一個人在佛羅倫斯逛街、女兒在休息爬完百花聖母大教堂462個階梯後酸痛的腳),我便打開電腦,「振筆疾書」,寫這個月的史丹福專欄。

不知道汽購總編有沒有感動於我的敬業精神。其實校內行政事務繁忙還需遙控,自己在研究中心、實驗室負責的各項研究計畫也不能放假,有電腦和網路,和世界保持聯繫,旅行也更放心一些。

言歸正傳。在義大利古老、迷人的氣氛中,本來可以寫一些跑車之鄉之類的老調文章,但是我對跑車實在欠缺研究,寫出來只怕鐵定穿幫。

人在義大利,要寫什麼呢?台灣喜歡以「中正」、「中山」等偉人來為地點命名,義大利多的是偉大藝術家,許多地點、街道都是以藝術家的名字來命名。義大利的新靈感是,羅馬的國際機場便叫作“Leonardo da Vinci”-李奧那多達文西,而達文西正是在1452年出生在佛羅倫斯附近

噢,達文西和汽車的關係是,長久以來一直有一種說法,「達文西發明汽車」。

先學一個在義大利非常重要的英文字,“Renaissance”,「文藝復興」的意思,讀起來重音在後面的“-ssance”,很義大利的感覺。十四到十七世紀起源於義大利佛羅倫斯的文藝復興,可以說是西方文明發展歷程中最重要的一頁,這個時期更孕育出許許多多偉大的藝術家、科學家、哲學家。有一個詞叫做“Renaissance man”,雅虎奇摩網路字典的解釋是「文藝復興式人物,博學多才的人」,特別是指在藝術和科學方面博學的人。

達文西便是一個受人尊敬的“Renaissance man”,您一定知道「蒙娜麗莎的微笑」,或者也許看過「達文西密碼」,知道達文西是一位著名的畫家和藝術家(還有數學家),但是達文西同時也是一位傑出的建築師、工程師和發明家,達文西源源不斷的構想和發明,遠遠超過了他的時代。雖然達文西大部分的「發明」還只是畫在紙上的草圖而已,許多草圖還被後人歸類為「不可能的機器(impossible machine)」,但是在這些草圖中,達文西基本上預測了五百年後的今天各式各樣的現代科技,包括降落傘、蒸汽引擎、坦克車、直昇機、飛機、和潛水艇。

確實是獨一無二的曠世奇才。我和義大利的教授們提起達文西,每個人都肅然起敬,滔滔不絕地(原本義大利人就挺多話的)告訴我達文西的作品和豐功偉業,可以體會到達文西在義大利人心目中的地位。

站在91公尺高百花聖母大教堂的圓頂上,俯瞰保存十分完整的佛羅倫斯古城,五百多年前達文西看到的,也是一模一樣的城市吧!

但是達文西真的發明了汽車嗎?

好吧,幾乎所有的歷史學家都同意,現代最重要的運輸工具-汽車,是19世紀時由兩位德國工程師DaimlerBenz發明的,他們設計了真正可以運作的內燃機引擎汽車。但是設計一部自有動力車輛(self-propelled car)的想法,確實可以往前追溯到1478年,26歲年輕的李奧那多達文西,在紙上畫出了世界第一部自有動力汽車。

達文西畫的自有動力汽車草圖直到1905年才被收藏家發現。達文西設計這部車的目的似乎並不是大量生產的乘坐用車,這部車甚至沒有座位,研究達文西學者的猜想是為了一項文藝復興特別的節慶展示所設計。然而達文西畫紙上這部車當年並沒有被真正製作出來,學者的猜想是當時覺得操作上太危險,或者達文西找不到適當材料來製作這部車。

達文西畫的這份自有動力汽車草圖1905年被發現之後,許多人都想依樣畫葫蘆製作出這部車,看看達文西五百多年前自有動力車輛的想法是否真的可行。這份達文西草圖也許還沒有現代電腦繪製3D工程圖的精準,但是基本上所有機械元件的外型、工作原理、組裝方式,達文西都以各種角度的視圖詳細繪製,彷彿這部自有動力車輛已經在達文西的腦海中完整組裝完成。但是有些重要的技術環節在草圖上說明並不清楚(也許達文西自己也還沒參透?),許多嘗試也因此都沒有成功。

「達文西拼圖」?

直到1993年美國洛杉磯一位專門研究達文西的教授Carlo Pedrettie,和一位機器人專家Mark Rosheim聯手合作,突破了一些關鍵技術,才成功地把這份「達文西拼圖」解開,五百多年以後幫達文西製作完成了這部世界最早的自有動力車。2004年佛羅倫斯歷史與科學博物館(Institute and Museum of the History of Science in Florence)的負責人Paolo Galluzzi先生親自監督了一項計畫,製作了一個全尺寸、可以實際操作的「李奧那多車(Leonardo’s Automobile)」,直接簡寫成“L’automobile”,在博物館中展示。

達文西設計圖上這部李奧那多車長56吋(1.68公尺)、寬411吋(1.49公尺),只有三個輪子,基本工作原理有點像是發條玩具,把車架上方兩個輪型轉盤往相反方向旋轉,上緊車架中兩個大尺寸的圓形發條彈簧之後,一放掉煞車,李奧那多車就可以自動行駛40公尺的距離。前面提到的「關鍵技術」,就是在達文西的構想中如何將發條彈簧的旋轉動力轉換成車子直線運動。這項「關鍵技術」從現代工程的角度來看當然十分簡單,但是從1478年的技術水平來思考達文西規劃如何達成這項功能,專家們還是翻到18世紀日本一項古機械設計文獻才找到答案。

如果李奧那多車只是像發條玩具,您可能會覺得沒有什麼太驚人的地方。李奧那多車上的重要巧思,是透過一連串像鐘錶齒輪的機構和好幾個凸輪的搭配,李奧那多車可以依照預設路徑轉向,就像是機械式的一部「可程式控制行駛路徑」的車子。學者們猜想這個功能也是達文西為了當時特定的表演情境設計,不過因為凸輪配置的關係,李奧那多車只能向右轉就是了。

或者是達文西早就預想到五百年後佛羅倫斯市中心充滿遊客的街道,到處都是只能右轉的單行道?

有興趣的讀友們Google一下“Institute and Museum of the History of Science in Florence”,再用博物館網頁的搜尋引擎找關鍵字“L’automobile”,您就會看到一大堆圖片和資料(都是義大利文就是了),還有實際展示影片,您可以看到李奧那多車實際操作、行駛的樣子。不過博物館重製這部車的工程人員可能擔心自動行駛40公尺的李奧那多車,展示上的危險性太大,所以另外製作了一部三分之一尺寸的李奧那多車來作實際行駛展示。

或者您也可以想我一樣親自造訪佛羅倫斯,花10歐元門票進入佛羅倫斯歷史與科學博物館,親眼瞻仰一下李奧那多車,然後發現,博物館內不能照相,無法貢獻第一手照片給汽購。

星期天清晨,在旅館的床上醒來,佛羅倫斯的天空,飄下細雪。