达芬奇的手稿暗示比牛顿早一个世纪掌握重力

图说：达芬奇对重力的研究手稿。

艾萨克·牛顿被认为在17世纪下半叶首先提出重力理论，但是一项新的研究表示：莱昂纳多·达芬奇（Leonardo da Vinci）早在一百多年前就认识到了重力。

该研究分析达芬奇现有的数字化笔记本中的手稿，包括显示自然运动、定向运动和运动均衡之间关系的三角形草图。 在达芬奇的例子中，涉及到从罐子里倒出沙子的想法。 达文西意识到如果以与拉下沙粒相同的力沿水平面拉动罐子，则沙粒的运动将形成三角形的斜边。 下落物体随时间的速度变化是寻找地球重力常数（g） 的关键。

图说：达文西建立的三角形

研究人员在发表的论文中写道：大约500年前，李奥纳多‧达文西试图通过一系列仅由他的想象力和精湛实验技巧的巧妙实验来揭开重力之谜及其与加速度的链接。

这个重力常数可能后来被牛顿用来定义他的运动定律（包括重力），并被爱因斯坦用于他的广义相对论。 达芬奇知道他找到了什么，但他不确定那是什么。

这种不确定性的部分原因是达芬奇赞同亚里斯多德持续力（impetus）的想法，持续力填充抛射体并为它们提供抵抗重力而移动的动力。 惯性原理在当时的科学中尚未确立。

亚里士多德将重力解释为物体根据自然顺序自行排列的趋势。 换句话说，重力和飞行的抛射体是由两种截然不同的理论来解释。

虽然达芬奇的计算存在错误，但与现代方法和方程式相比，重做达芬奇的实验表明他的算法计算出重力常数的准确率为97%。

研究人员表示：达文西展示了对坠落物体动力学的非凡洞察力，通过开发一种几何等效方法来证明运动定律，避免需要知道重力常数的确切值，只要假设重力常数代表加速率。

如果达文西进行了他在手稿中描述的实验，那么他可能是第一个在没有自由落体的情况下，产生重力常数效应的人。

研究人员对达芬奇的方法印象特别深刻，他使用当时可用的东西，主要是几何学，并用它来研究未知事物。 同样的创新今天仍然可以应用于科学。

牛顿并非独自提出他的万有重力定律：伽利略在1604年认识到自由落体运动与时间之间的关系。

事实证明，达芬奇也走在了正确的道路上，物体下落方式的模式后来被用来解释恒星和行星的运动，并以预测海王星的存在而闻名。

加州理工学院 Morteza Gharib说：我们不知道达芬奇是否做了进一步的实验或更深入地探讨了这个问题，但他在1500年代初期以这种方式解决问题，表明他的想法有多么地前卫。

该研究已发表在Leonardo上。 （编译 / 施欣岚）

资料来源：sciencealert

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