莱昂纳多·达·芬奇, 活跃于15世纪末至16世纪初, 不仅是文艺复兴时代的代表艺术家，也是科学家。他的众多草图和手稿不仅作为艺术作品具有价值，还包含了那些时代的创新发明理念的宝藏。然而，由于当时的技术限制，他的很多设想未能实现。这篇文章聚焦于达·芬奇构思但未能实现的发明，探讨现代技术如何使它们成真。
莱昂纳多·达·芬奇的自画像(约1512年)。他的洞察力令人印象深刻，反映了他作为文艺复兴艺术家和科学家的角色。By Leonardo da Vinci
达·芬奇的生平与历史背景
莱昂纳多·达·芬奇于1452年出生在意大利文奇村。他生活在文艺复兴的鼎盛时期，那时艺术与科学的界限十分模糊。虽然达·芬奇致力于创作诸如绘画和雕塑的艺术作品，但他也对解剖学、工程学和天文学等广泛领域充满兴趣，并进行了自己的研究。
他的知识好奇心无穷无尽，并且在采用基于观察和实验的科学方法方面远超其时代。达·芬奇试图理解自然法则并将其应用于创造新发明。然而，当时的技术水平使得实现他的许多构思变得不可能。
达·芬奇的发明构想
达·芬奇的手稿中包含了众多发明的草图和蓝图。其中有些是几个世纪后才实现的技术的雏形。这里，我们介绍他构思的主要发明及其现代诠释。
1. 飞行器
达·芬奇的飞行器设计(约1488年)。“扑翼机”概念，模仿鸟翼，详细描述在设计中。By Leonardo da Vinci
达·芬奇对鸟类的飞行机制有浓厚的兴趣，并设计了一种用于人类飞行的设备。他最著名的飞机设计被称为“扑翼机”，是一种模仿鸟类翅膀的振翼飞机。
达·芬奇进行了详细的观察和分析翼结构和空气动力学，并将这些见解反映在他的设计中。然而，靠人力产生足够的力量来移动大型翅膀是不可能的，扑翼机从未真正飞行。
现代诠释：
达·芬奇的扑翼机设计可以视为20世纪初实现的固定翼飞机的前兆。他对空气动力学的研究极大地影响了后来的航空工程发展。如今，基于达·芬奇蓝图的小型模型已经被制作出来并进行了实际飞行实验。这些实验证明了达·芬奇设计的有效性，并重新评价了他的远见。
2. 潜艇
达·芬奇对水下探索也很感兴趣，并构思了潜艇的想法。他的潜艇设计具有一个圆柱形的木制船体，配有皮革密封件以保持水密。他还设计了潜水时使用的呼吸装置和攻击敌舰的武器系统。
然而，据说达·芬奇出于担心他的发明可能被用于战争有意隐藏了部分设计。因此，他的潜艇仍然是纸上的概念。
现代诠释：
达·芬奇的潜艇设计出奇地接近现代潜艇的基本原理。他的设计展示了现代潜艇技术的萌芽，包括抵抗水压的船体结构、浮力调节机制和推进系统。
目前，基于达·芬奇设计的实验性潜艇正在建造中，其性能得到了验证。这些实验证明了达·芬奇概念的确是可行的。
3. 自动娃娃（机器人）
根据莱昂纳多·达·芬奇绘图制作的“机械骑士”模型。设计通过复杂的齿轮和滑轮系统模仿人类运动。 Photo by Erik Möller. Leonardo da Vinci. Mensch – Erfinder – Genie exhibit, Berlin 2005.
达·芬奇对模仿人类动作的机械装置也很感兴趣。他设计的“机械骑士”是一个可以坐起、站立、活动下巴的人形装置。该装置设计利用一个结合齿轮、滑轮和电缆的复杂机制来操作。
在那个时代，这样的自动娃娃主要用于贵族娱乐和宫廷活动，但达·芬奇的设计以其复杂性和精确度脱颖而出。
现代诠释：
达·芬奇的机械骑士可以被认为是现代机器人技术的前兆。他的设计特点是模仿人体肌肉骨骼系统的机制，这与现代仿人机器人设计理念相符。
近年来，基于达·芬奇蓝图的实际移动的机械骑士复制品已经被创建。这些复制品展示了达·芬奇对机械工程的深刻理解及其设计的可行性。
4. 汽车
达·芬奇还设想了不依赖人类或马力的自驱动车辆。他设计的“自驱车”是一种利用弹簧机制和齿轮系统移动的三轮车辆。该车辆通过预先上紧弹簧实现自驱动一段距离。
此外，该自驱车还包含一个转向机制，可以看作是现代汽车转向系统的原型。
现代诠释：
达·芬奇的自驱车设计早于内燃机的发明几个世纪。他的设计已经包含现代汽车技术的基本元素，如动力传输系统和转向机制。
目前，基于达·芬奇的蓝图正在制造可工作的自驱车模型。这些模型证明了他机械工程知识的先进程度。
5. 降落伞
达·芬奇的降落伞模型。虽然其金字塔形状不同于现代降落伞，但利用空气阻力的基本原理是一样的。 Nevit Dilmen, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
达·芬奇设计了一种用于安全降落的降落伞。他设计的降落伞具有金字塔形状，亚麻布覆盖在木制框架上。虽然这种形状不同于现代降落伞，但利用空气阻力控制下降速度的基本原理是相同的。
关于这个降落伞，达·芬奇写道：“如果一个人有一个用亚麻布制作的帐篷，其孔隙都已塞满，并且直径和深度都为十二布拉米，他将能够从任何高度扔下自己而不受伤害。”
现代诠释：
虽然达·芬奇的降落伞设计形状不同于现代设计，但是它的基本功能是相同的。有趣的是，2000年，英国跳伞运动员Adrian Nicholas基于达·芬奇的设计创造了一种降落伞，并成功从2400米高处跳下。
该测试证明了达·芬奇降落伞设计的实用性。使用现代材料和技术，他的设计可能得到进一步改进并成为一种更高效的降落伞。
达·芬奇对现代世界的遗产与影响
许多莱昂纳多·达·芬奇的发明概念在他的有生之年未能实现。然而，他的思想和蓝图极大地影响了后来的科学家和发明家。达·芬奇的手稿从17世纪开始逐渐吸引住研究者的注意，从19世纪末到20世纪进行了全面研究。
今天，许多达·芬奇的发明正在利用计算机图形和3D打印技术进行重建。通过这些再造努力，达·芬奇设计的精确性和可行性正在重新审视。
此外，达·芬奇的跨学科方法极大地影响了现代STEM（科学、技术、工程和数学）教育。他的观察能力、创造力以及整合不同领域知识的能力对于今天的创新技术发展相关。
结论
莱昂纳多·达·芬奇的发明概念在超过500年后通过现代技术得以实现。他的远见卓识和创造力继续令我们惊讶，并提供灵感。
达·芬奇的成就教会我们合并科学与艺术的重要性，采用基于观察的实验性方法，并不被现有观念束缚地自由思考。这可以说现代科学和技术的发展建立在像达·芬奇这样的先驱者的贡献上的。
他留下的庞大手稿和蓝图仍在被研究者解读，新的发现不断涌现。达·芬奇发明的再造和验证不仅具历史意义，而且为现代技术发展带来了新的视角和可能性。
莱昂纳多·达·芬奇的天才构思继续教导我们创造力与创新的重要性，跨越500年的时光。他的遗产将继续为未来科学技术的发展提供重要见解。
