比伽利略、牛頓、愛因斯坦還超前，達文西早已意識到重力加速

當後代人提到掌握重力知識的科學家，不外乎受蘋果掉落地上而啟發靈感的牛頓、或提出知名相對論的愛因斯坦。然而最近，加州理工學院工程師 Mory Gharib 在研究多領域天才達文西的筆記時注意到幾個三角形草圖，驚訝發現達文西早在 15、16 世紀就試圖研究重力本質。

達文西（1452～1519 年）是人類史上近 500 年來各領域公認的「全知天才」，一幅《蒙娜麗莎》讓達文西登上畫家之最，但事實上達文西在音樂、建築、數學、幾何學、解剖學、生理學、動物學、植物學、天文學、氣象學、地質學、地理學、物理學、光學、力學、發明、土木工程等領域都有顯著成就。

這位忙碌天才的思想深度非當時可想像，他提出的著名概念性設計有直升機、機關槍、機器人、坦克、太陽能聚焦使用、計算器、雙層殼等，還勾勒出板塊構造的基本理論框架。

現在，後世科學家發現達文西甚至已注意到重力本質，比伽利略、牛頓、愛因斯坦等偉大科學家都還早。重力並不是簡單的數學證明，儘管達文西沒有完全成功，但顯然他盡力嘗試剖析了。

重力與加速度的聯繫

1604 年，伽利略·伽利萊（Galileo Galilei）建立了墜落物體經過的距離與經過時間的平方成正比之理論；17 世紀末，牛頓（Sir Isaac Newton）才以此基礎發展出萬有引力定律，描述物體如何相互吸引。

對達文西來說，他研究重力遇到的最大障礙大概是工具使用受限，比如，缺乏一種在物體下落時能精確測量時間的方法。

加州理工學院工程師 Mory Gharib 在審視達文西手抄本時發現了這些證據。在幾個不起眼的小三角形草圖中，Mory Gharib 發現達文西在一個等腰直角三角形斜邊寫下「Equatione di Moti」，意謂「等價運動」，促使 Mory Gharib 深思達文西寫下這句話的意思。

▲ 達文西手抄本的幾個三角形草圖，表明他已針對重力加速度進行實驗。

仔細分析這些筆記後，Mory Gharib 團隊發現達文西已設計實驗證明引力是一種加速度形式，試圖在引力與加速度之間建立聯繫。實驗中，水瓶沿平行於地面的直線路徑移動，並沿途傾倒水或顆粒狀物質（可能是沙子），筆記中清楚表明他知道水或沙子會向下加速，但當它們離開水罐，這種加速純粹只由重力引起。

如果水瓶以恆定速度移動，則下落材料描繪出的線將是垂直的，不會形成三角形；但若水瓶以恆定速度加速，則下落物質會形成一條傾斜直線，然後出現三角形，正如達文西在圖表中指出那般，如果水瓶運動以與重力加速掉落物質相同的速度加速，將形成一個等腰直角三角形——等效原理發揮作用的第一個暗示，也是達文西以註釋強調的「Equatione di Moti」。

團隊使用電腦建模重試水瓶實驗，發現達文西只是使用了錯誤方程式，方式卻是對的，這種認知到重力的思想遠早於牛頓提出的運動定律，也早於愛因斯坦證明等效原理與廣義相對論。

我們不知道達文西是否還有做更多實驗或更深入探討，但他在 1500 年代初期就試圖以這方式解決這問題，表明他的想法有多超前。

達文西手抄本可在大英博物館的網站閱覽。

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（圖片來源：加州理工學院）