列奥纳多·达芬奇的里程计【复原品】
1503-1504年(手稿创作时间)
意大利
清华大学科学博物馆复原
An Odometer of Leonardo da Vinci【Replica】
1503-1504(the manuscript writing)
Italy
Tsinghua University Science Museum
本展品是列奥纳多·达芬奇的里程计复原品。里程计是古代测量远距离路程长度的工具,通常为独轮车或两轮车的形式,需要由人力或畜力牵引。里程计内部设置了啮合的垂直齿轮与水平齿轮,从而可以记录车轮转动的周数,得到车辆行走过的里程。这种齿轮传动结构,多被后世机械计算器所延用。因此,里程计也可以被视为最早的机械计数装置。
古代西方的里程计最早可追溯至古希腊时期。西文“里程计”(odometer)一词,便是由希腊语中的“道路”(hodós)和“测量”(métron)结合而成。最早记录里程计结构和用途的文献,是古罗马建筑师维特鲁威的《建筑十书》。他在书中提到,里程计是一架四轮马车,车轮周长为12.5罗马足(1罗马足约合30厘米),车轮运动一周,带动水平大轮盘运动一齿。水平大轮盘上共有400齿,大轮盘运动一周,共转动5000罗马足,恰为1罗马里。大轮盘内预置许多小圆石子,轮盘每运动一周,一个圆石落入盘下小盒。通过听声音或数石子的方式,便可判断马车走过了多少里。然而,该车车轮直径达到了1.2米,尺寸过大;且大轮盘的齿数多达400个,也超过了古代的技术加工条件。故现代学者一般认为,维特鲁威的记述并非对古代里程计的客观描述,存在假象的成分。
本展品依据列奥纳多·达芬奇在《大西洋写本》(1rb)手稿中的草图和描述进行复原。达芬奇基本延续了维特鲁威的设计思路,但增加了三点改进。一、圆周率取值为22/7,约等于3.1428,较维特鲁威的3.125更为精确。二、将长度单位换算成了佛罗伦萨常用的臂尺和里。三、提供了除落石之外的第二种读取测量值的表盘装置。不过,他并未纠正轮径过大和水平轮盘齿数过多的缺陷。本复原品保留了达芬奇里程计的基本外形和功能,仅对轮径和齿轮进行了相应的调整,以满足展品互动性方面的需要。