胚胎解剖圖 Foetus in the Womb
|約西元1510年|
李奧納多.達文西根據自己的解剖學研究,成為第一個準確描繪出胎兒在子宮內樣貌的人──也因此鞏固他在發明解剖圖的重要地位。
李奧納多.達文西是位凡事親力親為的藝術家,他在佛羅倫斯偉大雕刻家安德雷.德爾.維若齊奧(Andrea del Verocchio)手下開始人體解剖的正規訓練,後來又待在米蘭持續十幾年,期間也在解剖學家馬坎托尼歐.德拉.托雷(Marcantio della Torre)的指導下參與過幾次人體解剖。「為了要確實完整了解血管系統」達文西曾寫道,「我已經解剖了超過十具人體,把所有器官摘除,並切除血管包圍的細小部分。」因為當時並沒有冰箱或其他能保存遺體的工具,「我必須一次解剖好幾具人體,直到我能理解全部知識;而這過程我會做兩次,好瞭解差異性。」
達文西最出名的解剖圖是他以黑色和紅色粉筆,還有筆墨所繪製的幾幅子宮內7個月大嬰孩胚胎圖,一旁還附有觀察時的注記說明。這一系列圖包含不同角度的觀察,收錄在他共13,000頁文字紀錄和圖畫的第三部私人筆記當中。「這些紀錄一定得從人類概念開始」他寫,「而且一定要描述子宮樣貌、孩子如何生存於當中、大概會待到什麼時候,以及他如何開始活動、吸收營養、成長,而這階段和下一階段中間會是什麼、究竟是什麼推動他擠出母親體外,為什麼有時比預產期還要早分娩。」
這些圖是根據達文西自己仔細記錄的第一手手術和分娩後資料完成,著實捕捉胚胎在子宮內的樣子。他是史上第一位能準確描繪人體子宮內胎兒正確姿勢,同時也是畫出子宮動脈、子宮頸和陰道血管系統的第一人,僅有一室的子宮圖與當時認為子宮是由多個空間組成的普遍理論相背馳。達文西所畫的草圖,標示出精準的子宮、子宮頸和陰道的血管系統、臍帶和胎盤,顯示他非常了解人體生育系統,比當時的技術還要更加先進。達文西的解剖圖也與他多元觀點的方法一致,他使用多角度的方法來描繪血管、動脈和神經,為的是從不同角度來展現器官樣貌。該本筆記的內容還包括其他圖像和說明,也都是謹慎觀察之作。
蒸汽引擎 Steam Engine
|西元1708∼12年|
紐科門的「蒸汽引擎」對工業革命的貢獻非常大,這種英國製造的五金裝置為1769年詹姆斯.瓦特(James Watt)的蒸汽引擎舖好了路,進而使英國成為第一個工業化國家。
蘇格蘭的詹姆斯.瓦特或許是公認的蒸汽動力先驅,但其實英格蘭的湯瑪斯.紐科門(Thomas Newcomen),這位來自德文郡(Devon)達特茅斯(Dartmouth)的五金商人,早在1710年左右,就製造出第一座能運作的大氣蒸汽抽水引擎(Atmospheric Steam Pumping Engine)。紐科門不僅賣鐵製產品,還懂得自行組裝,也因此有機會接觸到康威爾(Cornwell)附近獲利不少的錫礦。礦坑如果遇上淹水不僅非常危險,將水抽乾也是所費不眥的工程,不過因為英格蘭軍事工程師湯瑪士.薩維里(Thomas Savery)於1698年取得專利,在淹水區域以高壓蒸氣直接驅動真空和大氣氣壓將水拉升抽出,「藉火力驅動所有機械裝置共同分擔運作,拉升水位」,多少解決了這問題。紐科門的設計更先進,他是以低壓蒸汽和大氣氣壓提供動能,再利用「火力驅動」,他的發明是一座真實的引擎,不像薩維里的設計受限於蒸汽氣壓。
紐科門的蒸汽引擎是打開閥門,讓大氣低壓下的蒸汽經由鍋爐傳到設有可動式活塞的大型汽缸內。引擎是由搖擺的秤桿操作,其支點位在堅實的引擎箱壁上,另一側是連接建築外側的幫浦。秤桿上有一個砝碼,活動時可以拉起活塞,一旦活塞跑到汽缸頂部,負責人員就要對著汽缸灑冷水,迅速將內部的蒸汽冷卻,可造成部分真空,讓周遭大氣壓力將活塞頂部往下推,這股強大的下推力可使秤桿搖擺,幫浦和其他機器就能運轉。
紐科門成功運用的首座引擎位置已無從得知,但紀錄顯示其中一座是1712年在達德利(Dudley)附近的柯尼葛利煤炭場(Conygree Coalworks)和伍爾弗漢普頓(Wolverhampton)附近,由紐科門與合夥人約翰.卡力(John Calley)一起操作。紐科門設計的引擎,缺失在於效率大概是百分之一,卻需要大量煤炭補給,龐大的燃料消耗量也使這機器只能在煤坑使用,因為這些地方可以提供大量便宜又低劣的煤炭,工廠也可正當地花錢囤積大量固體燃料。不過紐科門的設計為詹姆士.瓦特1769年的蒸汽引擎奠定了基礎,瓦特主要增加了冷凝器,減少引擎運作需要的煤炭用量,讓更多工廠紛紛蒸汽機械化,最終使英國成為第一個工業化國家。
恐龍(斑龍) Dinosaur (Megalosaurus)
|西元1854年|
根據骨頭化石的重組,一群開創性的科學家得以重新恢復史前恐龍斑龍還在地球上生活時的可能樣貌。
雖然在19世紀以前就曾發現不少已滅絕動物的巨大骨頭斷片,但直到1815年,英國地理學家威廉.布克蘭(William Buckland,1784∼1856年)才開始仔細針對這些殘骨做科學調查。1824年,他確認其中一塊顎骨是來自一隻巨型肉食性蜥蜴的化石,他稱這一屬為斑龍屬(Megalosaurus);1842年,另一名英國植物學、比較解剖學和古生物學者理查德.歐文(Richard Owen)將這種古代生物稱為「恐龍」(dinosaurian),取自希臘字「deinos」(恐怖、強大、驚奇之意)和「sauros」(蜥類)。歐文指出這特別的史前動物,其中有3種的脊椎骨構造相似,因此他認為牠們應該都要歸屬於蜥蜴類底下的新次種,而這3種恐龍分別是肉食性斑龍、草食性禽龍(herbivorous Iguanodon)和有甲殼的森林龍(armored Hylaeosaurus)。
幾年之後,歐文與才華洋溢的雕刻家班傑明.華特豪斯.郝金斯(Benjamin Waterhouse Hawkins,1807∼94年)合作,嘗試根據骨頭化石重組,重塑這些史前生物的樣貌,其中有些小型陶土模型是為了1851年萬國博覽會的水晶宮(Crystal Palace)而製作,博覽會於海德公園結束後,原來精緻的水晶宮被拆遷,在賽登哈姆(Sydenham)重蓋。
自1854年起,33座與實物同等大小,令人震撼的恐龍複製品就成為公園內的展示品。歐文在他描述這些恐龍實作的著作《古世界的地理和住民》(Geology and Inhabitant of the Ancient World)中,提供了詳細的文字敘述和豐富的插畫,並主張他和郝金斯「反覆檢查」過這些模型根據這些化石動物展示出來的骨頭、骨架的關節估算比例……下一步就是用陶土製作這些已證實真實大小的滅絕動物的模型:並以目前已知最大塊的化石骨頭做為標準,同時也精算過所有保存良好、完美的骨骼,來推算身體其他部分的比例……接著就以修復過程期間使用的材料,如今也有展示的部分來準備模型,再利用模型鑄像,加以組裝。
雖然看起來並不是我們今天認得的恐龍,但歐文的斑龍圖畫是第一幅恐龍圖像,讓我們首度得以一探失落世界的樣貌。
汽車Car
|西元1886年|
1886年,一位德國發明家受到腳踏車啟發,發明出後來取得專利的三輪汽車──全世界第一輛以內燃機驅動的無馬汽車,並推出梅賽德斯-賓士(Mercedez-Benz)這個品牌。
卡爾.弗烈德利奇.賓士(Karl Benz,1844∼1929年)是一位德國引擎設計者,非常熱愛腳踏車的他受到啟發,發明了以動力驅動的載具。1878年12月31日,賓士打造出可靠的二行程引擎(two-stroke engine),並於1879年時取得專利;1883年,他在曼海姆(Manheim)創立賓士公司(Benz & Company),產製工業用引擎,後來便著手設計四行程引擎的「機動車」(motor carriage)。賓士陸陸續續發明許多機器,很快就取得了打造「無馬車」所使用的內燃機的每階段專利,包含速度調節系統、利用電火花點火系統、火星塞(spark plug)、汽化器(carburetor)、離合器、變速桿和水散熱器。
1885年,賓士著手設計他第一輛像馬車的自動汽車,他稱之為「賓士專利汽車」(the Benz patent motorwagen),是以鋼管和木版組裝成類似腳踏車的樣子,加上有鋼製輻條的3個車輪,以及堅實的橡膠輪胎。不過這輛車子還有許多創新發明,最大的突破就是後輪之間架設有四行程引擎,以及非常先進的電子點火線圈,還有水冷裝置而非散熱器,動力則是靠著兩個鏈條傳送到後輪軸。這輛賓士954cc單缸四行程引擎的車子能源來自汽油,且引擎雖然僅重約220磅(100公斤),卻可以產生每分鐘250轉數的馬力(0.5瓦特),駕駛操控的部分還有齒狀的裝置,可以把前輪當作樞軸運作。
這輛專利汽車在1886年11月2日取得專利DRP-37435:「以汽油做能源的汽車」,並且被廣泛視為第一輛汽車。初始版本後來被證實非常難操控,且客戶只能從藥局買到少量做清潔用途的汽油。1888年出現改良版本,成為史上第一輛具商業價值的汽車。