波浪不会相互穿透

大英图书馆说明

这一页包含有驻波基本原理的明确讨论：“波浪不会相互穿透，但是会从冲击点跳回，而每一条反射运动线均以相等的角度从冲击点逃离。”列奥纳多·达·芬奇在水利研究上最具创新的一面，是揭示水流保持驻波的水利分析。这一规律直至1673年才被科学家发现——克里斯蒂安·惠更斯用公式推导出同样的理论。

列奥纳多·达·芬奇使用几何学来解释“两个扩散的环形波交汇点呈现出单一一条直线，在波浪扩大的时候也不会偏离这一直线”。这里的图示是基本的圆规结构，仅需初级几何知识便可以理解。

文章的讨论随后回到对波浪的常规运动的探讨上来，但是却从水元素的讨论转移到对“河床上形成的泥沙波痕和空气中形成的气浪如何运动”的思考上来。这一观点使波浪原理在四大元素中的三个元素上确立了其有效性。

列奥纳多·达·芬奇返回来再次讨论开始时讨论的水问题，并标注出基本原理：“表面的环形水波会像脉冲一样相互渗透，但不是水体渗透，因为水本身没有随着水浪从原来的位置转移，而仅仅只是脉冲力在传递。”

列奥纳多·达·芬奇拓展原理的能力，是从微观观察上开始的。比如从观察水盆中的表面水波，拓展到宏观方面，再返回微观，同时也做一些中型的类比，这种手法使《哈默手稿》成为一本独一无二的作品。经过仔细阅读你会发现，这些转移实际上包括了列奥纳多·达·芬奇对周围环境在有限制条件下的探索以及他在这些探索过程中的多方面尝试。实验和观察在综合资料和研究基础原理之上，展现出了极大的作用。

达·芬奇的天才发明（一）

飞行器（模型图）1

飞行器(模型图）2

十五项案例

  关于从容器或蓄水池的排水孔穿过空气降落的水流，因为冲击力大的水流穿透冲击力小的水流，这两者在接触的时候，是否会相互混合在一起？我认为不会。这是因为，如果冲击水流整体比被冲击的水流力度大，那么冲击水流的部分比受到冲击的部分力度强，而且力度较大的水流在某种程度上可能会将力度较小的水流冲走。这种现象可以通过两个装等量水的容器来观察：冲击力度大的水穿透冲击力度小的水，而冲击力度小的水只是从管子排出，不会产生太大的冲击力；两个容器的容量相等，可以看到冲击力度小的水流先将容器注满。

要测试任何瀑布的冲击力，可以水平放置一块直板，使水以相同的角度降落到直板一端。假设反射力的中心和水的冲击中心与平板的中心距离相等，那么通过水管降落的水流在降落的各个角度均获得相同的冲击力度。

水从每一个不同的高度穿过空气降落，均遵循首次冲击的形式而不再变化。冲击力会在同空气的摩擦过程中被削弱，这是由于下方的空气密度因冲击作用而增大，产生阻力，从而影响水的凝聚力。通过管子流出而接触到空气的水会有一定程度的伸展，当水流穿过空气，会凝聚在一起变成金字塔形，然后部分水相互交织并分离。

穿越过空气而降落到其他水中的水流，在冲击的过程中，替换了那些通过降落通道降落、冲击水流所获得的冲击水。在其运动过程中，水流一般从水面开始呈圆形到达底部，特别是那些在河流源头生成的水流，当其前部接触到土壤，到下方便会立即停止，如图中a。

水袋中装满水，用力从水袋上部按压，通过一根水管使水喷出，穿过空气所喷出的水的水压绝不等于水袋上部所承受的压力。在椭圆形的水袋上安装相同尺寸的管子，管子的真空部分排出到空气中的水压等于按压水管的水压。与按压的物体相比，袋中的水越轻，水升起的高度越高。按压水袋使水从水管流出，流出水所产生的压力，同整个袋子所承受的全部压力相比，存在一定的比例，即水与袋子的接触面同细管横截面的比例。

如果容器底部几乎和地面在同一个水平，少许的水会穿过颠倒放置的容器底部。水本身具有黏性，水的微粒之间具有凝聚力。这可以在水滴中观察到，水滴从水体脱离前，会抓住连接点尽量向下伸展，直到水的重量不断增加，超过黏结的力度，才会掉落。

水与水之间，像磁铁一样相互吸引，这可以从水滴中看到。水滴从残余的水中奋力挣脱，残余的水因为水滴的重量被越拉越长，水滴不断增大。一旦水滴从连接点脱离，残余的水便会向上反弹，完全违背重物的自然特性。

可以看到，较大的水滴会立即吞并附近即将接触到的小水滴，在空气中散布的湿气微粒也会发生相同的现象，相互之间像磁铁一样吸引进而结合在一起，直到结合在一起的综合重力超过支撑着的空气阻力，最终导致它们形成雨，降落下来。

通过水泡可以看出，水可以变薄，形成一层均匀的薄膜，将比水轻的空气包裹在其中，几乎形成球体的形状。这么说是有原因的，因为当水泡破裂的时候，会产生某种空气的声音。