達文西的解剖學革命|文藝復興的數位重生 #03
達文西的五大發現:領先時代300年
讓我們看看達文西在解剖台上發現了什麼。
發現一:心臟是四室,不是三室
蓋倫說心臟有三個心室。
血液通過心室之間的「小孔」流動。
達文西解剖心臟後,發現:
根本沒有小孔!
心臟明明是四個心室(左右心房、左右心室)!
他繼續研究,發現心臟瓣膜的運作方式:
- 瓣膜像單向門,只讓血液往一個方向流
- 左心室收縮時,瓣膜關閉,防止血液倒流
- 瓣膜的形狀經過精密設計,確保密封
他甚至做了一個實驗:
用玻璃模型和水,模擬血液流過心臟瓣膜時產生的渦流。
他發現:渦流可以幫助瓣膜關閉,減少摩擦。
這個發現在2014年被現代醫學證實。
心臟瓣膜後方確實有渦流。
達文西在500年前就畫出來了。
發現二:動脈硬化——老化的真相
達文西解剖那位百歲老人時,注意到一個奇怪的現象。
老人的血管壁很厚、很硬。
跟年輕人的血管完全不同。
他在筆記中寫:
“老人的血管失去了彈性,變得狹窄、彎曲。這使得血液難以流動,器官得不到養分,於是老人變得虛弱。這就是老死的原因。”
這是人類歷史上第一次描述動脈硬化(Atherosclerosis)!
達文西比現代醫學早了300年發現這個現象。
他甚至畫出了血管壁的橫切面,顯示硬化的層次結構。
發現三:胎兒在子宮裡的真實位置
中世紀的醫學插圖中,胎兒在子宮裡是「坐著」的。
像個小大人。
因為沒人真的解剖過孕婦的屍體去確認。
達文西解剖了至少一具孕婦遺體(可能是難產死亡的)。
發現:
胎兒是蜷縮的,像個球,不是坐著的!
他繪製的胎兒圖驚人地準確:
- 臍帶的連接方式
- 羊水的存在(他推測這是緩衝)
- 胎盤的結構
- 子宮壁的厚度
這些圖直到19世紀才被現代醫學完全理解。
發現四:脊椎的雙S形曲線
古代解剖圖把脊椎畫成直的,或輕微彎曲。
達文西測量後發現:
脊椎有兩個曲線(頸椎前凸、胸椎後凸、腰椎前凸),形成雙S形!
他理解這個設計的天才之處:
- S形曲線像彈簧,吸收走路時的震動
- 讓頭部重量均勻分散到整個脊柱
- 提供靈活性的同時保持強度
他在筆記中寫:
“脊柱是人體最精妙的結構,兼顧強度與彈性。”
現代骨科完全同意。
發現五:肌肉是槓桿系統
達文西不只畫肌肉的形狀,還研究它們如何產生運動。
他發現:
- 肌肉收縮產生拉力,不能推
- 肌肉必須成對出現(一個拉,另一個放鬆)
- 骨骼是槓桿,關節是支點,肌肉提供力量
他用工程學的語言描述人體:
“人體是一台機器,遵循槓桿、滑輪、彈簧的原理。”
這個機械觀點,在當時是革命性的。
中世紀的人認為運動來自「靈魂」。
達文西說:不,運動來自力學。
科學方法的雛形:觀察、假設、實驗
達文西的偉大,不只在於他發現了什麼。
更在於他如何發現。
原則一:觀察第一,權威第二
達文西的筆記裡幾乎不引用蓋倫或其他古代權威。
他只相信自己的眼睛。
當蓋倫說心臟有三室,達文西不是去查更多書。
而是解剖更多心臟。
他發現每個心臟都是四室。
於是結論:蓋倫錯了。
這在15世紀是極其大膽的態度。
原則二:從多個角度觀察
達文西畫一個器官,會從不同角度畫。
正面、側面、俯視、剖面。
例如,他畫手臂的骨骼和肌肉:
- 皮膚下的肌肉(表層)
- 移除表層後的深層肌肉
- 移除所有肌肉後的骨骼
- 從不同角度旋轉後的視角
這是3D建模的原始版本。
原則三:測量與定量
達文西不只畫,還測量。
他測量了:
- 人體各部位的比例(頭長、臂長、腿長)
- 骨骼的角度
- 肌肉的長度與厚度
- 器官的重量(他估計,因為沒有精密秤)
他想找出規律、公式、普遍法則。
這是定量科學的開始。
原則四:設計實驗
達文西不只被動觀察,還主動設計實驗。
為了理解心臟瓣膜如何工作,他:
- 用蠟製作牛心臟的模型
- 再用玻璃做一個透明模型
- 灌水進去,觀察水流的模式
- 用草籽標記水流(早期的流體力學可視化!)
這是實驗科學的雛形:控制變量,重複測試,觀察結果。
達文西在1500年就在做這些。
而現代科學方法要到1620年才由培根(Francis Bacon)系統化。
