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真相達文西特展受損畫作 修復18小時近完成

劉珈均
・2015/08/25 ・1825字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 491 ・五年級

螢幕快照 2015-08-25 下午5.17.45
蔡舜任專注修復畫作,他手邊白色ㄇ字型的線條即為裂口痕跡。圖/主辦單位提供。

「真相達文西」特展裡,一位孩童在23日下午不慎絆倒而破壞了保羅·波爾波拉(Paolo Porpora)的巨幅油彩畫作品〈花〉(Flowers),導致畫作破洞,主辦單位緊急請來現任亞洲現代美術館副館長、文物修復師蔡舜任為畫「動手術」,經過半天一夜的時間,畫作修復已告一段落,接下來靜置觀察,看局部修復與原作的差異。

展覽策展人、義大利科學鑑定師安德烈·羅西(Andrea ROSSI)說,畫作被破壞後,他們先分析顏色結構與纖維。他用放大倍率800倍的顯微鏡觀察「創口」,由於受創處的顏色單純,只需咖啡色、黃色、紅色三種顏色的色粉調和(若是位在花朵處就複雜多了),加上纖維是單一的亞麻布,判斷這案例的處理不算棘手。

工作人員併了六張會議室桌子,鋪上一層無酸紙,讓蔡舜任在展場就地修復這幅畫。蔡舜任說,一般撞擊破口多是搬運所致,位於畫作邊角,寬度小於5公分,像這樣8~9公分拳頭寬的破口不常見,「(修復)它是難的,要花時間,但是是可以解決的!」

蔡舜任解釋,首要著重把結構修好,用特殊熱熔性膠料(合成樹脂)連結斷裂的纖維,在背後以質料輕薄的合成樹脂作透明強化層,像貼上一塊補丁一樣,接著重建肌理、上色、上保護層。

「修復不會用油畫顏料去補油畫。」他說,修復是用凡尼斯顏料調和色粉,在裂口痕跡上反覆補色,凡尼斯顏料非常薄,修復師只有兩到三層的機會,顏色就要能覆蓋掉破損處。有個困難點是,這些古典畫作都有噴一層凡尼斯,即使用一模一樣的光澤和色澤修補局部破損處,仍會有些微差異,「凡尼斯像鏡子一樣,讓畫反射完全。」

「我們做這些填補、肌理重建、全色,都只是為了讓這過程的部分跟周邊連結,而不是要把那地方填滿,這觀念差非常多!」蔡舜任強調。他也笑著說,除非再給畫作一拳,不然修好之後,這畫在美術館空間可再放15年沒問題。

蔡舜任說,一般建議東西壞了就送到修復師,不過主辦單位有其考量,就地修復可免去運輸過程。這就像有些廟宇需要修復,棟柱搬不走,也是修復師帶著材料到現場修。他說,台灣多數人還無法想像修復是怎樣的工作和專業,就靠案例慢慢講。

泛科學記者昨晚到現場時,蔡舜任已完成結構重建的工作,畫作上不見破洞,而是一條白色ㄇ字型裂口,像疤痕一樣,只見他神情專注,一筆筆反覆補色、補膠、從正反面壓平纖維、補色、壓平纖維。修復工作從24日下午、晚上、午夜,通宵到今天(25日)早上九點告一個段落,因為天氣及環境變化會影響顏色穩定度,接下來得觀察兩三天至一周的時間,若狀況不好,羅西也有可能決定把畫作提早送回義大利。

人與藝術品的距離?

許多人質疑,為何展覽有如此多的真跡畫作,展覽地點卻選在華山藝文中心,而不是相對「規矩」的故宮或其他地點?

京銓藝術發展股份有限公司的一位總監對此回應,當時義大利團隊與台灣策展單位一起場勘台北各博物館與展覽點,有的場地太小,有的運輸巨幅畫作不便。義大利團隊希望展覽盡可能地貼近大眾,最後選定400坪大的華山藝文中心廠房,把氣窗堵起來(因為陽光最傷畫作)、挑高支架,監控展場維持23℃、濕度60%。展覽比照歐洲規格,讓觀眾近距離觀看、舉辦免費講座等。

總監說,在歐洲,展覽畫作真跡是理所當然的,他們反而難以想像展覽複製品是什麼概念,他們與藝術品距離相當親近,甚至有觸覺教育,讓孩童撫摸、感受畫作紋路。對於有意見說台灣觀展素養還無法與真跡搭配,他認為台灣人不要把自己看得這麼低,否則整體環境永遠不會提升,凡事總有個開端,台灣十幾年前的「黃金印象─奧賽美術館名作特展」就曾是個開端,可惜沒有延續下來。

他描述羅西第一時間的反應,當時羅西開玩笑:「嘿!你碰過真跡了呢!」並安慰小孩,他知道他很害怕,什麼事都會發生,畫可以修復,如果還沒看完畫展,繼續逛吧。

去年有家英國博物館發生小孩撞倒花瓶的意外,館方修好之後想找回那位小男孩再參觀一次。蔡舜任也說,這作法很棒,那位小男孩一定對這修復工作非常有感觸,就像蔡舜任當初有感於自身畫作隨時間損壞而踏入文物修復領域。

 

延伸閱讀:
〈透視達文西 專訪科學鑑定師〉,泛科學。
〈台南記錄三:門神文物修復〉,泛科學。
公視影音報導蔡舜任及記錄修復古蹟過程:獨立特派員第291集164集(上)、164集(下)

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劉珈均
35 篇文章 ・ 0 位粉絲
PanSci 特約記者。大學時期主修新聞,嚮往能上山下海跑採訪,因緣際會接觸科學新聞後就不想離開了。生活總是在熬夜,不是趕稿就是在屋頂看星星,一邊想像是否有外星人也朝著地球方向看過來。

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和鳥類學飛翔,讓人類學會飛行奧秘——《天才達文西的科學教室:像科學家一樣,發明、創造和製作STEAM科展作品》
快樂文化
・2021/01/30 ・3697字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 512 ・六年級

飛行的物理學

「觀察在稀薄高空中飛翔的老鷹,牠的翅膀是如何鼓動著空氣,讓沉重的身體得到支撐。物體對空氣施加的力量,等於空氣對物體施加的力量。」15 世紀末,達文西在筆記本如此寫道。達文西僅憑觀察,就掌握飛行的原理了。

飛行的原理讓達文西深深為之著迷。他發明人力驅動的飛行器,試圖證明人類能否飛上天,還設計人類可以操縱的翅膀。他仔細研究飛行中的鳥,並且提出飛行的假說:「鳥類張開寬寬的翅膀,加上短短的尾巴,準備起飛,」他接著寫道,「鳥類必須用力抬起翅膀,然後放下翅膀拍動下方的空氣。」

金鵰的翅膀善用空氣分子,身體起飛與降落。圖/天才達文西的科學教室

上圖的金鵰比空氣重,但是翅膀造形卻能善用空氣分子,讓身體起飛與降落。金鵰飛行的時候,你認為氣流通過翅膀上方與下方時,哪邊的速度較快?量量看, 1 公尺有多長,是金鵰身體的長度;再量量看 23 公尺有多長?這是牠的翅膀展開的長度!再想像一下:金鵰拍動翅膀、凌空起飛的模樣。你認為翅膀上方還是下方的氣壓比較大?可以解釋原因嗎?

達文西的《鳥類飛行手稿》。圖/天才達文西的科學教室

上圖的字跡與插圖,出自達文西的《鳥類飛行手稿》 (Codex on the Flight Of Birds)。他的研究,造福許多後世的科學家,包括丹尼爾•白努利 (Daniel Bernoulli)。他在 1738 年解釋了空氣流動的科學原理。

白努利認為:鳥類飛行時, 因為翅膀結構的關係,空氣通過翅膀上方的速度較快, 使得氣壓較低,而空氣通過翅膀下方的速度較,使得氣壓較高。翅膀上方與下方的壓力差,進而造成了升力。

編按:解釋飛機能升空飛行的物理概念,除了白努利概念外,尚有其他因素,例如飛行時的角度、飛機造形和其他效應等。

有許多物理概念可以解釋飛機能升空的原因。圖/天才達文西的科學教室

飛機為什麼可以在天上飛?

開始調查吧!

我們蒐集資訊,一起設計翅膀,就跟達文西一樣!我們將蒐集涵蓋翅膀形狀、空氣與運動方面的資訊,也跟達文西一樣,提出許多問題。

問題:淚珠的形狀,和飛行有什麼關係?

下圖的形狀,好像淚珠的一側。看到這種形狀,是否讓你聯想到它與飛行的關係呢?

翼型會聯想到噴射機的機翼或鳥翼的形狀。圖/天才達文西的科學教室

答案:這就是翼型。

淚珠的形狀,我們稱為「翼型」。這樣的造形,可能讓你想起噴射機的機翼或鳥翼的形狀。翼型的前端是較厚的圓弧,後端則逐漸變薄、變窄。

飛行中的翼型向前挺進,空氣分子往上也朝下移動。翼型下方的空氣分子,移動的速度慢於上方滑過的空氣分子。空氣分子移動速度較慢,造成的氣壓就比較大。想像一下:翼型下方的空氣,等於處在被壓縮的狀態,翼型下方,較強的氣壓向上推,造成的力量稱為「升力」

模擬飛行中翼型的空氣分子移動狀態。圖/天才達文西的科學教室

受到鳥類的啟發

看到鳥翼的切面,居然就是翼型,你是否大吃一驚呢?說穿了,航太工程師就是從飛行中的鳥類得到靈感。移動的翼型會切過空氣,與周圍的空氣產生了力的作用。空氣分子——渺小不可見卻能施展強大的力量,從四面八方擠壓著翼型。翼型向前移動的時候,因為與空氣產生了交互作用而起飛。

將書本平放在桌上一隻手塞到書本下方,然後把書托起來。你的手在書下施展的壓力,就像慢速通過翼型下方的高壓。另一方面,通過翅膀上方的空氣,移動速度較快,形成了較低的氣壓。

空氣分子在機翼上的賽跑

讓我們進一步調查

問題:通過翼型上方的空氣,是否因為空氣要通過的距離較長,因此速度才會變快?

答案:根據美國的國家太空總署 (NASA) 工程師分析,機翼上方空氣的速度很快,只是為了比下方空氣更早抵達機翼後方,而不是因為距離較長。機翼上方的低壓空氣,其實速度更快!

畫出你的翼型

畫出屬於你自己的翼型,請標示以下項目

  • 高壓區
  • 低壓區
  • 快速移動的空氣
  • 慢速移動的空氣
  • 空氣流動的方向
  • 升力的方向
嘗試畫出屬於自己的翼型。圖/天才達文西的科學教室

和達文西一起賞鳥

達文西不只觀察飛行中的鳥,他也細看鳥的各種狀態,而且反覆觀看。他寫下筆一三己,問自己問題,例如:鳥類用什麼樣的方式使用翅膀?然後想辦法找出解答。以上這些行為,就是「觀察」。

當個自然觀察家吧!住家附近就可以好好賞鳥。不管你住在哪裡,都有機會走出家門,觀察鳥類百態及其飛行方式。記得帶著筆記本、鉛筆、色鉛筆與望遠鏡,可能的話帶一台相機,現在就抽出時間邁向戶外吧!

你的觀察記錄將充滿獨一無二的個人風格。看到小鳥,先用肉眼觀察。接著,以素描記錄觀察到的現象:畫出鳥類的輪廓,有沒有值得注意的花紋或樣式?先畫下外形,然後加上顏色:鳥喙是什麼顏色?腳呢?也花點精力注意體型大小:和其他鳥類相較,有多大或多小呢?有沒有攝食?歌聲或叫聲怎麼描述呢?鳥類如何起飛?如何降落?鳥類會順風起飛嗎?其他數據、記錄地點、天氣與賞鳥的時段,都要記錄下來。

用相機記錄身旁觀察到的現象。圖/Pixabay

以飛機工程師的方式來思考!

用另一種角度來看翼型。機翼後緣窄窄的後翼往上或往下,會有怎樣的效果呢?飛機工程師設計噴射機的時候,讓機翼的後緣可以伸展或彎折,透過這樣的方式讓空氣分子流動,達成特殊目的。如下圖所示請利用本小節的訊息,預測這樣設計的目的,並把假說寫在筆記本裡。

機翼不同構型讓空氣分子流動,達成特殊目的。圖/天才達文西的科學教室

下圖是根據達文西的設計而重建的機械翅膀。翅膀的形狀不像翼型,但是從喇叭似的形狀看來,功能就是壓下空氣分子,以產生向上的升力。這款翅膀有沒有讓你想起某種哺乳動物呢?

根據達文西的設計而重建的機械翅膀。圖/天才達文西的科學教室
根據達文西的設計而重建的機械翅膀很像哺乳動物蝙蝠。圖/天才達文西的科學教室

一起動手玩:創造一個翼型

實驗材料:影印紙、膠帶、30 公分長的直尺、鉛筆(最好是六角鉛筆)、吹風機

實驗步驟

  1. 輕輕彎折紙張,以垂直方向對摺。這時紙張會有淺淺的摺線,並且出現翼型般的曲面。
  2. 把紙張轉成水平方向,曲面朝下。將上半張紙的邊緣往後移 1.27 公分,用膠帶固定。
  3. 把直尺伸到紙張底下,在 5 公分處用膠帶把尺和紙黏在一起;紙張的邊緣也要和直尺黏合。
步驟 1-3 的操作示範。圖/天才達文西的科學教室

4. 把鉛筆放在距離直尺 12.7 公分處,和直尺垂直擺放,並以膠帶黏和。

步驟 4 的操作示範。圖/天才達文西的科學教室

5. 將吹風機設定最小風量模式,待會對著翼型的吹端吹。你認為吹風機啟動後,會發生怎樣的現象?請先寫出假說。

6. 現在測試你的實驗設計與假說。找個夥伴握住鉛筆兩端,翼型曲面朝向你。這時再啟動吹風機的小風量模式,直尺會怎樣?你感到翼型的升力了嗎?

步驟 5-6 的操作示範。圖/天才達文西的科學教室

實驗背後的科學

如同你所認知,通過翼型上方的空氣,移動的速度比翼型下方的空氣快。翼型下方的空氣分子在較高的壓力下受到擠壓。氣壓較高的空氣分子,向上推擠。翼型下方的高壓及上方的低壓,組合起來造成了升力!

——本文摘自《天才達文西的科學教室:像科學家一樣,發明、創造和製作STEAM科展作品》,2020 年 10 月,快樂文化

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達文西逝世500週年:地表最強斜槓天才如何養成?
Peggy Sha
・2019/05/01 ・2569字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 496 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

達文西被譽為世紀天才,除了留下很多達文西密碼外,他最為人熟知的,便是《蒙娜麗莎的微笑》、《最後的晚餐》等等美好細膩的畫作。不過,你知道他除了在藝術方面有卓著貢獻外,也是個超級斜槓的科學愛好者嗎?

能將晚餐吃得風起雲湧,啟發小說和電影的大概也只有達文西了。圖/wikimedia commons

這位文藝復興時代的英才,對於很多事物都有著強烈的好奇心。不同於咱們凡人的三分鐘熱度,但凡是這位大大想要研究的東西,他都會努力鑽研,因此,他在音樂、土木工程、數學幾何、生理解剖、動物植物,乃至於氣象與地質,都有涉獵,在當年可謂是「上知天文、下知地理」,完勝同時代的其他畫家。

東解西剖,揭開人體的秘密

達文西很早就開始接觸人體解剖學,在他的刀下,男人、女人、青年、老人,都無所遁形,他一生中解剖了 30 具左右的屍體。而牛、熊、蛙、鳥,也都是他研究的對象。

他曾與托爾醫生 (dottore Marcantonio della Torre) 合作進行解剖工作,並畫了 200 多篇畫作,並在死後將這些圖畫集結成《繪畫論》出版。(想想當年買的人心裡會有多驚嚇,你以為你買了一本在談繪畫的書,結果裡面充滿了屍體……)

這些解剖讓他深入了解人體的肌肉、骨骼,乃至於血管和神經系統。達文西不僅針對生殖系統、臟器和大腦都做了詳細記錄、描繪視神經在眼球和大腦間的連結,更第一次畫出了子宮內的胎兒。

達文西第一位畫出了子宮內的嬰兒。圖/By Leonardo da Vinci – Hi! Magazine, wikimedia commons

而你我都很有印象、也被無限惡搞的《維特魯威人》,這幅畫的名稱,來自於達文西很喜歡的一位古羅馬建築師。藉由維特魯威在《建築十書》中的敘述,達文西創作了這幅畫作,在其中也藏了許多數學的概念。

圖/giphy

我們可以從圖片看出來,人體分別嵌進一個圓形和矩形中,這是怎麼做到的呢?維特魯威認為,如果以人的肚臍為圓心,可以描出一個圓形,而此人的手指和腳趾將與圓周接觸。另一方面,人們雙臂打直的長度約等於人的身高,因此,我們也可以將人放進正方形中。如此一來,你就可以得到一個又正又圓的人囉!(並不是)

一步~兩步~摩擦~有了力學天黑都不怕

達文西對於各種機械、力學都非常著迷,而他的研究成果,都藏在筆記中。幾年前,有人藉由研究他的手稿,發現達文西早在數百年前,便對摩擦力有了史上第一次系統性的研究。

研究人員認為,「達文西知道兩個滑動表面間的摩擦力與正向力有關,而與兩個表面間的接觸面積無關。」

而他對摩擦力的認識,也有助於各種機械的設計、發明。他曾經擔任軍事工程師,根據紀錄,他曾設計過弩箭、機關槍、降落傘、潛水裝和武裝坦克車等等機具。此外,他也設計過齒輪、腳踏車等等物品。

達文西雖然愛好和平,卻設計過坦克等軍事武器。圖/wikipedia

我在天上飛!達文西的飛行夢

除了地上跑的各種機械,達文西對天上飛的東西也充滿興趣。他用了很長的時間觀察鳥類飛行,藉由觀察牠們拍翅的動作,發明出各式「飛行器撲翼機」(ornithopter)。

想要操作這樣的機器,首先呢,你需要一位飛行員,他要非常忙碌地以手腳操作滑輪組、槓桿,再加上踏板。同時,達文西也貼心地裝上了落地架,要是飛得累了,可以伸縮支架以便安全落地。可惜的是,他進行的幾次試驗都失敗了。

而另一個看上去十分酷炫的「空中螺旋器」(aerial screw),則是用螺絲起子般的葉片來壓縮空氣、輔助起飛。恩……但是這樣的設計讓機身過於笨重,所以螺旋器還是只能留在地上轉轉轉了。

達文西留下的手稿,讓人得以一窺他的創意。圖/泛科市集

…..這麼說,達文西也沒這麼聰明嘛?欸欸,可別小看人家啊,像他發明的三角形降落傘雖然看上去很神秘,卻是十分厲害的呢!曾有人在 2000 年時利用他的設計草圖打造原型機,結果完美通過測試,可以讓人隨風飄搖。

天才之星,始終閃耀

也正是因為達文西在各領域都給了我們很多啟發,大家很喜歡用他來命名各種東西,比如說,美國天文學家 Schelte J. Bus 於 1981 年發現新的小行星時,便以達文西為其命名,稱之為「小行星 3000 李奧納多」。

近幾年引起許多關注的「微創手術」中,也可以見到達文西的名字。發明這種「達文西手術系統」(Da Vinci Surgical System) 的研發公司透露,這種器械的靈感來源便是達文西設計過的機器人。

即便過了五百年,達文西的靈光仍是讓人讚嘆。對於你來說,最吸引你的是達文西哪個部份呢?

參考資料:

達文西傳》(達文西逝世500周年紀念版)泛科市集 79 折優惠中!

Peggy Sha
66 篇文章 ・ 387 位粉絲
曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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達文西的飛行夢 -《知識大圖解》
知識大圖解_96
・2015/08/06 ・782字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

沒有幾個人能名符其實地使用「領先時代之人」這個目前已經遭到濫用的稱號,但達文西(Leonardo da Vinci)絕對具備這樣的資格。他的心思似乎完全屬於另一個時代,研發出各式各樣劃時代的發明,許多概念都洞燭機先,或是成為現代相同發明物的基礎。在他超越時空的傑作中,也許最重要的一項是他極富遠見的飛行器撲翼機(ornithopter)。

請點擊觀看大圖
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在花了很多時間觀察和研究鳥類的飛行後,他發現鳥類在起飛和飛行中,會採用不同的拍翅方式,他便試圖模仿鳥類的翅膀來建造撲翼機。達文西的飛行器跟今日滑翔翼有許多相似之處,需要一位飛行員以手腳來操作滑輪組、槓桿和踏板的系統,以模擬飛行。手搖柄的設計能夠增加機身所乘載的能量,而機翼則是用來拍打,就像鳥的翅膀一樣。

儘管在史書上看起來煞有介事,但達文西終其一生並沒有讓他的撲翼機飛上天空。雖然飛行器原理很可能讓飛行得以運作,但在起飛時卻碰上難以逾越的障礙,因為當時不知道如何產生能讓飛行器真正離開地面的足夠動力。

達文西的飛行器

達文西並沒有將他的飛行大夢侷限在撲翼機的研發上。早在四百多年前,他的一項設計就預示了類似現代直升機的發明。這項設計稱為「空中螺旋器」(aerial screw),其葉片如螺絲起子般環繞機身,用以壓縮空氣輔助起飛 —— 這項原理和現代的直升機相同。雖然在理論上可行,但現代科學家認為,它的機身過重無法起飛,因此只能停留在書上的草圖中。

據信,達文西也是今日降落傘的早期設計者。由於其形狀為三角形,而且裝有木製框架,讓許多人懷疑其實際效果。但在西元2000年,根據相同的設計草圖打造出原型機,並且進行了測試,結果證明它能夠完美運作。

 

本文節錄自《How It Works知識大圖解國際中文版》第08期(2015年5月號)

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知識大圖解_96
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