Những phát minh thể hiện trí tuệ siêu phàm của Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci là một người đàn ông Phục hưng điển hình, với niềm đam mê trải dài một loạt lĩnh vực như địa chất học, địa lý, thiên văn học, hóa học, thực vật học, chất nổ, quang học và động vật học. Thành tựu lừng lẫy của thiên tài đi trước thời đại này có thể gói gọn trong hai sự thực mà có thể bạn chưa biết: 

- Năm 1509, da Vinci đưa ra những nhận định đầu tiên về lý do tại sao bầu trời lại có màu xanh. Ông đã nói gần đúng, rằng màu xanh là tổ hợp của ánh sáng trắng từ Mặt Trời và màu tối của Vũ trụ. Ta thấy ông là một kẻ tò mò, để ý mọi tiểu tiết của cuộc sống xung quanh.

- Khoảng 200 năm trước khi Newton ra đời, da Vinci viết: “với mỗi hành động, sẽ tồn tại một phản ứng đối lập có giá trị tương đương”. Ta thấy một người đàn ông luận ra được những yếu tố vật lý cơ bản nhờ khả năng quan sát.

Thế nhưng tài năng và hiểu biết của da Vinci chẳng là gì so với những phát minh của ông, vì đó là khi mọi phẩm chất sáng giá nhất của thiên tài thời Phục Hưng bộc lộ qua những cỗ máy vượt tầm hiểu biết của người đương thời. 

Đôi cánh thể hiện ước mơ được bay của nhân loại nói chung và da Vinci nói riêng.

Nhiều người nhầm tưởng da Vinci là cha kẻ của cái kéo, nhưng ít ai biết tới những ý tưởng kỳ lạ của người đàn ông kỳ tài: từ giày để đi trên mặt nước, máy bay có cơ chế vỗ cánh như dơi cho tới một hệ thống robot dựa trên đặc tính của con người; thiết kế của da Vinci kỳ lạ, ma mị và không kém phần hấp dẫn. Sau khi thành phố Milan bị tàn phá vì dịch bệnh năm 1484, Leonardo da Vinci vẽ nên một thành phố trong mơ, được quy hoạch một cách (cận) hoàn hảo.

Suốt hàng trăm năm, thiết kế “tới từ tương lai” của ông nằm bám bụi ở xó xỉnh không ai để mắt tới. Cuối thế kỷ 19, người ta phát hiện ra 700 trang tài liệu và bản vẽ của Leonardo da Vinci, vẫn không ai quan tâm tới chúng cho tới khi lãnh đạo Phát xít Ý Benito Mussolini cho dựng một số mẫu thiết kế của da Vinci, nhằm khơi dậy lòng tự hào dân tộc của người Ý.

Vào ngày kỷ niệm 500 năm ngày sinh của da Vinci, người ta dựng thêm 39 mô hình nữa tại Milan, sử dụng những vật liệu mà da Vinci có thể dùng trong chế tác hồi thế kỷ 15. 

“Vào thời kỳ đó, ngành kỹ thuật dựa trên thực hành là chính, nên Leonardo trở thành kẻ kỳ lạ với những bản vẽ của mình. Thực sự, ông đã phát minh ra một phương pháp phát minh mới, bằng việc kết hợp tài năng của người nghệ sĩ với kỹ năng của một kỹ sư”, Claudio Giorgione, đồng phụ trách Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia, bảo tàng khoa học công nghệ lớn nhất nước Ý, cho hay.

Dưới đây là một số ví dụ thể hiện cái thiên tài của Leonardo da Vinci.

Leonardo da Vinci.

Xe tăng

Nếu như nhiều phát minh của da Vinci như bước ra từ một giấc mơ, thì ắt cỗ máy hủy diệt này sinh ra từ một cơn ác mộng. Với hình dáng trông như sự kết hợp giữa một con rùa và một chiếc đĩa bay, thiết bị này “chạy bằng cơm”, với 8 người bên trong sử dụng các tay quay để vận hành cả cỗ máy.

Cỗ xe tăng có tốc độ di chuyển chậm, dù sở hữu tới 8 "nhân lực".

Dù rằng da Vinci không tự tay làm nên thiết bị này, ông tưởng tượng ra một khung gỗ bọc sắt đặt trên bánh xe, xung quanh lớp vỏ là các khe hở cho súng thò ra, cho phép cỗ máy này càn lướt trên chiến trường.

“Đây là ví dụ tuyệt đẹp về sự sáng tạo trong các bản vẽ của Leonardo. Thiết kế này mạnh mẽ hơn nhiều những phát minh của người đương thời. Ông đại diện cho ý tưởng xe tăng lướt trên mặt đất, tung mù bụi với tốc độ cao”, ông Giorgione nói.

Có một điểm đáng chú ý, là thiết kế nguyên bản của da Vinci có một lỗi nghiêm trọng: bánh trước và bánh sau của cỗ xe tăng này quay ngược chiều nhau. Nếu như đơn vị sản xuất cứ làm theo đúng mẫu, chiếc xe không thể chạy được. Xét tới tư tưởng yêu hòa bình và khả năng thấu hiểu rõ ràng cơ chế vận hành cỗ máy, một số sử gia tin rằng đây là hành động cố ý phá hoại của da Vinci.

Người kim loại

Nửa thiên niên kỷ trước khi con người làm quen được với khái niệm robot, máy tính hay trí tuệ nhân tạo, da Vinci ôm mộng chế tạo “hiệp sĩ robot”, một con robot dạng người có khả năng vẫy tay, đứng lên ngồi xuống và cử động được miệng.

Thông qua giải phẫu xác người, da Vinci tự khám phá ra cách thức cơ và các khớp phối hợp với nhau, nhằm tạo nên chuyển động cho xương. Con búp bê cơ học của ông bắt chước những chuyển động này thông qua một hệ thống gồm ròng rọc, bánh răng và dây cáp, truyền lực từ một cần quay tay.

da Vinci giải phẫu khoảng 30 xác chết và tiến hành vẽ chi tiết cấu trúc cơ thể người dưới ánh nến. Ông sử dụng một tấm vải che cả mũi và miệng khi làm công việc này.

Tuy nhiên, robot của da Vinci chỉ mang tính giải trí là chính, là biện pháp mua vui cho những người cấp vốn cho ông, đơn cử như con sư tử tự động mà ông tạo ra cho vua nước Pháp. Hiệp sĩ sắt kia cũng chỉ là công cụ tiêu khiển cho gia tộc Sforza nắm quyền hành tại đất Milan.

Theo lời ông Giorgione, những sản phẩm này là số ít lần những người đương thời biết tới tài năng của da Vinci trong lĩnh vực kỹ thuật. Hầu hết các bản vẽ tạo nên những cỗ máy kia nằm trong nhật ký cá nhân của da Vinci. 

Phân tích được cách hoạt động của cơ, khớp và xương, da Vinci chế tạo được robot.

Thêm một ví dụ nữa về đầu óc vượt thời đại của da Vinci: NASA ứng dụng thiết kế của nhà phát minh lỗi lạc vào tay robot Anthrobot, một cánh tay máy có khả năng thực hiện những tác vụ phức tạp.

Nỗ lực hiện thực hóa ước mơ được bay của con người

Thiết bị "ornithopter" do da Vinci thiết kế.

da Vinci ước mơ được bay từ thuở nhỏ, khi còn tìm kiếm niềm vui nơi cánh diều. Bút tích cho thấy da Vinci đã viết hàng trăm dòng nghiên cứu về cơ chế bay, ông còn mua chim từ chợ về để tìm hiểu về cách đôi cách hoạt động. Khi xong xuôi, ông thả chim về với tự nhiên; da Vinci là người ăn chay.

Khi đã thu thập đủ vốn hiểu biết, da Vinci tạo ra “ornithopter”, một đôi cánh vỗ dựa theo nguyên lý của chim và dơi, với sải cánh dài tới 10 mét, được làm từ gỗ thông và lụa. Biết rằng con người quá nặng và yếu ớt để có thể vỗ cánh bằng tay, “ornithopter” của ông cho phép người đeo cánh có thể dùng chân để truyền động. Thế nhưng ông vẫn bó tay khi những nghiên cứu tiếp theo chỉ ra rằng chân người cũng không đủ khỏe để vận hành “ornithopter”. 

Có lẽ da Vinci chưa bao giờ thỏa ước mơ lên không của mình, nhưng ít ra, “hậu duệ” của ông đã làm được điều đó: người ta đặt tên cho một loài bướm đêm ở Sudan là Leonardo davincii.

Phương tiện tự động hóa

Bản vẽ chiếc "xe hơi" của da Vinci.

Dù xe hơi chưa xuất hiện cho tới vài thế kỷ sau thời da Vinci, nhưng bộ óc này đã đi trước thời đại khi mới ở tuổi 26. Về cơ bản, thiết bị 3 bánh của da Vinci chính là một cái ô tô chạy cót, với vài cái lò xo làm quay bánh xe. Đặc biệt hơn, đây còn là chiếc xe không người lái. Thay đổi một số chỗ ở bánh răng, da Vinci có thể “lập trình” cho chiếc xe tự di chuyển khi đã được lên cót.

Năm 2006, người ta dựng mô hình "chiếc xe tự hành" của da Vinci.

Tuy nhiên, da Vinci không thiết kế nên một chiếc ô tô đi đường, nhiều khả năng đây lại là một món đồ chơi tiêu khiển khác, khi mà nó chỉ đi được 40 mét.

Máy tính?

Phải đến năm 1965, người ta mới phát hiện ra bản vẽ của thiết bị kỳ lạ này. Một giáo sư ngôn ngữ học lúc bấy giờ đang công tác tại Thư viện Quốc gia Tây Ban Nha đã tìm thấy một loạt bút tích của Leonardo da Vinci trong cuộn giấy da tới từ Ma-rốc.

Máy tính analog đầu tiên của nhân loại?

Hơn 700 trang giấy mô tả suy nghĩ của da Vinci về kiến trúc, hình học, âm nhạc, cơ học, chỉ dẫn đường và bản đồ. Ở giữa chúng là bản vẽ một cỗ máy với 13 bánh răng, 10 con số từ 0 cho tới 9. Không rõ cỗ máy này sẽ hoạt động ra sao, nhưng nhiều người cho rằng đây là cỗ máy tính analog đầu tiên của nhân loại.

“Đây không hẳn là những dự án [mà da Vinci] sẽ thực hiện; các bản vẽ của ông khá khó hiểu và thường thiếu nhiều chi tiết. Chúng chỉ là những giấc mơ của ông thôi. Ông không có thời gian lẫn tiền bạc để nhận ra [quy mô] của chúng”, ông Giorgione nói.

"Máy bay" lên thẳng

da Vinci mô tả một thiết bị "máy bay lên thẳng cần tới 4 người vận hành.

Dùng từ “đi trước thời đại” nhiều cũng nhàm, nhưng chẳng có từ gì khác để mô tả thiết bị có khả năng cất cánh theo chiều thẳng đứng này. Nó được làm từ cột gỗ với vải căng ra thành cánh buồm. Trông giống một con thuyền buồn dạng đứng hơn là trực thăng, thế nhưng đây là ví dụ điển hình cho thấy Leonardo da Vinci thấu hiểu các cơ chế vật lý. Ông nhận ra các quy tắc vật lý nhiều thế kỷ trước khi ta thực sự biết tới quy luật Vũ trụ.

“Đây là bức vẽ đặc biệt hơn hết những tác phẩm khác. Trong đó, Leonardo mô tả kỹ càng cách ông tạo ra một nguyên mẫu bằng giấy”, ông Giorgione nói.

Người ta cho rằng thiết bị này được truyền cảm hứng từ cách hạt cây phong rơi; da Vinci cho rằng với số vòng quay đủ nhiều, thiết bị của ông sẽ bay được lên không. Trong nỗ lực tạo thiết bị bay bất thành, da Vinci đã vô ý tạo ra tiền đề cho cánh quạt quay. 

“Ông biết rằng không thể làm cho thiết bị này - với thiết kế hiện tại - quay được. Trực giác ông chỉ ra cách thức một cánh quạt vận hành, thế nhưng ông không hoàn thiện được ý tưởng đó”, ông Giorgione nhận định.

Không thể chối cãi mức độ siêu phàm của đầu óc Leonardo da Vinci. Đến năm 1966, ta vẫn còn tìm thấy những bản vẽ mà nhân loại chưa biết tới, rồi ta cũng mới phát hiện ra bức họa Salvator Mundi được da Vinci vẽ năm 1500, không biết chừng vẫn còn bản phác thảo ý tưởng thiên tài nào đó của ông mà nhân loại chưa hay.

Không chừng Leonardo da Vinci đã có ý tưởng về thứ còn chưa được người hiện đại phát minh ra ấy chứ.

Tham khảo BBC Future