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在文藝復興時期(1450-1600年),建築和繪畫藝術,以及天文學、物理學和醫學等科學學科都經歷了復興和重大改進——但是地質學呢?
在地球科學領域出現了一些孤獨的天才——義大利藝術家萊昂納多·達·芬奇(1452年4月15日出生-1519年)認識到化石是曾經活著的生物的石化遺骸,甚至應用古生態學原理來重建沉積岩的沉積過程,但他從未發表他的理論。直到後來,尼古拉斯·斯特諾(1638-1686)等學者,憑藉他的地層學原理,羅伯特·胡克(1635-1703),憑藉他對化石的古生物學解釋,以及最後的詹姆斯·赫頓(1726-1797),憑藉他的地球理論,才產生了持久的影響。
也許文藝復興對地質學最重要的貢獻不是新的科學原理,而是對地球的一種新的藝術視角。
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萊昂納多·達·芬奇研究岩石和景觀,不僅是為了提高他繪畫的真實感,也是為了試圖理解地球是如何運作的。萊昂納多對水著迷,他認為水是侵蝕古老岩石和沉積新的沉積岩的媒介,從而隨著時間的推移重塑了“活生生”的地球。流淌的水對於地球來說就像血液對於人體一樣——它從山脈流向海洋,然後——萊昂納多認為——在地下靜脈中返回山脈,就像人體中的迴圈系統一樣。
“萊昂納多繪製了人體地圖。他繪製了它的骨骼岩石,它的“河流”的路線以及其肉質的土壤,無論是在內部還是在外部。他解剖了世界,梳理出它的骨骼岩石,它的泥土和它的含水靜脈,無論是在其表面地形還是在其核心深處……始終,看著他對真實地點的描繪,我們能夠感受到他對地球作為一個功能系統的迫切關注。”
肯普,M.(2006):萊昂納多·達·芬奇:體驗、實驗與設計。
對於萊昂納多來說,地球實際上像人體一樣運作,所有部分相互連線並和諧地協同工作。維特魯威人是萊昂納多最標誌性的繪畫之一,其中應用了這個“解剖和諧”的概念。
圖1.萊昂納多·達·芬奇的“維特魯威人”,約1490年,基於建築師維特魯威提出的比例原則。就像人體比例並非隨機一樣,景觀的比例也不是隨機的(公共領域影像)。
在他的繪畫中,萊昂納多采用了一種中世紀的神秘主義,這種神秘主義認為人體這個小的微觀世界就像更大的宏觀世界的映象,它的所有行星和恆星都在有序的軌道上運動,並且在天空中完美和諧。以類似的方式,藝術家應該仔細研究景觀,以發現單個元素隱藏的比例和諧(例如,一座山在觀察者距離增加時會顯得更小,但是明顯的改變並非隨機,而是受幾何學限制)——透過將發現的幾何定律應用於他的繪畫,藝術家不僅會創造景觀的副本,而且會“重塑”真實的世界。
在萊昂納多之後,其他文藝復興時期的藝術家也開始應用幾何規則(構造線和點)來理解如何在二維繪畫中展示三維人體和/或景觀的假定自然和諧。毫不奇怪,第一批寫實的風景畫可以追溯到文藝復興時期。這是後來“科學插圖”的第一步,這些插圖在沒有個人偏見的情況下描繪了在自然界中發現的單個元素。
圖2.“托斯卡納的山丘”或“有河流的風景”(有時被認為是阿爾諾河),達·芬奇已知的最古老的作品(可追溯至1473年)被認為是第一批寫實的景觀檢視之一。萊昂納多使用了傾斜的構造線和地平線上的兩個消失點(注意右角的田野)來實現幾何透視。另外,地球的層理(顯示在瀑布上方(影像中心))不僅在地質上是正確的(底部薄,頂部厚,就像亞平寧山脈中的濁積岩序列一樣),而且還可以用作水平構造線(公共領域影像)。
尼古拉斯·斯特諾接受過解剖學訓練,這可能並非巧合。他應用了他透過解剖屍體和研究第一批寫實的解剖圖集(以正確的比例顯示人體)所獲得的觀察技能,他也能夠解剖和描述地球的內部結構。
就像人體和天體值得藝術家和科學家研究和描繪一樣,景觀以及景觀的細節(例如山脈的形狀,甚至是岩石的結構)也值得研究和描繪……這是後來所謂的地質科學的基本要素。
參考書目
羅森伯格,G.D.(2009):文藝復興和科學革命時期對人和景觀的衡量,載於羅森伯格,G.D.,編輯,《從文藝復興到啟蒙運動的地質學革命:美國地質學會回憶錄203》:13-40