500 多年前，达·芬奇曾设计过一座当时最长跨度、十倍于普遍桥长的桥梁，而且，其中间完全不用桥墩支撑。这在当时是超前于时代的设计，也因此只停留在设计图上，没有人从工程实用性角度对其验证。

直到不久前，麻省理工学院的建筑师和土木工程师一起，对这座纸上桥梁进行了仿真验证。他们确认这个 500 多年前的桥梁设计是一个古老的工程奇迹，它不仅能起到实际作用，而且还在五个世纪前就已经彻底改变了桥梁的设计思路。

这项研究结果已于近日在巴塞罗那举行的国际薄壳与空间结构协会（IASS）的会议上发表，在 11 月 13 日 PBS 节目将播出的 NOVA （全球最好的科学纪录片节目之一）那集中也会介绍这项研究。该研究由刚刚毕业的工学硕士 Karly Bast 与建筑学、土木与环境工程学教授 John Ochsendorf，以及另一名本科生 Michelle Xie 共同完成。

2019年恰好是达·芬奇逝世五百年（他生于 1452 年 4 月 15 日，猝于 1519 年 5 月 2 日），麻省理工学院的这项研究，也是对达·芬奇的纪念。

图 | 工学硕士 Karly Bast 展示达·芬奇设计的桥梁比例模型（来源：MIT，Gretchen Ertl）

生而知之者？

关于这座桥的故事发生在公元 1502 年，奥斯曼帝国的苏丹——巴耶塞特二世计划在博斯普鲁斯海峡南口西岸的金角湾（Golden Horn） 建造一座桥梁，以便能将伊斯坦布尔与其邻国加拉塔（Galata）连接起来。当时在艺术和科学界已经颇有名气的达·芬奇，也提交了一份设计。

达·芬奇在给苏丹的一封信中，附带了一本画满设计草图的笔记本，这些设计草图描述了一座中间完全没有桥墩的桥梁。该桥梁计划使用一个扁平的拱形设计跨越海峡两岸，整体均由两岸的基础结构来支撑。而在当时，桥梁设计通常使用一系列的半圆形拱门建造，如果要用桥将两个城市连接起来，那么两岸之间至少需要 10 个间隔均匀的桥墩来支撑整个结构。

但达·芬奇的设计是让帆船可以轻松地通过桥的下方，由于这个想法太超越时代，巴耶塞特二世最终并不想冒险，放弃了达·芬奇的设计方案。而今 500 年过去了，麻省理工学院的研究人员终于验证了达·芬奇的设计。

在达·芬奇的草稿上，并没有指定建造桥梁所需要使用的材料和建造方式。但是，麻省理工学院的研究人员考虑当时的社会环境，得出的结论是那个年代唯一能够提供足够强度的材料是石头；同时，根据达·芬奇提出该设计的时间点被普遍采用的建筑技术，这座桥极可能是要依靠重力来把所有材料都“绑”在一起来完成建造。

研究人员为了验证他们的假设，创建了一个 1:500 比例的仿制品，长约 0.8 米，其 126 个形状和尺寸各异的块状组件均由 3D 打印机创建而成。当然，如果实际上建造一座真正的桥梁，那么将需要成千上万块精确凿刻的石块进行组装。但麻省理工学院的研究团队为复制品采用的方法，仍然允许他们正确地测试其设计的可行性。

经过验证，他们发现应用该设计的桥梁不仅可以保持坚固与稳定，而且无需使用任何混凝土或者紧固件。除此之外，他们还意识到，达·芬奇甚至设计出了一种可以减少结构中有害的横向运动（会导致桥梁崩塌）的方法。他在拱桥两边的立脚处采用了向外张开的设计，这样可以极大程度地增加稳定性。

研究人员将该桥梁仿制品放在了两个可移动的平台上，进一步发现这座桥甚至可以幸免于当时在伊斯坦布尔地区常见的大多数地震。或许这并不能说达·芬奇的设计是坚不可摧的，但如果建成，那一定会是一个古老的建筑奇迹。至于提出该设计的达·芬奇，如果不是穿越，可能也只能用“生而知之者”来形容了。