烛火在白板表面映出一层柔和的光晕,铜壶里的水还温着,壶嘴冒出一缕极细的白气,在灯影中袅袅升起。
朱友俭转过身,看着七个人,没有寒暄,直入正题。
“你们都造过不少好东西,水车、风车、火炮、纺车。”
“但你们有没有想过,这些机器为什么能动?”
七人面面相觑。
这个问题太简单了。
简单到他们从未真正想过。
风吹水车,所以水车动。
水冲水轮,所以水轮转。
火药爆炸,所以弹丸飞出。
天经地义。
就像太阳从东边升起,河水从高处往低处流,有什么好问的?
薄珏张了张嘴,想说什么,又闭上了。
朱友俭微微一笑,继续道:“风车动,是因为风在推它。水车动,是因为水在冲它。火炮响,是因为火药爆炸后气体膨胀,把弹丸推出去。”
“这些现象你们天天见。”
“但你们有没有想过,能不能用一个统一的规律来描述它们?”
说着,转过身,在白板上写了两行字:
“天地万物,为何而动?”
“风也,水也,火也,皆力也。”
“力从何来?”
“有无一统之理?”
炭笔在白板上划过,发出沙沙的轻响。
字迹不算漂亮,但笔画清晰,每个字都有核桃大小,坐在最后一排的张焘也能看得清清楚楚。
写完,他没有回头看七人,而是对着白板继续说:“今天夜里,朕就告诉你们这个规律,也方便你们日后为大明制造镇国神器。”
王徵研究机械六十年。
三十岁中进士,在扬州当推官时就开始收集各种奇器图纸。
五十岁写出《远西奇器图说》,将滑轮、杠杆、斜面、螺旋、楔子归纳为五大基本机械原理,以为这就是机械设计的终极答案。
后来与邓玉函合译《人身说概》,接触到西洋解剖学和力学,才知道自己知道的还远远不够。
但这些年来,他一直有一个问题没想明白,风车、水车、杠杆、滑轮,这些东西背后,有没有一个更根本的道理?
一个可以把所有机械统一起来的规律?
他不是没问过这个问题。
他问过邓玉函,邓玉函说泰西的学者们也在探索。
他问过徐光启,徐光启说这事恐怕要等后人来解决。
他问过孙元化,孙元化说火炮的弹道计算已经够他头疼了,没空想这些虚的。
后来他就不问了。
他把这个念头压在心底,压在《远西奇器图说》那几百张图纸的下面,以为这辈子都不会有人给他答案。
此刻,这位高高在上的皇帝,站在白板前,用炭笔写下天地万物,为何而动?
然后说,朕就告诉他们这个规律。
他王徵实在不敢相信自己的耳朵。
他也没有听说过大明天子对泰西学有过研究。
薄珏猛地抬头,然后又低下去,把屁股下面的蒲团往前挪了三寸。
动作很小,但在安静的西暖阁里,蒲团摩擦青砖的声响还是让旁边的孙和斗侧目看了一眼。
薄珏没理他。
他此刻的状态,就像一个蒙童第一次听先生讲《三字经》时忍不住往前凑,不是觉得先生讲得高深,而是本能地感觉到,接下来要听到的东西,可能会彻底改变他看世界的眼光。
宋应星翻开自己的笔记。
那里夹着一张泛黄的纸片,是他十年前在江西分宜乡下观察水车时写的。
纸片上只有两行潦草的字:“水流而下,其力几何?风过而旋,其力几何?”
当时他坐在水车边的田埂上,看水流冲击水轮,看水轮带动磨盘,忽然想到这两个问题。
他想了整整一个下午,没有得到答案。
后来他把纸片夹进书里,再也没有拿出来过。
此刻,皇帝劈面就问了出来。
问得比他当年想得更广,不仅是水和风,还有火,还有一切推动机器的力。
宋应星握着笔的手轻轻抖了一下。
孙和鼎三兄弟的脑子也是同时嗡了一声。
他们的父亲孙元化,教了他们一辈子几何和铸炮。
反复叮嘱算准尺寸,方得威力,翻来覆去让他们练习弹道计算,用那支黄铜比例规一遍遍量取射击诸元。
但父亲从未教过他们火药爆炸之后,为什么弹丸会往前飞,因为孙元化自己也不知道。
父亲只知道,按这个尺寸铸炮,按这个装药量发射,火炮就不会炸膛,弹丸就能打中目标。
至于这背后的道理,父亲把它归为天地玄妙,不归工匠管。
此刻皇帝说告诉他们这个规律,意味着父亲一生的疑惑,今夜或许会有答案。
一旁的萨默塞特的瞳孔骤然收缩。
翻译在转述时,他听完第一遍,以为理解错了,连忙让翻译再说一遍。
第二遍听完,他的手指猛地捏紧了羊皮笔记的封面。
这个东方的皇帝,开口就说用一个统一的规律来描述它们,而且他的语气,不是在追问,不是在探索,不是在假设,而是在陈述。
仿佛他早就已经知道了答案,现在只是要把答案说出来。
萨默塞特几乎是本能地翻开羊皮笔记,拿起炭笔。
朱友俭看着七人各异的表情,非常满意,只要有求知欲,他将理论知识告知,哪怕自己说得有错,以他们的真才实学,一步步的验证也只是时间的问题。
想到这里,朱友俭走到案前,拿起那个空碗和铜盆,将铜盆里倒上半盆水,然后举起空碗。
“先从最简单的开始。”
说着,朱友俭将水晶碗倒扣,竖直压入水中。
碗口接触到水面的瞬间,所有人都看见了,水停在了碗口,进不去。
碗内依然是空的,空气占据了里面的空间,将水挡在了外面。
“为什么水进不去?”
薄珏脱口而出:“因为碗里有气,气把水挡在碗外了!”
说完他立刻意识到自己又在抢答,脸微微红了一下。
朱友俭点了点头。
“对。但你说得还不够准。”
他提起碗,重新压入水中,这次动作更慢,让所有人都看清碗口与水面的接触位置。
“准确地说,碗中的空气占据了碗内空间。当水试图进入时,空气被压缩,它的压强与水压相抗衡,将水挡了回去。”
“气体,占据空间。而且气体存在压强。你把气体压缩得越厉害,它的压强就越大。给气体加热,温度越高,它的压强也越大。”
“温度、压强、体积,这三者之间,有精确的数量关系。”
他转过身,在白板上写下几个字:“pV= nRt”
七人盯着白板上那个几个符号,表情各不一致。