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第525章 大明科技,宴间反戈

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  东暖阁的门被轻轻推开,身着绯色官袍的徐光启快步走入。

  他须发微白,眼角刻着经年操劳的细纹,唯有双目依旧炯炯。

  谁能想到,这位如今执掌科学院的老者,前两年还在黄土高原上为推广番薯、玉米费尽心力。

  起初,这项差事举步维艰。

  番薯口感粗粝,食用后易胀气泛酸,百姓多不愿种。

  更有地方豪强、士绅勾结官员,以“挤占良田”“违背祖制”为由百般阻挠,生怕新作物推广触动他们的土地利益。

  徐光启带着农官走遍陕晋乡野,亲自动手示范种植、改良烹饪之法,却始终进展缓慢。

  转机始于熊廷弼经略九边。

  那位素有“熊蛮子”之称的将领,以雷霆手段整顿边镇,肃清朝廷蛀虫、打压地方豪强,令九边秩序为之一新。

  地方势力再也不敢明目张胆地阻碍新政,番薯、玉米的推广终于迎来曙光。

  徐光启趁机将育种、耕作技术倾囊相授,手把手教农户育苗、扦插、储存,短短一年间,陕晋两地的坡地、荒田便种满了这些高产作物,收成远超传统粮食,有效缓解了边地粮荒。

  如今,陕西的推广事务交由袁崇焕统筹,山西则由孙传庭接管,两人皆是务实能干之辈,徐光启全然放心。

  接到皇帝召令回京后,他星夜兼程赶回京师,全力主持科学院事务。

  而科学院自成立之后,经过近两年的发展,已经有一些成果了。

  格物局改良了冶铁炉,让铁器质量大幅提升。

  器械局造出了可连发的连珠铳雏形,威力远超旧式火铳。

  农艺局培育出更耐旱的麦种,这些发明或投入军工,或流入市场,已为内府带来不少收益。

  可在朱由校眼中,这般速度仍嫌迟缓。

  他心中牵挂的蒸汽机,乃是能比肩传说中木牛流马的国之重器,关乎后勤运输、水师战船的根本性革新,徐光启自然深知其重要性。

  昨日傍晚接到皇帝亲誊的物理手稿,他连夜召集科学院格物局的院士们共同研读,手稿中力学、热学的基础理论,诸如“力是改变物体运动的原因”“热胀冷缩之理”,彻底颠覆了他们以往“格物穷理”的认知。

  传统格物学多侧重观察现象,而陛下的手稿直指事物本质,构建起一套严谨的理论体系。

  院士们争论了一夜,诸如“为何蒸汽能推动重物”“力与运动的关联如何量化”等问题,始终无人能解。

  徐光启越研究越觉得深奥,心中的困惑如潮水般涌来,再也按捺不住,便赶来东暖阁求见。

  思绪回笼,徐光启对着御座上的朱由校跪伏行礼。

  “臣科学院徐光启,恭请陛下圣躬万安!”

  朱由校抬手摆了摆,目光落在他风尘仆仆的身影上,语气平和:

  “朕安。徐卿连夜赶来,莫非是科学院有了突破性进展?”

  他心中仍存着一丝期待,盼着蒸汽机的研发能传来好消息。

  “好消息”三字让徐光启脸上露出几分赧然,他微微摇头。

  “陛下天资聪颖,所赠手稿字字珠玑,实乃开天辟地之学。

  只是臣愚钝,手稿中诸多理论与我等以往研习的格物之学大相径庭,科学院格物局的院士们彻夜研讨,仍是困惑重重,许多关键之处百思不得其解。”

  他叩首道:

  “臣今日冒昧求见,并非带来成果,而是斗胆恳请陛下为我等解惑,点拨其中奥义,也好让科学院早日将此奇学付诸实践,不负陛下所托!”

  朱由校闻言,脸上的期待转为诧异,随即了然。

  他手中的物理理论本就超越时代,徐光启等人一时难以理解实属正常。

  看着阶下这位执着于格物之学的老者,朱由校心中微动,随即吩咐道:

  “徐卿平身,且细细道来,你等究竟困惑在何处?”

  徐光启起身侍立,双手捧着那本物理手稿,目光灼灼地望向朱由校,条理清晰地道出心中困惑:

  “陛下,臣与格物局众院士彻夜研讨,首惑者,乃蒸汽动力之理。

  臣等曾以铜壶烧水,见蒸汽顶起壶盖,却不知此力何以能推动巨石、驱动车船?

  手稿言‘蒸汽膨胀生压’,可这‘压力’无形无质,如何度量?

  又如何使其持续发力,而非转瞬即逝?”

  他翻到手稿中力学章节,续道:

  “其二,关于‘力与运动’之论,臣等百思不解。

  古法云‘力以维持运动’,如推车需持续发力方能前行,可陛下手稿言‘力是改变运动之因,非维持之因’,此语实在颠覆认知。

  若无需持续施力,物体何以能长久运动?譬如箭矢离弦,无手推力仍能飞行,莫非其间另有‘隐力’?”

  “其三,杠杆之术,臣等早知‘省力费距’,却不知陛下手稿中‘动力×动力臂=阻力×阻力臂’为何意。

  以水井轱辘为例,摇柄越长越省力,可这‘长’与‘省’之间,何以能用数字量化?

  若要制造起重器械,如何依此理计算摇柄长度与承重之数,方能精准无误?”

  最后,他指向热学部分,语气愈发急切:

  “其四,手稿言‘密闭容器中,蒸汽冷却则气压骤降’,臣等试之,确见铜瓶冷却后向内凹陷。

  可这一升一降之变,如何能转化为持续的机械运动?

  如欲造‘蒸汽之车’,当如何设计器物,使蒸汽胀缩往复,驱动车轮转动?”

  朱由校闻言,嘴角勾起一抹笑意,起身走到殿角的铜壶旁。

  那是昨夜值守太监烧水用的器具,此刻壶中尚有余温。

  他指着铜壶道:“徐卿且看此壶,水沸则蒸汽出,壶盖便跳。

  这蒸汽本是水遇热所化,体积较水膨胀百倍不止,如同一群急于冲出牢笼的壮士,拥挤之间便生出推力,此即‘压力’。”

  他拿起案上的毛笔,比作活塞,插入铜壶嘴:

  “若将壶嘴封死,只留一可活动之木塞,蒸汽膨胀无路可走,便会奋力顶起木塞。

  这便是蒸汽动力的本源。

  至于持续发力,只需如农夫灌溉一般,烧沸之水化为蒸汽做功后,再注入冷水使其冷却收缩,形成负压拉动木塞回位,如此循环往复,便如人呼吸一般,动力不绝。”

  解释力与运动时,朱由校走到殿中,推开一张紫檀木案,案几滑动数尺后方才停下。

  “徐卿见否?推案时施力,是为改变其静止状态。

  松手后案几仍能滑动,是因其有‘惯性’,如人奔跑后难以骤停。

  箭矢离弦后,无手推力却能飞行,正是惯性使然,而非有什么‘隐力’。

  之所以会停下,是因空气阻力、地心引力这些‘外力’在阻碍它。

  若在无阻力之境,这箭矢便能永不停歇地飞行。”

  谈及杠杆,朱由校取来案上的镇纸与毛笔,以镇纸为支点,将毛笔架于其上:

  “此为杠杆,镇纸所在是‘支点’,靠近支点一端顶重物,另一端施力。

  摇柄越长,‘动力臂’便越长,如以长竿撬巨石,只需一分力,便能撬动十分重的物体。

  手稿中的公式,便是将这‘长’与‘省’的关系说透,如欲起重千斤,便算准支点位置与摇柄长度,按此理制造,万无一失。”

  最后,他在纸上画了一个简单的气缸示意图,一边画一边道:

  “若要造蒸汽机械,可铸一铜筒,内置可滑动之木塞,筒底通锅炉,筒侧设两扇机关门。

  蒸汽从底门入,胀而推木塞上行;木塞到顶,底门闭而侧门开,冷水注入使蒸汽冷却收缩,木塞便因负压下行。

  随后侧门闭而底门开,蒸汽再入,如此往复,木塞便上下不停,再通过齿轮连接车轮、船桨,便能驱动车船前行。”

  徐光启凝神静听,目光随着朱由校的手势与画作转动,脸上的困惑渐渐褪去,取而代之的是豁然开朗的光芒。

  当朱由校讲完蒸汽循环之理时,他猛地一拍大腿,失声赞道:

  “陛下圣明!原来如此!蒸汽胀缩如呼吸,木塞往复似舂米,臣此前只知其一,不知其二,竟没想到这无形之力,能以器物约束,化为持续之功!”

  他再看那力学公式,先前觉得晦涩难懂的数字关系,此刻竟变得清晰明了:

  “杠杆量化之理,臣今日方悟!如造起重器械,只需按陛下所授公式计算,便能精准设计,无需再凭经验摸索,既省时又省力!”

  “惯性……阻力……原来箭矢飞行,是因其‘惰性’不愿停,而非有外力推动。

  陛下此论,真乃开天辟地之见,颠覆千古认知!”

  他激动得老泪纵横,再次躬身叩首:

  “陛下以通俗之喻,解格物深奥之理,臣茅塞顿开!

  臣这便回科学院,率众院士依陛下所授之法,即刻研制蒸汽机械,必先造出那‘蒸汽气缸’,再图车船之器!”

  朱由校扶起他,温声道:

  “徐卿不必急于求成,格物之学,需循序渐进。

  若有疑难,可随时入宫问对。

  朕盼着早日见到你们造出的蒸汽器械,届时大明水师战船、陆地运输,都将迎来巨变。”

  “臣等一定将蒸汽机造出来!”

  看着徐光启跃跃欲试的模样,朱由校也是适时泼了冷水。

  “徐卿。”

  朱由校的声音沉静下来。

  “朕虽将原理授你,但你可知,这蒸汽机械要真正落地,尚有两道天堑横亘在前?”

  徐光启闻言一怔,躬身道:“臣愿闻其详。”

  “其一,是精密加工之困。”

  朱由校抬手蘸了蘸墨,在纸上画了个简单的气缸与活塞。

  “你看这二物,需严丝合缝,间隙不得超过毫厘,方能保证蒸汽不泄,压力不散。

  可如今我大明的金属加工,全凭工匠手工锻打、锉磨,即便是最巧的铁匠,也难将误差控制在毫米之内。

  此前朕命人试制小型气缸,结果活塞与缸壁间隙过大,蒸汽一冲便泄,毫无推力。

  强行磨小活塞,又导致二者贴合过紧,根本无法往复运动。”

  他语气凝重了几分,继续说道:

  “其二,是材料强度之弊。

  蒸汽机内的蒸汽压力,远非铜壶烧水可比,需达到数倍大气压方能驱动重物。

  可如今的铸铁脆硬,钢材杂质过多,根本承受不住这般压力。

  朕曾听闻,西洋有试制蒸汽器具者,因材料不堪重负而爆炸,匠人尸骨无存。

  我大明若要试制,若无坚韧耐用的钢材,无异于以卵击石。”

  徐光启听得额头冒汗,这两点恰是他昨夜研读手稿时隐隐担忧之事,经皇帝点破,更觉心惊。

  他深吸一口气,拱手道:

  “陛下所言极是!这两道难关,确是横在科学院面前的大山。

  要攻克此弊,不仅需革新炼钢之法,去除钢材杂质,还需研制更精密的加工器械,诸如陛下曾提及的‘车床’‘铣床’,这又是一串需逐步攻克的难题,这蒸汽机,果然非一蹴可就。”

  话音刚落,徐光启眼中又燃起热切之光,再度躬身恳请:

  “陛下方才讲解,深入浅出,字字珠玑,臣茅塞顿开。

  格物局众院士虽潜心钻研,却终究缺乏这般提纲挈领的点拨。

  恳请陛下择时前往科学院,亲自为众院士讲授科学之理,点拨迷津!”

  朱由校沉吟片刻,心中已有计较。

  科学院是他中兴大明的重要基石,亲自授课既能加快理论普及,也能实时掌握研发进度,实属一举两得。

  他颔首道:“倒也不是不可以。自下月起,朕每月亲赴科学院授课一日,既为你们解惑,也看看各项研究的实际进展。”

  “谢陛下隆恩!”

  徐光启大喜过望,连连叩首,老泪纵横。

  帝王亲授,这是何等殊荣,更是对科学院莫大的鞭策。

  朱由校抬手示意他平身,话锋一转:

  “说说吧,如今科学院经费充足,各项研究究竟进展如何?哪些有所成效,哪些仍在原地踏步?”

  徐光启定了定神,整理了一下思绪,条理清晰地汇报道:

  “回陛下,科学院如今下辖格物、器械、农艺、医药、纺织五局,涉及领域繁多。

  水泥、化肥、作物改良、战马配种、蒸汽机、火器、战船、纺织革新、医药改良、钢铁革新等,皆有涉足。

  托陛下洪福,经费未曾短缺,只是各领域进展参差不齐。”

  他先说起农艺相关:

  “陛下此前提及的水泥,臣等按手稿配方试制多次,效果却不尽人意。

  此物遇水凝固虽快,却性脆易裂,耐水性远不及我大明传统的糯米灰浆。

  那糯米灰浆混合石灰、糯米、桐油,坚韧防水,多用于城墙、桥梁,历经百年而不损。

  至于化肥,更是无从谈起,臣等遍寻古籍,试验多种矿物、草木,皆未能找到陛下所言‘高效浓缩之肥’。

  倒是农家肥的改良,成效显著。”

  “臣等推广‘粪肥腐熟技术’,效仿元代‘蒸粪法’,建窖密封沤制,避免生粪烧苗,肥力也提升数倍。

  又推行绿肥轮作,在稻田间隙种植豆科作物,其根瘤能固氮养地,来年水稻亩产可增一成。

  此外,收集草木灰、研磨骨粉,按比例混入粪肥,能促作物根茎粗壮,抗病虫害能力大增。

  如今江南、陕晋等地已普遍采用此法,去年番薯、玉米亩产较往年提升三成有余。”

  “至于作物改良与战马配种...”

  徐光启有些无奈的说道:

  “番薯、玉米虽已推广,但要培育更耐旱、更高产的品种,需经数年乃至十数年的选育。

  战马配种亦是如此,臣等从西域引入良马,与本土马种杂交,如今第一代杂交马尚在幼驹阶段,能否耐寒、善跑、挽力强,还需时间检验。”

  谈及成效显著的领域,徐光启的声音不自觉提高了几分:

  “眼下进展最速的,当属火器、战船与纺织业。

  火器局改良了连珠铳,采用转轮式弹仓,一次可装填八发铅弹,射程达百丈,射速较旧式火铳提升三倍,且故障率大幅降低。

  还仿制了西洋红夷大炮,优化了炮身铸造工艺,射程与精准度均胜往昔。

  战船局则革新了龙骨设计,仿照荷兰战船,采用三段式拼接工艺,使船体更坚固、航行更平稳,同时调整了火炮布局,在船舷两侧增设炮窗,可搭载数十门大炮,火力较旧式战船提升数倍有余。”

  “纺织局也不甘落后。”

  “研制出脚踏式多锭纺纱机。如今内府已开设纺纱作坊,所产棉纱供不应求,为内府带来不少收益。”

  徐光启娓娓道来,从农艺到军工,从基础研究到实际应用,桩桩件件皆了如指掌,可见他这个科学院的院长,确实是有在干事的。

  朱由校静静听着,脸上神色平静无波,心中却感慨万千。

  他原以为凭借超越时代的理论,科技发展能一日千里,如今才明白,科技的进步从来不是空中楼阁,而是需要一步步夯实基础,攻克一个又一个难关。

  水泥不如糯米灰浆,化肥沦为空谈,蒸汽机更是遥不可及,这些都在提醒他,急功近利不可取,科技长征,注定是一场持久战。

  他微微颔首,目光望向窗外,心中暗忖:

  科学院耗费了巨额国库银两,虽有火器、纺织等领域的突破,但核心的蒸汽机、钢铁革新等仍无实质进展。

  不过,农家肥推广、作物增产、火器改良,也算是初见成效,没有辜负他的投入。

  “徐卿辛苦了。”

  朱由校收回目光。

  “科研之事,急不得。

  朕给你们时间,也给你们支持。

  钢铁革新与精密加工器械,要列为重中之重,优先攻关。

  农艺改良与作物选育,需持续推进,保障民生。

  火器、战船的优势,要继续保持,为大明军力保驾护航。”

  徐光启躬身应道:

  “臣遵旨!定不负陛下所托,率科学院众院士潜心钻研,早日攻克难关!”

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