娶妻媚娘改唐史 第243章 蒸汽初鸣

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格物院八大学馆的设立，如同在旧有知识体系的池塘中投入了巨石，涟漪正一圈圈扩散开来。算学馆的沙盘计算声，格物馆的实验碰撞声，化机馆的炉火煅烧声，地舆馆的星图测绘声，舟车馆的模型推演声，军械馆的沉闷试射声，农工馆的稻穗摩挲声，医道馆的药碾滚动声……这些声音交织在一起，形成了一种奇特而充满生机的韵律，回荡在洛水之滨这片新辟的学术领地上空。然而，在看似纷繁的研究方向中，李瑾心中，一个终极目标始终如灯塔般指引着方向——动力。

人力、畜力、水力、风力……这些传统的动力源，或受限于人畜的耐力与数量，或受制于地理与季节，已越来越难以满足他脑海中那宏伟蓝图的驱动需求。更大、更快的远洋战舰，更高效的矿山提水、矿石粉碎，更强大的机床驱动，乃至未来可能出现的陆地载具……这一切，都需要一种更强大、更稳定、更可控的动力。他知道答案——蒸汽。

然而，从“知道”原理，到将其转化为实际可用的机械，中间横亘着材料、工艺、密封、传动、控制等一系列巨大的鸿沟。直接抛出成熟的蒸汽机图纸是荒谬且危险的，那超越了时代太多，如同给原始人看喷气发动机。他需要做的，是引导这个时代的智者与巧匠，沿着一条符合认知规律的道路，自己去探索、发现、解决那些必然会出现的问题，让“蒸汽之力”的概念，如同种子，在这片名为“格物院”的土壤中，自然而然地萌芽、生长。

这一日，李瑾召集了格物馆馆主清玄子、化机馆馆主章焕、舟车馆馆主郑海和鲁平，以及算学馆馆主赵玄默，在新建成的、位于格物院核心区域的“论道堂”内，举行了一次小范围、高密度的研讨。论道堂陈设简朴，中央一张巨大的硬木长桌，四周墙壁上挂着各种图纸和模型，气氛肃穆而专注。

“今日请诸位前来，是想探讨一物之力。”李瑾没有绕弯子，示意亲卫抬上一个盖着麻布的小型铜制装置。揭开麻布，露出一个造型奇特的铜器：下方是一个密闭的铜制圆球，上方连接着一根弯曲的铜管，铜管另一端则对准一个带有叶片、可以灵活转动的小轮。铜球下方有一个开口，似乎可以添柴加热，侧面还有一个带着螺旋阀门的细管。

“此物，暂名‘验汽转轮’。”李瑾指着这个简陋的装置，“其理甚简：于这铜球内注水少许，下以炭火加热，水沸化为蒸汽。蒸汽自这铜管喷出，冲击叶片，则可驱动此轮转动。”

原理确实简单。在座几人，都是当世在各自领域最富探索精神的人物，对水沸化汽、汽遇冷复凝为水的现象并不陌生，甚至清玄子在炼丹时，就常用类似装置（原始的蒸馏器）来收集“华池玉液”（蒸馏水）。但他们从未想过，这“汽”的力量，除了将壶盖顶起，除了用来炼丹，还能用来驱动轮子转动，做“功”。

“水汽之力，竟能如此？”郑海是资深船工，立刻联想到风帆，“若此轮可被汽力驱动，是否意味着，无风之时，舟船亦可自行？或可驱动更大、更复杂之器械，如提水之车，锻打之锤？”

“正是此意。”李瑾赞许地点头，“然，欲使其为我所用，需明其理，克其难。首要便是，这蒸汽之力，究竟有多大？如何度量？与水量、火候、铜球大小、喷管粗细，有何关联？”

这是典型的“格物”问题。清玄子眼睛一亮，他最近正带领弟子们研究力与运动的关系，用杠杆、滑轮、斜面做实验，试图量化“力”的概念。“大帅所言极是！力有大小，需有度量。下官观此物，水沸为汽，体积剧增，撑于铜球之内，无处可去，其力必大。然究竟多大，需以实验测之。或许……可于铜球喷管处，设法测量其推力？”

赵玄默立刻接口：“既涉测量，便需算学。可先设定不同水量、不同火候（炭火多寡、时间长短），测量每次能驱动叶轮转动之圈数，或……在喷管对侧置一标尺与弹簧（或重物），看其能将重物推起多高，以此间接推算力之大小。此中变化，需记录成表，寻找规律。”

章焕则从材料和制造角度考虑：“水沸化汽，其力甚大，恐非寻常铜铁所能久持。需选上等精铜，甚至尝试不同配比之合金，以增其强韧。这铜球与各处接缝，尤其阀门、喷管接口，需严密合缝，否则漏汽，力必大减。如何密封，乃是难题。或许可尝试以铅锡之属，或软木、浸油麻绳，填充缝隙？”

鲁平是木匠出身，对传动和结构更敏感：“此轮转动，若想带动他物，需有轴、有齿。如何将轮之转动，平稳、有力地传递出去？齿轮之大小、齿数、咬合，皆需精密计算与打造。且这蒸汽时有时无，力有大小，如何使其转动均匀，而非骤动骤停？”

众人你一言我一语，原本模糊的概念，在讨论中迅速变得具体，一个个关键的技术难点被提了出来：力的测量与量化、材料强度与耐压、密封技术、传动机构、热能效率、安全控制……这些都是蒸汽机从“玩具”走向“实用”必须跨越的障碍。

李瑾心中欣慰，这正是他想要的效果。他并不直接给出答案，而是引导他们思考方向：“诸位所虑，皆切中要害。此事非一日之功，更非一馆之力可成。需各馆通力协作。”

他看向清玄子和赵玄默：“格物馆与算学馆，当为首要。清玄道长，你可率精干弟子，专设一‘力、热探究组’，以此‘验汽转轮’为基础，设计系列实验，探究水汽转化之力与温度、压力、体积之关系，尝试定义、测量‘压力’、‘温度’、‘功’之概念与单位。赵馆主，算学馆需全力配合，设计实验数据记录之法，推演公式，务必使此力可被计算、预测。”

“下官领命！”清玄子和赵玄默齐声应道，眼中闪烁着发现新天地的兴奋光芒。

“章大匠。”李瑾转向化机馆馆主，“材料与密封，是此物能否实用之关键。你需率‘金铁冶炼组’与‘物性探究组’，尝试冶炼更强韧、更耐压、更耐热蚀之铜铁合金。同时，广寻天下可用于密封之物料，无论是金石、胶漆、织物，逐一测试其耐热、耐压、密闭之性能，寻求最佳方案。”

“小人明白！定当穷搜博试！”章焕用力点头，这对他来说是个全新的挑战。

“郑老、鲁师傅。”李瑾最后看向舟车馆的两位，“待格物馆测出蒸汽力量之大概，化机馆寻得合用材料与密封之法后，便需你等出手，设计真正可用于提水、鼓风甚至驱动小舟的‘实用蒸汽机’原型。如何将往复之汽力转化为平稳之旋转？如何设计锅炉、汽缸、活塞、连杆、飞轮？此中机械结构，千头万绪，全赖二位巧思。初始不必求大、求全，但求能稳定运行，验证可行。”

郑海和鲁平对视一眼，都看到了对方眼中的凝重与跃跃欲试。“大帅放心，只要那‘汽力’足够，我等必绞尽脑汁，造出能干活儿的家伙来！”

一个跨馆联合的“蒸汽机研制组”就此秘密成立，由李瑾亲自督导，清玄子、章焕、郑海三人具体负责。格物院最精干的力量，开始向这个看似“奇技淫巧”、实则可能撬动时代的方向汇聚。

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研究是枯燥而充满挫折的。最初的“验汽转轮”原型，在首次公开演示时，就给了众人一个下马威。铜球内的水被烧沸，蒸汽从喷管喷出，确实推动了叶轮转动，但转速慢得可怜，且只转了几圈就无力为继。检查发现，铜球焊缝处有细微渗漏，喷管设计也不合理，蒸汽喷出时分散无力。

清玄子带着弟子们，开始系统地记录每次实验的水量、炭火量、加热时间、叶轮最终转数，并尝试在喷管出口加装不同形状的“喷嘴”，又设法在铜球内放入一个小活塞，活塞连杆伸出连接一个小秤砣，通过秤砣被顶起的高度来粗略估算内部压力。他们引入了“刻度”的概念，在铜球外壳上刻画简易的温度标尺（基于水在不同热度下的表现，虽然很不精确），并尝试用动物的膀胱薄膜蒙在喷口，观察其鼓胀程度来感知压力变化。这些方法原始而粗糙，却是迈向定量研究的可贵第一步。

赵玄默的算学馆则为此设计了专门的记录表格，并试图用算筹和初步的代数符号，来拟合实验数据，寻找压力、温度、水量之间的数学关系。他们引入了“分”、“寸”、“斤”、“两”等现有单位来描述力、距离、重量，但很快发现不够用，清玄子等人开始创造一些临时性的、描述性的“单位”，如“一沸之力”（标准水量沸腾产生的压力）、“一寸推重”（蒸汽能将一斤重物推动一寸远所做的“功”）。虽然混乱，但毕竟开始了“度量”的尝试。

章焕的化机馆则变成了“材料实验室”和“密封实验室”。他们尝试了不同比例的青铜、黄铜，甚至少量尝试加入锡、铅、锌，在小型锻炉中反复熔炼、浇铸、锻打，然后制成小铜球进行“爆裂测试”——不断加热加压，直到铜球炸裂，记录能承受的加热时间和最终状态，以此比较材料强度。他们还搜集了鱼胶、生漆、桐油、蜂蜡、浸油麻丝、软木片、甚至捣碎的黏土与石墨混合物，制成各种垫片、填料，测试其在高温蒸汽下的密封性能和耐久性。失败是家常便饭，铜球炸裂的闷响时常在化机馆的隔离工棚内响起，浓烟和蒸汽弥漫，弄得匠人们灰头土脸，但每一次失败，都排除了一个错误选项。

郑海和鲁平也没闲着。他们根据格物馆初步测算的“汽力”数据（虽然还很不可靠），开始用木头和硬纸制作各种传动机构的模型：曲柄连杆如何将活塞的直线运动变成旋转？飞轮如何储存能量使转动更平稳？齿轮组如何变速？他们用绳子、木销、鱼胶反复组装、调试，思考着每一个零件的形状、强度、摩擦。舟车馆的工棚里，摆满了各种奇形怪状的木质机械模型，吱吱呀呀地转动着。

时间在反复的实验、失败、讨论、改进中流逝。麟德九年的秋天，格物院外的洛水两岸枫叶如火，而院内“蒸汽机研制组”的工坊里，温度也随着一次次的炉火试验而升高。

经历了至少三次大的设计迭代、数十次小的改进和无数次的失败后，一个勉强能称之为“原型机”的装置，终于被组装起来。它仍然简陋得可怜：一个用新配比的“高锡青铜”铸造、经过反复锻打加固的卧式圆柱形“锅炉”，容积大约相当于两个水桶；锅炉一端密封，另一端装有经过精心打磨、配合了浸油麻绳和软铜垫圈的活塞与汽缸；简单的连杆和曲轴将活塞与一个沉重的木制飞轮连接；锅炉上方有注水口和安全阀（一个用配重压住的简易阀门），下方是炉膛；整个装置被固定在一个沉重的木架子上，以防止它把自己“震散架”。

“开始吧。”李瑾站在稍远的安全距离外，平静地下令。清玄子、章焕、郑海、鲁平、赵玄默等人围在周围，神情紧张而期待，如同等待着新生儿的第一声啼哭。

一名学徒颤抖着手，向锅炉内注入定量清水，旋紧注水口。另一名学徒在炉膛内点燃了木炭和焦煤的混合物。火焰升腾，热量开始透过青铜壁，传递给内部的水。

等待的时间显得格外漫长。只有炉火燃烧的噼啪声，和锅炉内部开始隐约响起的、如同叹息般的“咕噜”声。所有人都屏住呼吸，紧盯着那个粗糙的活塞和沉重的飞轮。

“嗤——嗤——”

一种不同于水沸的声音开始出现，那是蒸汽在狭窄的汽缸内推动活塞的摩擦声。活塞杆开始极其缓慢、带着巨大阻力的、一顿一顿地向后移动！连杆被拉动，笨重的曲轴在巨大的摩擦下，发出令人牙酸的“嘎吱”声，开始极其艰难地转动！

一圈……两圈……

飞轮，那个沉重的木制飞轮，仿佛被无形的巨手推动，开始以肉眼可见的速度旋转起来！虽然缓慢，虽然每转一圈都伴随着金属摩擦的刺耳噪音和整个木架的剧烈颤抖，仿佛下一刻就要散架，但它确实在转！在没有人力、畜力、风力、水力直接驱动的情况下，仅仅依靠燃烧的火焰和沸腾的水产生的蒸汽，它转动了！

“动了！真的动了！”郑海激动地抓住鲁平的胳膊，鲁平则死死盯着那转动的飞轮和复杂的连杆，口中喃喃计算着什么。

清玄子顾不得炉火的热浪，凑到近前，仔细观察着活塞的行程、蒸汽的泄漏情况（仍有少量白汽从活塞杆的密封处冒出），并示意弟子记录下飞轮的转速（用旁边一个简易的滴漏水钟和计数杆来估算）。

章焕更关心他的材料和密封，紧张地检查着锅炉的焊缝和各个接口。

赵玄默则快速在心算着：大致的水量、燃烧时间、飞轮的重量和转速……他在试图估算这台原始机器输出的、极其微小的“功率”。

李瑾看着这台粗糙、吵闹、低效、随时可能解体的原始蒸汽机，心中涌起的，却是一种难以言喻的激动。这不仅仅是一台机器。这是“力”被有意识地驯服、转换、利用的第一个蹒跚脚步。是人类从依赖生物能和自然能，迈向主动掌控、转化、大规模利用热能的第一步。是工业时代，那遥远而模糊的汽笛声，在公元7世纪的大唐洛阳，发出的第一声微弱、却注定将震撼世界的初鸣。

“记录下来。”李瑾的声音在工坊的噪音中依然清晰，“今日，麟德九年九月十七，午时三刻，于格物院‘力、热探究组’工坊，首台‘验汽做功机’原型，成功以蒸汽之力，驱动飞轮持续转动……计一刻钟，凡转二十三周半。”

他顿了顿，看着周围那些因为激动、烟熏和紧张而满脸通红的人们，加重了语气：“此非终点，仅为起点。其力尚微，其效甚低，其体笨拙，其用未彰。然，蒸汽之力可用，此理已明。前路漫漫，诸位，辛苦了。然，此机初鸣之日，或为我大唐，开万世未有之新声之始。”

炉火映照着人们汗津津的脸庞，那台粗糙的机器仍在发出不屈的、嘎吱作响的转动声，如同一个蹒跚学步的巨兽，宣告着一个全新时代的、微茫却无比坚定的曙光。