第五章籌備科學院
1502年(弘治十五年)夏,成都大邑朱厚煒蔚王府的窮碧精舍,最左邊是一套十分素雅的小院,院子裏除了一間正房和左右兩套廂房外,再也沒有其它的建築,正房前的空地上種滿了花花草草,因為是夏季,所以除了幾樣夏季開花的花卉外,水池開滿荷花和睡蓮,
在花草擁簇的院子中間,放着一張不大的石桌,石桌周圍呈梅花形放着五個石凳,朱厚煒等人圍坐在一個石桌,宋應星等人各自拿着手中對圖紙。
“二皇子,你這個涼亭可真不錯,緊挨着湖邊又被樹陰遮擋,的確是個乘涼的好地方同我們新都桂湖一樣。”14歲的楊慎像個小大人一樣,沿着涼亭走了幾圈誇讚道。
萬戶說殿下,你給我的關於空氣動力學的書我看了,我做過木頭飛龍、風箏和火箭,總是感覺缺點什麼,今天看了書才知道理論的重要性,我有信心、有能力完成殿下說的飛機和火箭,只要動力能解決。
簡單介紹萬戶
萬戶,本名陶成道,原名陶廣義,后被朱元璋賜名"成道"。原是浙江婺城陶家書院山長,喜好鑽研煉丹技巧。一次煉丹事故后,轉為試製火器。 元末,吳王朱元璋下婺州,陶成道率一干弟子獻火神器技藝。在歷次戰事中屢建奇功,受到朱元璋封賞"萬戶",從此陶成道被人稱為"萬戶"。明初,陶成道第一個想到利用火箭飛天的人,被稱為"世界航天第一人"第一個試圖利用火箭飛行的人。
古時的火箭是將火藥裝在紙筒里,然後點燃發射出去,起初只是用於過年過節放煙火時使用,是我們祖先首先發明的。
14世紀末期,明朝士大夫萬戶把47個自製的火箭綁在椅子上,自己坐在椅子上,雙手舉着2隻大風箏,然後叫人點火發射。設想利用火箭的推力,加上風箏的力量飛起。不幸火箭爆炸,萬戶也為此獻出了生命。
在那個人類對自然界認識受到很大局限的特殊時代,木匠出身的萬戶甚至做出了一份很詳盡的科學理論計算報告,他認為按照當時的火箭技術,再加之風箏原理的幫助,他一定能在一個時間段內飛到月亮上去。在這個理想主義者的思維世界裏,月亮上是沒有人心險惡的。
錢學森給年輕人講了他的導師王士倬曾經給他講過的“萬戶的故事”。
故事發生在公元十五世紀的中國。
那是明朝憲宗皇帝成化十九年。有一位富有人家的子弟叫萬戶。他熟讀詩書,但不去投考。因為他不愛官位,愛科學。
他最感興趣的,是中國古人發明的火藥和火箭。想利用這兩種具有巨大推力的東西,將人送上藍天,去親眼觀察高空的景象。為此,他做了充分的準備。
這一天,他手持兩個大風箏,坐在一輛捆綁着四十七支火箭的蛇形飛車上。然後,他命令他的僕人點燃第一排火箭。
只見一位僕人手舉火把,來到萬戶的面前,心情非常沉痛地說道:“主人,我心裏好怕。”
萬戶問道:“怕什麼?”
那僕人說:“倘若飛天不成,主人的性命怕是難保。”
萬戶仰天大笑,說道:“飛天,乃是我中華千年之夙願。今天,我縱然粉身碎骨,血濺天疆,也要為後世闖出一條探天的道路來。你等不必害怕,快來點火!”
僕人們只好服從萬戶的命令,舉起了熊熊燃燒的火把。
只聽“轟!”的一聲巨響,飛車周圍濃煙滾滾,烈焰翻騰。頃刻間,飛車已經離開地面,徐徐升向半空。
正當地面的人群發出歡呼的時候,第二排火箭自行點燃了。突然,橫空一聲爆響。只見藍天上萬戶乘坐的飛車變成了一團火,萬戶從燃燒着的飛車上跌落下來,手中還緊緊握着兩支着了火的巨大風箏,摔在萬家山上。
錢學森講到這裏停了一下。有一個青年人問道:“後來呢?”
“後來?”錢學森神情惋惜地說道,“萬戶長眠在鮮花盛開的萬家山。當然,他進行的飛天事業停止了。
明朝以後,特別是到了近代,我國的科技事業日趨落後,以至備受列強的欺凌。但是,萬戶開創的飛天事業,得到了世界的公認。
美國一位叫詹姆斯·麥克唐納的火箭專家,稱中國的萬戶為青年火箭專家,是人類第一位進行載人火箭飛行嘗試的先驅。他研製的蛇形飛車,也是人類有史以來了不起的發明。”
萬戶是世界上第一個利用火箭向太空搏擊的英雄。他的努力雖然失敗了,但他藉助火箭推力升空的創想是世界上第一個,因此他被世界公認為“真正的航天始祖”,為了紀念這位世界航天始祖,世界科學家將月球上的一座環形火山命名為“萬戶山”。
蘇聯兩位火箭學家費奧多西耶夫和西亞列夫也在他們的《火箭技術導論》中,說中國人不僅是火箭的發明者,而且也是“首先企圖利用火箭將人載到空中去的幻想者”。
英國火箭專家w·麥克斯韋爾說“wanhoo的事迹是早期火箭史中一件有趣的重大事件”。
德國火箭學家威利·李在他1958年出版的一本書中也說到,在公元1500年左右,wanhoo在
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“發明並試驗一種火箭飛行器時,頗為壯觀地自我犧牲了”。
20世紀70年代,國際天文聯合會將月球背面一座環形山命名為“wanhoo”。
宋應星接著說:“由於鋼材性能的不斷提升,完全能滿足蒸汽機和內燃機的材質要求。邛崍火井鎮開採的石油天然氣提煉也正在進行,現在已分離汽油、柴油、煤油”。
宋應星:他的著作都具有珍貴的歷史價值和科學價值。如在“五金”卷中,宋應星是世界上第一個科學地論述鋅和銅鋅合金(黃銅)的科學家。他明確指出,鋅是一種新金屬,並且首次記載了它的冶鍊方法。這是我國古代金屬冶鍊史上的重要成就之一。使中國在很長一段時間裏成為世界上唯一能大規模煉鋅的國家。宋應星記載的用金屬鋅代替鋅化合物(爐甘石)煉製黃銅的方法,是人類歷史上用銅和鋅兩種金屬直接熔融而得黃銅的最早記錄。
特別是,宋應星注意從一般現象中發現本質,在自然科學理論上也取得了一些成就。
首先,在生物學方面,他在《天工開物》中記錄了農民培育水稻、大麥新品種的事例,研究了土壤、氣候、栽培方法對作物品種變化的影響,又注意到不同品種蠶蛾雜交引起變異的情況,說明通過人為的努力,可以改變動植物的品種特性,得出了“土脈歷時代而異,種性隨水土而分”的科學見解,把我國古代科學家關於生態變異的認識推進了一步,為人工培育新品種提出了理論根據。
在物理學方面,新發現的佚著《論氣·氣聲》篇是論述聲學的傑出篇章。宋應星通過對各種聲音的具體分析,研究了聲音的發生和傳播規律,並提出了聲是氣波的概念。
“好,我馬上就要在成都成立一個皇家科學院,專門用來研究各種學問及制器,若是宋先生不棄,可否擔任院長一職?”朱厚煒一臉殷切的問道,他可是在知道宋應星在蜀王府上時,就已經在打他的主意了。
聽到朱厚煒的邀請,宋應星臉現尷尬,躬身回道:“殿下,小人還是白身,實在是不好任職。”
“呵呵,宋先生誤會了,這個科學院並不是一個官方機構,算起來就像是書院一樣,屬於一個民間學術研究機構,裏面都是一些各方面的人材,可以專職也可以兼職,甚至以後若是條件允許,還會招收一些學生,當然了,現在裏面的人還不多,不過若是有宋先生和方先生、吳先生、孫先生這樣的頂尖人材加入,肯定會吸引更多的人加入。”朱厚煒的野心很大,不但想把宋應星網羅到科學院,甚至連方以智、吳敬、孫雲球等也想一起拉進來。
“原來如何,那恭敬不如從命,不過院長一職可萬萬不敢當,還是由吳先生來擔任吧!”宋應星一聽科學院是個類似學院的民間學術機構,立刻放下心來,朝中不少大儒也會偶而到書院中授課,甚至朝廷也鼓勵這種做法。
吳敬聽到宋應星推薦自己,立刻搖頭推脫道:“我可不行,一來我年紀大了,實在沒有精力去管理學院。二來我精通的數學對於制器方面幫助不大,機械和其他方面又不及宋先生你精通,因此還是由你來擔任吧。”
吳敬說的十分誠肯,而且也都是事實,宋應星考慮了一下,終於答應下來。
“噢,對了,孫先生也要加入科學院,暫時就做個副院長吧。
既然成立了科學院那我們就從六分儀和蒸汽機入手,先說六分儀。
看了看四人認真的表現,朱厚煒整理了一下思路,提出兩個問題,然後這才說道:“想必大家都知道,咱們居住的大地包括周圍的海洋,這些統統都在一個球體上!”四人聽后猛點頭,連朱厚燳那種業餘的天文愛好者都知道的問題,更不用說眼前這四個專家了。
“好,既然是個球體,那麼就給我們帶來一個定位的問題,若是在陸地上還好,有山川河流可以做參照,但若是在一望無際的大海之上,我們又該如何知道自己所處的方位呢?”朱厚煒循序漸進引導着問道。
“這個……”聽到朱厚煒的問題,宋應星和吳敬都是一陣沉默,他們以前大部分時間都生活在陸上,極少出海,也從來沒有想過這個問題。
朱厚煒等了一會,眼前這四人雖然都是才智卓絕之輩,但一時半會也絕對想不出什麼好的辦法,於是再次說道:“若想解決這個問題,那就要引入經緯的概念,所謂橫線為緯,豎線為經,我將我們居住的這個球命名為地球,而經緯就是在地球上畫出的線……”
朱厚煒將自己所知的關於經緯的知識慢慢講解出來,雖然只是一個基礎,甚至有些地方還出現缺失和錯誤,但是對於宋應星四人來說,卻無異於打開一道嶄新的大門,不但很快明白了經緯的涵義,甚至還在朱厚煒講解的基礎上,舉一反三想到一些經緯方面的其它知識。百科全書里有六分儀但朱厚煒知道“科技樹”不能亂開必須循序漸進。
“殿下真是能常人所不能,學生嘆服!”聽朱厚煒講完吳敬第一個站起來行禮道,宋應星、方以智更是緊隨其後。
“呵呵,這隻不過是小子平時沒事時的胡思亂想,肯定有許多謬誤,倒是讓先生們見笑了。”朱厚煒的臉皮已經練成金剛不壞,剽竊起來臉色沒有任何的變化。
“殿下講這個經緯的概念,是想讓我幫殿下將這方面的知識補全?”吳敬眼放精光,一臉急切的問道。
“哈哈,吳先生果然厲害,一下子就猜到了關鍵。”朱厚煒笑道,專業知識還是交給專業人材,他只要開一個頭,再指一個方向,自然會有人幫着去補充,畢
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竟大明這麼大,還怕缺少可用的人材嗎?
“殿下放心,只要給學生一段時間,一定將相關知識都給整理出來。”得到吳敬肯定的回答,朱厚煒立刻興奮起來,雖然經緯只是一個概念,但它的意義卻是極不尋常,若是不出意外,絕對是能名垂千古的美事。吳敬雖然不貪財色,但對於‘名’之一字,卻是極為看重。
“吳先生,只是整理出來還不夠,我還要在成都修建一座天文台,就在成都城外,位於蜀王府中軸大街(現在的天府大道)的延長線上,然後將通過大街和天文台的經線定名為本初子午線,也就是零度經線,地球上所有經線都由此開始!而這件事,就要等你回到研究好后,親自監督修建,至於經費,就由我皇家來出。”
朱厚煒野心勃勃的說道,前世的本初子午線位於英國格林威治天文台,那是大英帝國輝煌時期的見證。 現在要將子午線定於大明的蜀王府大街,這條街也剛好是南北走向,也算是冥冥之中自有天定,而只要有它在,大明的輝煌就不會有人忘記。
“好主意!”宋應星和方以智一起拍手大聲贊道。“經緯的概念的確很好,但還有一個很關鍵的問題,那就是我們如何知道自己所處的經緯度呢?”正在這時,孫雲球忽然提出一個難題。
“不錯,就像殿下你剛才說的,在陸地上還好,有山川河流這些參照物,但若是在茫茫大海上,那這些參照物都沒有了,除非……”吳敬聽到孫雲球的問題,一開始也贊同道,不過隨着思維的漸進,忽然想到一個解決辦法,雙眼立刻露出一絲狂喜。
“哈哈~,除非是用日月星辰做為參照。”宋應星接過吳敬的話,接下來說道,以他們的聰明才智,只要朱厚煒起了一個頭,立刻能讓他們想出後續的解決辦法。
“可若是以日月星辰做參照,想要確定自己所處的經緯度,就必須要精通天文與算學,這種人我大明也沒有多少,若是想在每艘海船上都配上一個,實在是不切實際。”經過宋應星和吳敬的提醒,孫雲球也醒悟過來,想到了通過計算來確定方位的辦法,只是隨即又想到一個很實際的困難。
聽着他們的討論,朱厚煒心中是驚訝無比,果然是大明少有的人材,第二個問題他都還沒來的及說,他們竟然已經想到了。
“殿下,剛才你說第二個問題和第一個問題的聯繫很緊密,應該就是這個定位的問題吧?”吳敬四人討論了幾句,最後發現唯一能想到的辦法,就只有通過日月星辰等天體來定位而方以智又想到剛才朱厚煒的話,於是轉而向他問道。
“呵呵,方先生猜的不錯,就是這個問題。”朱厚煒笑道。
“哦?那殿下有何想法?”吳敬眼睛一亮,有些期待的問道,雖然朱厚煒可能在專業知識上不如他們,但是有些想法卻是開創一個先河,讓人聽後有種豁然開朗的感覺。
“對於這個問題,其實我的想法和你們差不多,都是要以星體來定位。”朱厚煒老老實實的說道,吳敬等人一聽,心中不禁有些失望,不過接着朱厚煒又道,“不過這種計算若是只用人來觀察和計算的話,那就太耗時耗力了。”
“殿下你的意思是?”宋應星年紀最小,反應最快問道。
“我知道有一種儀器,名字叫做六分儀,只要一般人能熟悉它的操作,然後經過簡單的計算后,就能得出自己身處位置的經緯度,可惜我卻不清楚這種儀器的工作原理和結構,因此想讓吳先生幫忙研製出來。”朱厚煒笑呵呵的說道,航海時只有羅盤,若是近一些還好,但若是想在遠洋上航行,就必須有定位的六分儀才行。
“六分儀?”宋應星等人都是第一次聽說這個名字,不過這六分儀竟然能測量經緯度這可是個了不起的發明啊!
“殿下,你是從何處得知的這種儀器,能不能搞到一台讓我們研究一下!”宋應星皺着眉頭問道,以他對經緯測量方法的了解,知道這六分儀肯定是一件十分複雜的儀器,若是只憑他們空想的話,那還不知道要研究到什麼時候才能有些頭緒?
“這個很抱歉。我也是從一張殘圖上看到的,估計整個世界上都找不到這東西。”朱厚煒雙手一攤,一臉歉意的說道。
六分儀在後世航海上應用十分普遍,甚至到了電子時代時,仍然有很大的用處。可是想到公元十六世紀的地球上找到這東西,肯定不太可能。
聽到朱厚煒的回答,宋應星等人都是一臉的失望,不過只聽朱厚煒又接著說道:“雖然我看到的只是殘圖,但是幾個關鍵的部件還是十分清楚的,這六分儀的主體是一個圓形的六分之一,另外還有一個望遠鏡,一個可轉頭的半透明玻璃片,大概也就是這幾樣東西。”
朱厚煒十分不負責的將六分儀的主要部件講了出來,這倒不是他故意為難他們。
畢竟他前世只是一個普通人,根本沒機會接觸過六分儀,而他知道的這些,還是從一個航海類的遊戲裏看到的,那個遊戲將六分儀拆成幾部分。然後讓玩家找齊組裝,朱厚煒現在只記得這三個主要部件,至少這三個部件的安裝以及儀器操作,那就是宋應星他們要做的事了。
聽了朱厚煒的介紹,宋應星的眉頭暫時舒展了一下,望遠鏡他在工業區見過。而且還特意去生產望遠鏡的工廠訂做了一個倍數最大的,用於觀測天體,通過望遠鏡,讓他了解到不少的東西,比如月亮竟然是塊醜陋的大石頭,而金星、木星等星體的觀測也有了許多進展,更發現了不少以前看不到的星體。
“殿下,已經有了幾分頭緒,在科學院完善後共同協助完成這六分儀的研製。”宋應星深吸了口氣,上前一步說道,口中對朱厚煒也變成了正式的稱呼,顯得十分的鄭重。
(本章完)