第三节 科学萌芽
第三节科学萌芽
“正因为要使用到水力,因此工厂仅能建造在河边,而北方的河流稀少,且河水并不湍急,不适合建造这样的工厂。我认为,要建造工厂,只能在南方”
听完这个发明了纺纱机的学生所做的介绍,朱祁钰也连连点头。“这是一份很不错的毕业论文,不过,大明需要的不仅仅是理论上的东西,我们更需要的是实际的行动。现在,我给你安排一个新的任务。明日,你去丁用那里支取一笔路费,我再给你开张手谕,你去找于大人,到户部要一份大明山川河流图。今后半年,你必须要找到几处适合建立这类工厂的地方,然后,提交一份报告给我,我再安排人员去建造工厂”
“谢陛下”这名叫郑梦秋的学生也很是兴奋,他的发明不但得到了重视,而且皇帝还亲自批准他去准备建造工厂的事情,见到自己努力一年多的成果就将转变为现实的东西,他能不兴奋吗只不过,郑梦秋这个年轻人并不知道,数百年后,他发明的“郑氏纺纱机”将被称为打开了工业化革命大门的第一把钥匙而他也随此被载入史册,并且因此荣选大明帝国科学工程院第一批院士
“好了,上次有人提到过蒸汽的问题,我想看看是谁想到的”
“陛下,是我想到的”
朱祁钰一见到此人,心里一惊,竟然是一个女学生。“你叫什么”
“陛下,学生叫段灵”
“好名字,确实很机灵”朱祁钰笑着点了点头,这段灵长得虽然不是很漂亮,不过双目之中透着一股灵气,而且很有气质,要用后来的话形容,就是那种成功女性的气质。“说说你的想法,你是怎么想到蒸汽的力量的”
“这”段灵显得有点尴尬,当她提出这个想法的时候,就连周围的同学都在嘲笑她,“陛下,我只是偶尔见到,烧水的时候,水壶盖被冲了起来,因此就在怀疑,是什么力量让压紧了的水壶盖子冲了起来呢里面除了水之外,还有什么后来我想到陛下曾经说过有什么蒸汽,因此我就有了这样的想法”
朱祁钰点了点头。“对,让水壶盖冲起来的就是蒸汽,也就是气化之后的水。大家都知道,水可以凝结成冰,而且水还是越烧越少。其实,水出了我们常见的液体状态与固体状态之外,还有气体状态。这与我们以往所说的气不一样。我们周围存在的是空气,是一种混合气体,而水蒸气是一种单一气体”
“陛下,那水怎么会变成气呢这样一来,水还存在吗”立即就有学生提问了。
“那么,我问大家,我们可以抓起一块石头”朱祁钰从地上拣起了一块石头,“这石头是有一定形状的,如果,我们抓起的是一把沙,那沙有形状吗当然,我们能够看到沙粒,如果沙粒再小一点,我们还能看见吗”
众学生都沉思了起来,不久,立即就有人说道:“陛下,这就是你曾经告诉我们的原子,分子吧”
“对,世间万物都是由原子与分子组成的。这些小颗粒是我们无法用肉眼看到的,但是它们确实存在,而且就在我们周围,甚至连我们自己,都是由原子与分子构成的空气是原子与分子,水也是由分子构成的”
“也就是说,水变成水汽之后,其实并没有被破坏,只是被打散了”
“对,水在变成冰的时候,水分子都被固定了起来,不能自由活动。而水为什么可以流动,也正是水分子可以自动运动,所以我们说水无定型。当水成为水汽之后,分子之间的空隙就更大,就如同你们坐得很今,而我与你们之间的间隔距离就要大得多一样。这样,水分子不但可以自由活动,还进入了空气之中,所以,我们看不见水汽,只能在水汽从新凝结成水的时候,我们才能看见白色的水雾”
“陛下,那水汽有什么力量能够将水壶盖子顶起来呢”段灵此时也不再怀疑自己的猜测了。
“这就要涉及到另外一个问题,能,或者说是能量”朱祁钰自己的知识其实是有限的,他能做的,只是将一些最基本的东西告诉这些对科学知识如痴如渴的学生。“我们平常吃饭,正是补充能量,不然饿了的时候,也不会感到手脚发软,混身乏力。而能量是这个世界上除物质以外普遍存在的另外一样东西,我们看不见,摸不着,却能够感受得到比如,谁打了你们一拳,你们立即就能够感受到一股巨大的力量袭来。而这也是能量的体现。除此之外,能量还有很多的表现方式。水蒸气就是一种,当水汽受热之后,体积就会膨胀,而这里面就射击到了内能与机械能两个问题。内能也就是我们常说的热,水蒸气具备的就是这种能量,当水蒸气只能向一个方向膨胀,就将推动壶盖,此时内能就转化为了机械能”
学生们是一头雾水,而朱祁钰能够给他们解释的却并不多,毕竟朱祁钰早就把高中学的那些知识给忘得差不多了,他能够记起来的也仅仅是这些最为基础的知识。至于内能是个什么东西,机械能又是个什么东西,他很难一时解释清楚。不过,这些聪明的学生很快就帮助朱祁钰解决了这个麻烦。
“陛下,我认为机械能就应该是物体运动的能量。比如,匠人在建造房屋的时候,都会打下地基。而他们正是用巨大的石锤将木桩打入地下的,石锤落下时具有的就是机械能,是不是”
“对,就是这个意思。我们费很大的力气把石锤提高,让石锤具有了势能,而石锤落下的时候,势能转变为了机械能。最后,正是机械能将木桩打入了地里”
“那势能又是什么”
“这势能,其实就是大地引力产生的能量,所谓水往低处流,如果水是在一个碗里的话,就绝对流不出来,可大地并不平,因此水就会在势能的作用下,从高向低流”朱祁钰已经是满头大汗了,现在他具有的知识,在这帮学生面前已经感到很吃力了。“好了,很多东西,都需要你们自己去思考,自己去发现,自己去想像的。不要认为你们那些奇怪的想法都是错的,往往最离奇的想法其实就是最伟大的发明”
学生们都有点兴奋了,朱祁钰作为他们的老师,真正给他们讲课的时间却不多。而每次,朱祁钰都是用这种近似于聊天的方式来讲课的,其效果要比以往那种刻板的学习好得多。这种启发式的知识传递有着很大的吸引力,特别是对这些年轻的学生来说,他们了解得越多,神秘的科学世界展现在他们面前的秘密就越多,也就越能够吸引他们的注意力,引导他们前进
当朱祁钰留下了让学生们自由思考,自由讨论之后,就逃一般的离开了学校。出门之后,他才想起还有一件事情没有做,赶紧让金英回去叫段灵来去他的新“皇宫”。朱祁钰只知道蒸汽机的原理,可具体的设计他是一点都不清楚的,现在既然段灵已经想到了这一点,那就让她去努力吧,如果最终能够搞出蒸汽机来的话,那大明就将成为世界上最发达的国家了
“陛下”虽然在同学们中间,段灵还算是胆子大的,不过在单独面对朱祁钰的时候,她就显得有点内向了。
朱祁钰点了点头,放下了于谦刚派人送来的一份政府公文。这时候,朱祁钰也才注意到,段灵只是个十八岁的小姑娘而已。想必,也只有年轻人才能够大胆的发挥自己的想像力吧,如同于谦这样的中年人,历经了那么多的沧桑事故,就算让他去想像,他也不会想出超越自己常识范围的东西吧
“坐吧,你先等会,我还有点事情。金英,去弄点点心来,别怠慢了客人”
“陛下,你忙吧,不用客气了”
朱祁钰尴尬的笑了一下,迅速的处理完了于谦送来的公文,这时候,金英也端着几盘糕点进来了。
“段姑娘,说说你对蒸汽的看法”朱祁钰自己都饿了,他也不那么在乎自己的形象,边吃边说道,“你有没有想过,如果将蒸汽的力量利用起来的话,那郑梦秋搞的纺纱机,就完全可以不依靠河水的力量了”
“陛下,你是说,制造一台机器,可以利用蒸汽的力量”
“对,准确的说,这应该叫蒸汽机,我也不记得这应该是什么样的一台机器了,不然也不会请段姑娘来谈这件事情”
“陛下,这确实是个很好的想法,如果能够制造出这样的机器来,那今后,我大明根本就不需要用人力来纺纱了,甚至可以用它来驱动更多的机器,制造出更多的东西出来”
“对,蒸汽机的用处很广泛,几乎所有地方都可以用到。那么,我给你一个任务,你可以直接到丁用那里去要你所需要的一切东西,并且找于大人帮你安排几个助手。蒸汽机就是你的毕业设计,如果你能制造出蒸汽机来,我还会赏你”
“陛下,我也想了一些这方面的事情,不过还有很多疑问现在我无法解决,所以”
朱祁钰抬了下手。“这样吧,你暂时就住在这里,我让金英给你专门腾几间房子出来,如果有什么不了解,或者是想不通的地方,你随时可以来找我,半夜都行”
“这”
“段灵,你要高度重视这件工作,我可以负责任的告诉你,你将要做的事情,关系到了大明未来数百年的兴盛与繁荣。如果你能发明蒸汽机的话,你将成为大明历史上最伟大的发明家”
朱祁钰这话并不过分,段灵后来确实成为了大明帝国最伟大的发明家,还成为了帝国科学工程院的第一任院长,数百年之后,历史学家给她的定位与评价都非常高,甚至有人认为,她的贡献远在后来发明原子弹的科学家之上
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“正因为要使用到水力,因此工厂仅能建造在河边,而北方的河流稀少,且河水并不湍急,不适合建造这样的工厂。我认为,要建造工厂,只能在南方”
听完这个发明了纺纱机的学生所做的介绍,朱祁钰也连连点头。“这是一份很不错的毕业论文,不过,大明需要的不仅仅是理论上的东西,我们更需要的是实际的行动。现在,我给你安排一个新的任务。明日,你去丁用那里支取一笔路费,我再给你开张手谕,你去找于大人,到户部要一份大明山川河流图。今后半年,你必须要找到几处适合建立这类工厂的地方,然后,提交一份报告给我,我再安排人员去建造工厂”
“谢陛下”这名叫郑梦秋的学生也很是兴奋,他的发明不但得到了重视,而且皇帝还亲自批准他去准备建造工厂的事情,见到自己努力一年多的成果就将转变为现实的东西,他能不兴奋吗只不过,郑梦秋这个年轻人并不知道,数百年后,他发明的“郑氏纺纱机”将被称为打开了工业化革命大门的第一把钥匙而他也随此被载入史册,并且因此荣选大明帝国科学工程院第一批院士
“好了,上次有人提到过蒸汽的问题,我想看看是谁想到的”
“陛下,是我想到的”
朱祁钰一见到此人,心里一惊,竟然是一个女学生。“你叫什么”
“陛下,学生叫段灵”
“好名字,确实很机灵”朱祁钰笑着点了点头,这段灵长得虽然不是很漂亮,不过双目之中透着一股灵气,而且很有气质,要用后来的话形容,就是那种成功女性的气质。“说说你的想法,你是怎么想到蒸汽的力量的”
“这”段灵显得有点尴尬,当她提出这个想法的时候,就连周围的同学都在嘲笑她,“陛下,我只是偶尔见到,烧水的时候,水壶盖被冲了起来,因此就在怀疑,是什么力量让压紧了的水壶盖子冲了起来呢里面除了水之外,还有什么后来我想到陛下曾经说过有什么蒸汽,因此我就有了这样的想法”
朱祁钰点了点头。“对,让水壶盖冲起来的就是蒸汽,也就是气化之后的水。大家都知道,水可以凝结成冰,而且水还是越烧越少。其实,水出了我们常见的液体状态与固体状态之外,还有气体状态。这与我们以往所说的气不一样。我们周围存在的是空气,是一种混合气体,而水蒸气是一种单一气体”
“陛下,那水怎么会变成气呢这样一来,水还存在吗”立即就有学生提问了。
“那么,我问大家,我们可以抓起一块石头”朱祁钰从地上拣起了一块石头,“这石头是有一定形状的,如果,我们抓起的是一把沙,那沙有形状吗当然,我们能够看到沙粒,如果沙粒再小一点,我们还能看见吗”
众学生都沉思了起来,不久,立即就有人说道:“陛下,这就是你曾经告诉我们的原子,分子吧”
“对,世间万物都是由原子与分子组成的。这些小颗粒是我们无法用肉眼看到的,但是它们确实存在,而且就在我们周围,甚至连我们自己,都是由原子与分子构成的空气是原子与分子,水也是由分子构成的”
“也就是说,水变成水汽之后,其实并没有被破坏,只是被打散了”
“对,水在变成冰的时候,水分子都被固定了起来,不能自由活动。而水为什么可以流动,也正是水分子可以自动运动,所以我们说水无定型。当水成为水汽之后,分子之间的空隙就更大,就如同你们坐得很今,而我与你们之间的间隔距离就要大得多一样。这样,水分子不但可以自由活动,还进入了空气之中,所以,我们看不见水汽,只能在水汽从新凝结成水的时候,我们才能看见白色的水雾”
“陛下,那水汽有什么力量能够将水壶盖子顶起来呢”段灵此时也不再怀疑自己的猜测了。
“这就要涉及到另外一个问题,能,或者说是能量”朱祁钰自己的知识其实是有限的,他能做的,只是将一些最基本的东西告诉这些对科学知识如痴如渴的学生。“我们平常吃饭,正是补充能量,不然饿了的时候,也不会感到手脚发软,混身乏力。而能量是这个世界上除物质以外普遍存在的另外一样东西,我们看不见,摸不着,却能够感受得到比如,谁打了你们一拳,你们立即就能够感受到一股巨大的力量袭来。而这也是能量的体现。除此之外,能量还有很多的表现方式。水蒸气就是一种,当水汽受热之后,体积就会膨胀,而这里面就射击到了内能与机械能两个问题。内能也就是我们常说的热,水蒸气具备的就是这种能量,当水蒸气只能向一个方向膨胀,就将推动壶盖,此时内能就转化为了机械能”
学生们是一头雾水,而朱祁钰能够给他们解释的却并不多,毕竟朱祁钰早就把高中学的那些知识给忘得差不多了,他能够记起来的也仅仅是这些最为基础的知识。至于内能是个什么东西,机械能又是个什么东西,他很难一时解释清楚。不过,这些聪明的学生很快就帮助朱祁钰解决了这个麻烦。
“陛下,我认为机械能就应该是物体运动的能量。比如,匠人在建造房屋的时候,都会打下地基。而他们正是用巨大的石锤将木桩打入地下的,石锤落下时具有的就是机械能,是不是”
“对,就是这个意思。我们费很大的力气把石锤提高,让石锤具有了势能,而石锤落下的时候,势能转变为了机械能。最后,正是机械能将木桩打入了地里”
“那势能又是什么”
“这势能,其实就是大地引力产生的能量,所谓水往低处流,如果水是在一个碗里的话,就绝对流不出来,可大地并不平,因此水就会在势能的作用下,从高向低流”朱祁钰已经是满头大汗了,现在他具有的知识,在这帮学生面前已经感到很吃力了。“好了,很多东西,都需要你们自己去思考,自己去发现,自己去想像的。不要认为你们那些奇怪的想法都是错的,往往最离奇的想法其实就是最伟大的发明”
学生们都有点兴奋了,朱祁钰作为他们的老师,真正给他们讲课的时间却不多。而每次,朱祁钰都是用这种近似于聊天的方式来讲课的,其效果要比以往那种刻板的学习好得多。这种启发式的知识传递有着很大的吸引力,特别是对这些年轻的学生来说,他们了解得越多,神秘的科学世界展现在他们面前的秘密就越多,也就越能够吸引他们的注意力,引导他们前进
当朱祁钰留下了让学生们自由思考,自由讨论之后,就逃一般的离开了学校。出门之后,他才想起还有一件事情没有做,赶紧让金英回去叫段灵来去他的新“皇宫”。朱祁钰只知道蒸汽机的原理,可具体的设计他是一点都不清楚的,现在既然段灵已经想到了这一点,那就让她去努力吧,如果最终能够搞出蒸汽机来的话,那大明就将成为世界上最发达的国家了
“陛下”虽然在同学们中间,段灵还算是胆子大的,不过在单独面对朱祁钰的时候,她就显得有点内向了。
朱祁钰点了点头,放下了于谦刚派人送来的一份政府公文。这时候,朱祁钰也才注意到,段灵只是个十八岁的小姑娘而已。想必,也只有年轻人才能够大胆的发挥自己的想像力吧,如同于谦这样的中年人,历经了那么多的沧桑事故,就算让他去想像,他也不会想出超越自己常识范围的东西吧
“坐吧,你先等会,我还有点事情。金英,去弄点点心来,别怠慢了客人”
“陛下,你忙吧,不用客气了”
朱祁钰尴尬的笑了一下,迅速的处理完了于谦送来的公文,这时候,金英也端着几盘糕点进来了。
“段姑娘,说说你对蒸汽的看法”朱祁钰自己都饿了,他也不那么在乎自己的形象,边吃边说道,“你有没有想过,如果将蒸汽的力量利用起来的话,那郑梦秋搞的纺纱机,就完全可以不依靠河水的力量了”
“陛下,你是说,制造一台机器,可以利用蒸汽的力量”
“对,准确的说,这应该叫蒸汽机,我也不记得这应该是什么样的一台机器了,不然也不会请段姑娘来谈这件事情”
“陛下,这确实是个很好的想法,如果能够制造出这样的机器来,那今后,我大明根本就不需要用人力来纺纱了,甚至可以用它来驱动更多的机器,制造出更多的东西出来”
“对,蒸汽机的用处很广泛,几乎所有地方都可以用到。那么,我给你一个任务,你可以直接到丁用那里去要你所需要的一切东西,并且找于大人帮你安排几个助手。蒸汽机就是你的毕业设计,如果你能制造出蒸汽机来,我还会赏你”
“陛下,我也想了一些这方面的事情,不过还有很多疑问现在我无法解决,所以”
朱祁钰抬了下手。“这样吧,你暂时就住在这里,我让金英给你专门腾几间房子出来,如果有什么不了解,或者是想不通的地方,你随时可以来找我,半夜都行”
“这”
“段灵,你要高度重视这件工作,我可以负责任的告诉你,你将要做的事情,关系到了大明未来数百年的兴盛与繁荣。如果你能发明蒸汽机的话,你将成为大明历史上最伟大的发明家”
朱祁钰这话并不过分,段灵后来确实成为了大明帝国最伟大的发明家,还成为了帝国科学工程院的第一任院长,数百年之后,历史学家给她的定位与评价都非常高,甚至有人认为,她的贡献远在后来发明原子弹的科学家之上
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