第435章 成熟期蒸汽机

肖德和已经做了六年的唐山知府,但他知道唐山府成为目前的河北省第一府是因为遵化的军工园、博研院的机械所放在了这里。

当然,他并非没有功绩——在原来滦州和乐亭县之间的煤铁重工园和在丰润县与芦台巡检司之间的化工园已经初具规模。

今时今日之唐山府,又纳了永平府的滦州往南的滦河以西一县一州之地,而永平府则改名山海府,辖境往长城以北拓,另设了青龙州。

朱常洛从改名为天津港的大沽往北,不需要多长时间就到达了唐山府内。

化工园只是起步不久,目前主要便是依托这里的盐以及从天津港再运来的其他材料尝试目前技艺水平能生产的一些原料。

“化工园,煤铁园,军工园,如今便是三足鼎立了。府城居中,臣除用心这三处外,便是那工程机械大学校。只是如今化工园也亟需自然格物人才,不好大多都是方士……”

肖德和介绍着目前的成绩和困难,朱常洛点着头:“改个名字,以后叫做理工大学院。回头让文教部再审议一下,予河北理工大学校结业即授予北京大学院、明华大学院同等文凭。”

“臣谢陛下隆恩!”肖德和喜上眉梢,“如此一来,这理工大学院便不愁八方学子前来进学了。”

大明业已构建起新的进学体系。

首先是各县州小学校,学成之后,首先便可得“童生”文凭。有此文凭,到官府做吏员、到官产院下诸商行谋个活计,这已经是最低要求——这种活计,不是力气活,而是吃学问饭的。

再之上,便是各府中学校,学成可授“生员”文凭,这便与考出来的生员无异了。若无心再进考或者年限过了,在地方官衙少说是个从九品,在官产院下商行则可以稍稍历练就主事,在民间自然出路更多。

而后便是各省的部属大学校,学成可授“举士”文凭。它的地位,比举子略低,相当于副榜。若要为官,也只是比乡试正榜举子略低。虽然不能直接去考会试,但却可以参加进贤院定期举办的官试。只要考中,就能从从七品开始授官。

最后自然是大明仅有的两所大学院。他们虽然仍受文教部管束,但大学院学成可授“博士”文凭,等同于原先的赐同进士出身,可直接授官七品起。

这是常规的一直读下去就能获得的进身之阶。虽然地方考选生员、乡试考选举子、会试考选进士仍然存在,但这些只相当于是一个“加速”通道了。成功者当然是最优秀的一批,但普天之下的读书人大多还是难以走通的——何况现在还加上了年龄限制。

参加会试有年龄限制,参加官试也有年龄限制。那么对于大部分天资平庸的读书人,倒莫不如按部就班,边在官办大中小学校读着,边参加考试尝试“跳一步”。

如今河北工程机械大学校一下子升格为大学院,学成便可授博士,对于挤不进两大学院的举子、举士来说又是一条新的道路。

在大学院进学,可并不拘你是哪里人士,会影响各地举子名额这些东西。只要肯来、能进、能学成考过,最后就是打底一个七品官或者其他衙行的事务官,难道不香?

朱常洛转身就问王徵:“这化工方面,你有什么想法?”

一晃这么多年过去,王徵已经虚岁四十六。他如今仍然是博研院掌院,但博研院同样今非昔比。

原先的博研院只算是天子特别设置,由内帑支应所需。现在,博研院却成了仅次于一房七院的存在,其掌院更是从一品衔——虽根本不涉及其他中枢衙署的权力,但毕竟是从一品衔。

王徵专心学术多年,此刻呈禀的对象又是皇帝,他就直说道:“越研究,越杂乱。臣和数位院士已经商讨过了,有些学科得单列门类出来,好生钻研。这万物相化道理,过去主要是各位道长在尝试,但如今也有了不少发现。再要精研下去,就不能仅凭道长们的心得了。”

“好,总算是走到这一步了。”朱常洛十分赞同,“朕改工程机械大学校为理工大学院,便是要着眼这一点。万物相化,其中奥妙非凡。这件事,随后回京了就商议。”

化学的研究,一直到此时此刻也只能凭借经验来多尝试。要真正构建起这门学科,首先就得深入到微观的层面,比如说各种物质的分子式,什么质子电子,这种时代怎么做得到?

但总归到了要窥探其本质的阶段。

有这个进展,还是因为研制蒸汽机过程中对热、力等诸多方面的钻研和应用。

看看化工园只是顺路,御驾继续往丰润县城南郊的机械所去。

蒸汽机才是此行重中之重。

……

原型机其实早在三年前就已经制成。烧出蒸汽,通过活塞产出力量带动外部需要使力的工具,这原理并不复杂。

依托大明军工园加工那些比以前精密得多的炮铳所积累的经验,研制出原型还是相对顺利的。

但它如果没有很高的效率,燃料消耗太大,那就不会体现出优势。

还有,安全性、调解它输出力量的大小、它本体构件的大小,这都关系到它能不能应用在更多场景。

朱常洛的龙纹皂靴也不免沾上了煤灰和土,但他还是来到了其中一个矿井的进口。

探头望去,井口幽深。朱常洛侧耳倾听,耳畔传来有节奏的“哧——轰——”声,那就是伫立在这个提篮井口旁边的一台蒸汽机发出的声音。

“这些都是老式的?”他转头问这开滦煤厂的总工程师邹瑾。

如今已经不再有匠籍,而原先的大匠则都冠以工程师的称呼在各处任职领薪俸。

这个邹瑾原先便是熟知采煤之法的大匠,而且颇为年轻。其后参与蒸汽机研制时,不过三十四岁,如今也正在壮年。

他恭敬地回答:“正是。机械所研制出的机器,都在煤场这边试用。该怎么用,臣也要提出想法。”

“你说说看,如今用在哪些方面了,成效如何?”

“是。最早用的便是最头痛的问题,矿井里的积水……”

蒸汽机要烧煤,最早能开始尝试使用的必定就是煤矿里——就近嘛,成本低。

采矿时,由于深入地下,总难免会出现渗水、积水的状况。

如果不及时排出,矿下作业就会越来越危险。

但深处地下,排水是一个大难题。没有蒸汽机之前,自然只能靠人力畜力,而最开始的蒸汽机功率很低,也就只能用来抽水,还抽不了太深处的水。

“前年底的这一式,就能一次从三十多距的深井里把三千斤煤提上来,从底下上来不过一分多钟。再加上卸运,两个提篮轮流用,一个小时足可拉上来五十万斤煤,每口井一天可采煤六百万斤,足有万历年间七倍多。如今厂里共有十六口井,但只用了两台这一式机器,不然井底来不及挖。若要都用上,再有新式机器能下井开凿,来得及采也来得及运……”

朱常洛当然知道工业化开采的效率有多恐怖:“难处在哪?”

“自然是这一式总得用一阵就停一阵。”王徵在一旁解释,“这还是一边用一边浪费许多蒸汽之后,不然会炸开。它也太大了,不好运到井里。若在井里开凿起来,又得时时挪动。若用斜井,那便要像陛下所说铺设铁轨入井,机器置于铁轨之上。”

“排风也在用?”朱常洛指着远处一个连了大皮管的蒸汽机。

“正是。鼓风入井,另有一出再抽井内邪气出来,都是最早的老式。”

“用起来便好,冶铁厂那边就是鼓风?”

“还用了个前年底的新式,带着铁锤锻打。”

朱常洛点了点头,转身看着王徵:“瞧你一点都不慌,又不提前呈禀,应该就是等朕来吧?又有新式了?”

“在机械所。”王徵含笑点头,“臣为陛下贺。这一年多来,院士和博士、工程师们殚精竭虑,总算又有新改进。前年底新式不过是把水汽再冷却往复而用,又双向皆可动,因此总算是合用了,不过仍只是在煤山用最划算。如今,一是制出了气压表,二是把那可用橡胶制出来了,不过用不了多久就得换。最主要的,是制出了更高压的气缸,并且是双缸双胀。”

“哦?”朱常洛顿时瞪大了眼睛,“进展不小啊!试验数据如何?”

“这煤厂也就是看看在用了,烟尘都不小,陛下移驾机械所去看新样机如何?”

朱常洛点了点头:“走!”

临走前自然得勉励一下煤厂的官员、管事。

开滦煤厂隶属于官产院,虽是官方商行,但负责人有官身。

朱常洛既要鼓励他们进一步培养工程师文化,又要叮嘱他们关注安全。

临了把邹瑾带上了。

“邹总工出力不少。”王徵在路上禀报,“采煤之外,他与其他行当工程师们也切磋不少,难得是他脑筋灵活。臣等皆以为,这一式蒸汽机可以定下构型了。其中有诸多部件要铸造、生产、组装,既然以后会用在采矿、冶铁之外诸多行当,机械所下再设一个机械厂,主要还是得产一种型式,这样造价才能降下来。邹总工提了不少意见,让这机器可用在更多行当。”

“哦?”朱常洛很意外地看着邹瑾,“都提了哪些好点子?”

“最妙的莫过于调速器,陛下。”王徵替他回答,“连伽利略院士都说,邹总工有钻研物理算学之天资……”

之前两式蒸汽机都存在一个大问题:转轴的转速仅由蒸汽量决定。但是蒸汽量的大小难以精确把握,从而导致转速变化大。

而邹瑾虽然没那个能力参与到蒸汽机核心部件的研制,但是在煤厂那边的长期应用里却琢磨出了一个外置法子。

朱常洛倒不清楚什么离心式调速器,但邹瑾做出来的东西有异曲同工之妙。

而蒸汽机要应用到更多场景,必定需要在输出转速上可调节,至少得稳定。

“臣与诸院士细聊,觉得此调速器实在是工程机械上又开了一个新枝。将来机械众多,如何精细控制是门不小学问……”

朱常洛听他说着,自然不断点头。

控制论当然是门大学问。机械越来越精密,人力就很难跟上,得采用复合科学原理的自动控制构件。

一路这样聊着,很快就到了离煤厂不算特别远的机械园。

这里已经是一个单独的小镇,以后也会是生产蒸汽机的工厂。

伽利略及博研院其他相关院士都在这里了。

自从博研院升格之后,这些年朱常洛在学问上下了不少功夫,大明已经初步构建起自己的科研体系。相比明华大学院,博研院的层级更高,基本也是有心钻研自然格物的博士甚至进士进入到里面来。

其中冠以殊荣的,当然就是院士之尊。不仅本身如同公侯伯一样拥有超品待遇和皇家给的俸禄,还有牵头设立研究项目的权力。这些项目都由国库专拨,另外内帑年给,民间也可捐资,整个博研院每年可动用的经费已有百万两之巨。

更别说他们还在明华大学院及河北工程机械大学校里可另外领薪俸。即便其中那些没有获得院士称号的博士、进士,同样能到各省部属大学校任教,同样能够在文教部的办学经费里组织一些其他研究项目。

如今伽利略已年过五十,但兴奋得很。

“报喜都不及时,看来这次成果不小。”朱常洛摩拳擦掌,“走,先去试验厅!”

走在路上时,看着在伽利略身后亦步亦趋的另外一个西洋年轻人,他顺嘴问了一句:“他是?”

“陛下,四月份才刚刚赶到,与荷兰船队一起到马六甲的。听说了详情之后,伏波侯第一批先送了他到南都,再兼程到了这里,是我新收的弟子,名叫勒内·笛卡尔,法兰西人,今年刚刚二十岁。”

朱常洛的脚步不由得顿了顿,转头看着那个年轻人:“笛卡尔?”

(本章完)

第436章 贾问道,狄人杰

是那笛卡尔吗?

朱常洛看了看他,最显眼的是一个大鼻子,两只眼睛倒挺大,比较奇特的倒是他有一头黑发。

如今有些拘谨地低头站在那,身材很瘦弱的模样。

“请恕罪,陛下。”伽利略已经一口流利的汉话,“是一个安静内敛的孩子,但非常出色,在欧罗巴著名的贵族学校皇家大亨利学院里接受了完整的教育……”

朱常洛也不确定,但是便往试验厅那边走,一路多问了几句,像是对伽利略所收的这个弟子的来历颇为在意。

目前他当然只是伽利略私人所收的弟子,但博研院既然已经如此重要,伽利略又是第一批获授院士的二位异族臣民之一,皇帝在意倒也很正常。

伽利略说了他和笛卡尔的书信来往,也顺便说了笛卡尔为什么会来到这里的过程。

自从朱常洛给了利玛窦一些传教的自由之后,传教士们在东方的传教大业如今虽然在展开,但已经不可避免要适应东方的文化和习俗。

朱常洛并不去管这些细枝末节,反正华夏自有文化传统和文明基因,任何教派到了这里来都会变个模样。

反倒是依托他们的力量,大明与遥远的欧洲一直有这一条联系通道:皇帝对利玛窦主持的教会有明确要求,他们应该以促进学问交流为核心方向,吸引欧洲受到教会压制的研究人才。

实际上很矛盾,毕竟利玛窦也是教会的传教士。但实际上他就已经像是个独立的“教王”一样。难道在东方拥有皇帝的支持,成为一方大主教不香吗?

所以这些都只是私底下实际的默契,表面上利玛窦仍旧是在传教事业上获得了巨大进展的人物,以此为名义,他与欧洲的联系不曾中断,即便大明与葡萄牙先断绝了贸易往来也没有改变这一点——这就是皇帝在一些方面予他便利的好处。

总之大明就像是给了他一个任务清单一般:达到了什么样的绩效,便允许他们教会拥有多少更好的传教便利。

比如最新的巨大便利,就是让他们在南都建立教堂,所有来到南都的教民都由他们辅助管理。

这些就是笛卡尔能在那什么皇家亨利大学院的学习过程当中接触到伽利略的原因。

这一点不奇怪。据伽利略介绍,这孩子命苦,一岁多就没了妈,父亲小有地位很快就再婚,然后笛卡尔就被交由外祖母带大,他父亲只给他金钱上的支持,父子见面极少。当然,不能说不关心,还是把他送到了有名的学校读书。

但这种经历让笛卡尔养成了沉默孤僻的性格,再加上母亲患病去世时他也受到了感染,从小体弱多病,笛卡尔的少年和青年时光都是和书本度过的,涉猎庞杂而思考颇多,以至于他父亲还称呼他为小哲学家。

问题是笛卡尔对所学有些失望,已经看出其中许多论证模棱两可甚至前后矛盾。他的兴趣原先还很广,但现在就只觉得数学是确凿的知识。

有这种感悟,当然是因为目前欧洲这种“知名学校”仍然受到教会的很大控制。看出了其中问题,他自然也知道了伽利略这些人——尤其是利玛窦“奉旨”送了伽利略、开普勒在大明这边最新的学术成果回去。

这些东西对教会来说都是毒药,但利玛窦也没办法。一方面目前的欧洲本身就已经开始有宗教改革,另一方面利玛窦还有绩效压力。再说了,他在大明待了这么久,亲眼目睹大明的变化,自己原先的信仰也在松动。反而是朱常洛“蛊惑”他:如果能够结合更加经得起观测和实验论证的结论,对教义进行新阐述,他的贡献更大,名留青史!

因此,伽利略、开普勒等人在大明的学术研究成果传了部分回去——主要是关于天体运行规律的那些。

得益于大明皇帝的支持,他们心无旁骛又有庞大资源可以调动,再加上朱常洛的点拨,这次可就并不是猜想式的论证了。

笛卡尔在一次接触到这些“禁书”之后,就被其中缜密的数学论证所吸引。这部分很好,而他敏锐地看到,书里所列举的观测结果论据必定不是像教会所说胡编乱造而来。以他已经拥有的自然科学造诣,他竟然推测出伽利略和开普勒这两个原先在欧洲就已经小有名气的学问家必定在光学和观测仪器上也有了很大进展。

这就是他严谨的那一面,因此他想法子写了一封信被利玛窦派出的联络人员带了回来——和新一批要到东方的传教士以及他们带着的欧洲书籍、最新器械一起。

由此伽利略才与笛卡尔有了联系。

“……这么说,你在信中就跟他说了力学和光学诸定律这些成果?”朱常洛站在了试验厅门口问伽利略。

“没有违反博研院的规定,只是这些内容既然已经都在明华大学院教授,臣心想应该不要紧,只是书信里简单提到了,没有给出详细的证明过程。”

伽利略低下了头:“他在信里详细描述了他的困惑,是一个在哲学思考和自然哲学上都非常有天赋的年轻人,也是一个很纯粹的研究者。去年他的父亲去世,他一直想看看更大的世界,我就希望他到这里来更不受拘束地研究。正好他正在为未来而烦恼,我认为遵从他父亲的遗愿去成为一个律师实在浪费他的天赋。”

朱常洛这下有些确认他就是那个笛卡尔,毕竟能够仅仅通过书信就让伽利略动容。

目前已经取得的一些前沿技术应用成果,朱常洛并不希望这么快就传出去,毕竟大明还没有完全准备好。但纯理论的东西,当然也要开始教学,培养更多新人才。

大明这么大,如今又不是闭关锁国,有些东西终究还是会传出去的,这一点朱常洛倒有心理准备。

因此现在他并未因此责怪,只是笑了笑:“原来如此。既来之,则安之。你怎么跟着荷兰人一起过来了?”

笛卡尔还没学会汉语,自然又是伽利略代答:“荷兰人和西班牙人停战之后正在招兵买马,笛卡尔既然下定了决心来大明探索真理,就变卖了他父亲留给他的遗产。加入荷兰军队,则是因为荷兰舰队也在积极开拓南洋,他正好可以方便过来。”

朱常洛不知道的是笛卡尔在历史上还当真加入过荷兰军队,只不过大概率是在其中做一些技术岗位,他正是在这段时间里结合了数学和物理学,最后创立了解析几何。最终,他的后半生也都是在荷兰度过的。

如今只不过是伽利略和开普勒来到了大明,多年前这只蝴蝶翅膀掀起的风刮到了欧洲,又把刚刚对未来踌躇不定的笛卡尔刮过来了。

年轻的笛卡尔在荷兰舰队上亲眼目睹了大明舰队的恐怖,一来就成了降虏身份。所幸他及时拿出了伽利略的信件,伏波侯沈有容又是知道伽利略院士存在和重要性的人——舰炮上的诸多研制工作,博研院的大家们都有参与。

因此才有了提前让他随报捷快船回南都的决定。

现在东方帝国的皇帝就在面前,笛卡尔在信中就听伽利略说这位皇帝陛下在许多学科上都有令人看不透的造诣。

他知道自己正被皇帝关注,以至于自己的导师正在不停解释。

这时导师所介绍的东方帝国最高学术官员王掌院拍了拍他的肩膀笑了笑,走到了皇帝面前。

“臣也考较了一番,是一块璞玉。”

朱常洛含笑点了点头:“行了,不必在意,朕只是好奇。都能变卖家产过来了,难道朕会不欢迎?走吧,该看这最新式的蒸汽机了。”

进入试验厅,这里面摆满了各种机械。

但最居中的,当然就是用来试验性能的蒸汽机。周围那些,无非再通过传动连接起来测试实际功效的机械,或者是起重装置,或者是轮式装置,又有其他各行各业用得比较多的一些机械。

而面前的蒸汽机体型已经不算很大。

旁边有工人已经在等待,他拿着铁锹,旁边是一大斗的精煤。

“点火吧,朕看得懂。”

朱常洛一声令下,那边就开始铲煤入炉,烧水启动。

笛卡尔并不太喜欢嘈杂的试验厅,但这时伽利略已经到了他身边,用已经颇为生疏的话对他说道:“来到东方这么多年,皇帝陛下让我懂得了一个道理。”

“是什么?”

伽利略看着前方正在说话的王徵和皇帝二人:“追求真理固然重要,但要让每一个人都信奉真理,需要看到真理能为他们带来什么。让所有人都因为真理而感受到生活能变得越来越好,那么真理的力量就会胜过一切,再不是任何教条能束缚住的!人人都知道了真理的力量,那么学者就会得到最大的尊重,最丰富的研究资源和最大的自由!”

笛卡尔凝眉深思。

伽利略笑了笑:“现在你的思考成果,更多还是集中在哲学上。相信我,皇帝陛下也是一位伟大的哲学家,等你读完了陛下的著作就会明白。哲学是所有知识的母亲,所以皇帝陛下在那么多学科上都十分有开创性和预见性,那就一点都不奇怪了。”

顿了顿之后他才说道:“力学定律,就是陛下直接告诉我们的推断。我们所做的,最终无非是通过实验和数学去证明。哪怕仅仅是这个过程,也衍生出了真空、气压等等诸多新的概念。就比如面前这个蒸汽机,它其中所蕴含的知识,就远超你想象……”

前面是王徵向皇帝说这一式蒸汽机的改进内容,后方是伽利略向笛卡尔说明其中包含的科学原理。

朱常洛是懂行的,他听王徵说这是重新设计的汽缸造型、又用了橡胶提高密封性最终提高了内部气压,又专门设计了压力表来为控制提供数据指标,再就是用双气缸利用好高压蒸汽的二次膨胀提高燃烧效率和转速,此外又有邹瑾所涉及的调速器稳定输出动力。

观察试验结果是一个漫长过程,诸如使用寿命这些东西至少目前是观测不到的。

但历史必然性还是在这里,蒸汽机所取代的便是目前更为低效的人力、畜力、风力、水力,因此马力这个单位还是被他们提了出来。

“最开始那一式,不到十马力。前年底大有提升,到了近三十马力。”王徵指着那边被带动着飞速旋转的轮子,“如今这一式,不仅小了许多,每个小时所需燃煤少了足足四成,马力却已近百匹,一分钟过百转。此前用重轮试过,以这一式蒸汽机大小,可以用于车船了。若是大船、大车,自可再另行定造更大的型号,马力未尝不能有数百甚至破千。”

“慢慢来。”朱常洛心满意足,“要到那种程度不是容易事,炉内气压、传统损耗、安全稳定都要想办法再突破。先用起来!这件事,朕会安排枢密院、官产院与博研院会商。”

看着经过调速器之后驱动轮子很稳定地旋转的机器,朱常洛看向了随他过来的邹瑾:“你也功不可没!博研院院士,不拘专研学问大道之人,也可授工程机械应用大才。这一型蒸汽机已可实用,即便以如今煤价,一台机器几乎等于百匹健马之力,那这账就算得过来了。你功不可没,可补授院士!”

邹瑾自然大喜,连忙谢恩。

朱常洛心情大好,扶起他之后抚了抚手掌:“来往于京城唐山之间,这些年你们都辛苦了。机械所的机械厂,肖德和,此后你到官产院去,主持这件事。大明若能用上一万台这机器,便是百万匹健马之力。十万台、百万台,翻天覆地!这是千年未有之剧变,你们都能看见!”

肖德和激动不已。到官产院去,难道不升官?而看皇帝如此激动,到官产院去的这个官位更不会低——那可是要主持这蒸汽机生产以及整个大明应用的。

“首先便是舰船、采矿、冶铁,还有黄河大铁桥,下一步便是交通、官办大工厂。”朱常洛说着,已经是在理思路,或者说对他们说早已想过的思路,“遵化那边朕就不去看了,军械都能稍缓,把机械厂生产蒸汽机所需铁和零件先供足……”

笛卡尔只见东方皇帝兴奋地布置着工作,他已经不再受关注,包括他的导师也一样。

“不要忘了,皇帝陛下还是帝国的主宰,他很忙。”伽利略对他笑道,“可以准备一下了,过两天我们就要到帝国的都城去。在皇帝宫殿的北面,那里才是学术的殿堂。那里的那座山顶,已经有很多石碑围绕在圣殿旁,每一个石碑上都篆刻了一条真理和它的证明者。”

笛卡尔看着伽利略,后者眼中满是期待:“我相信,那里将来也会有属于你的石碑。不过既然已经来了,要不要取个东方名字?我是很晚才取的东方名字,但他们都已经习惯了,就叫我伽利略,而不叫我贾问道。还有个笑话,说我不是假的探索学问大道者,忽略名利加入到东方的家伙。”

这个笑话的含义笛卡尔一时不明白,他问:“那您觉得,我该叫什么东方名字?”

“嗯……就姓狄吧。”伽利略解释了一下同音字和姓氏的意思,随后说道,“我被你的天赋所吸引,你关于结合数学与物理的想法让我也很有启发。东方有句古话,叫做人杰地灵。现在你已经来到了东方这片神奇而宽容的土地,我相信你会成为一个杰出的大学问家。就叫狄人杰,怎么样?”

“您取的名字,一定是很好的。”

“那当然!”

于是贾问道带着狄人杰也随着大队伍离开,身后是听到了伽利略字正腔圆“狄仁杰”几个字的卢象升。

啥?

(本章完)

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