第132章 所谓科学思想

长期以来,火枪的枪管,都是由铁板卷曲出来的。

将卷出来的筒壁内外平整,再用镗床镗平内部,一根滑膛枪管就做成了。

这时候的枪管外观,不一定是后世典型的圆形,可能是六棱柱、八棱柱甚至可能是方形的。

虽然成品可能看不出来,但实际上有一个纵向的接缝,会影响枪管的强度。

火炮则是整体浇筑成型,再用镗床镗平内部制成的。

浇筑出来的炮管,本身的材料并不非常均匀致密,甚至可能会有气泡,这当然会影响结构强度。

到了十九世纪之后,为了提升枪管的强度,开始尝试使用钢柱钻孔的方法生产。

十九世纪中期,英国出现了阿姆斯特朗炮,采用内部熟铁管加缠丝,外部套钢管的多层炮管工艺。

典型特征是火炮中后部有明显加粗的炮箍,口径越大的炮的炮箍也越明显。

到了十九世纪末的时候,无缝钢管登场了。

能够通过内外合力,直接锻造出通体如一的枪管和炮管。

管壁更加的均匀致密,整体强度自然更高。

但是这项技术有一定的难度。

在原有的历史上,无缝钢管的设想最早出现在十九世纪初,但是直到十九世纪末期以前都是摸索阶段。

很多工程师尝试把以前制作铜管的工艺用在制造钢管上,结果基本都以失败告终。

相关理论专利申请了很多,但没有真正做成功的。

直到1885年的时候,德国的曼内斯曼兄弟取得了真正的突破。

他们成功却有很多意外成分。

他们锻造钢柱的时候发现,在钢柱坯料旋转的同时,从两侧同时向内挤压钢柱,钢柱内部就会出现一个洞。

曼内斯曼兄弟无法正确的解释自己成功的原理。

明明是在向内挤压,但钢柱不是变得更加紧实了,而是会变成一根管子。

他们的专利申请也差点被否决。

当时的专利申请不需要做出实物,只需要将自己的设想描述清楚就行了。

但是这个设想的描述本身也要符合基本的逻辑。

专利审核人员也有基本的科学素养,他们认为曼内斯曼兄弟的描述违背了物理规律。

德国专利管理部门专门派人去曼内斯曼兄弟的工厂现场验证,确认他们能够通过他们描述的奇特方式造出无缝钢管后,才授予了他们这份大部分人都无法解释的专利。

曼内斯曼兄弟的方案形成并推广使用了几十年后,仍然没有人都对技术原理做出令人信服的解释。

后来不得不专门造了一个词,直接就叫“曼内斯曼效应”。

现代无缝钢管的制作过程,看着好像是把钢柱烧红,用一根细一些的钢柱插进去,在粗钢柱上硬怼一个洞出来。

实际上根本不是这样的。

那个洞是受到挤压后自动出现的,往里面穿那根较细的钢柱,只是为了将洞扩大并定型。

硬怼根本怼不出洞来,只会把钢柱整体砸扁。

朱简烜看了宋问道提出的无缝钢管方案,确认并不是历史上具有可行性的曼内斯曼方案。

还是在铜管制造技术上做的推演。

铜和钢的性质相差甚远,造铜管能用的方案,在钢管上可能就没有可行性了。

或者是成本极高,不具备量产可行性。

朱简烜考虑了一会儿,尝试着引导宋问道等工匠走正确的道路:

“诸位……以前在亲自锻打圆柱形钢坯的时候,有没有注意过一种现象。

“持续锻打的同时不断旋转钢柱,钢柱的中心就会出现撕裂?”

朱简烜这么一问,好几个工匠都立刻表示,自己曾经注意到过这种情况。

“好像确实有好这样。”

“我也注意到过。”

“原来不止我一个人发现了。”

“其实敲木头也会有类似的情况发生,但这是为什么?”

“反复敲打外部会让内部变空?”

其实在原有的历史上,也有很多工程师发现了这个现象。

但曼内斯曼兄弟首先将这个现象应用在了钢管制造上

朱简烜笑着说:

“既然大家都见过,那可以尝试利用这个现象,用来生产完整一体的钢管?

“同时也都讨论和分析一下,为什么会出现这种现象。”

一群工匠们顿时陷入了沉思,这确实是个值得探讨的问题,看上去好像违背物理规律的问题。

现场一个名叫汪莱的弟子,若有所思的向朱简烜说:

“师父,会不会是因为,在物体旋转的同时敲击,物体所受的力实际上是倾斜的?

“相当于一个有一定角度的切向力?

“同时力也是相互的,我锻打钢柱的时候,钢柱是放在锻台上的。

“锻台也会对钢柱施加一个力。

“这个力与我们锻打的力是相反的,同时角度也是相互错开的。

“旋转的钢柱中间受的力小,靠近两侧区域受的力相对更大,而且两者方向是相反的。

“所以形成了向外撕扯的合力?慢慢在钢柱中间撕开了空洞?”

朱简烜听完之后笑着鼓励说:

“很有想法,似乎是符合逻辑的,但我没有办法告诉你对错。

“我目前也只是看到过这种现象的存在,也没有来得及去研究过其中的原理。

“大家可以自己去尝试复现它,在这个过程中观察和思考,尝试做出自己认为可能的推断和计算。

“再以自己的推断为原理,设计符合逻辑的实验方案,观察实验结果是否与推断吻合。

“如果我们在合理的条件下做实验,始终都能取得与我们的预测相同的结果,就说明我们的推断是正确的。

“将自己的推断整理成通用的抽象化描述,那就是一个新的物理规律了。

“物理学不是某种具有唯一性的绝对真理,始终都只是我们对自然规律的抽象化总结。”

朱简烜最后的总结说的非常保守。

毕竟现在只是十八世纪。

现在只要能够真正理解自己这句话,那至少应该是形而上学的唯物主义者,或者说是机械唯物主义者了。

在这个时代已经算是非常先进的思想了。

朱简烜希望自己的这些弟子们,至少应该都是比较坚定的唯物主义者。

若是将物理或者其他的概念,视为一种绝对的真理或者当做世界本质,就可能会倒退到朴素唯物主义。

甚至可能跳到唯心主义得范畴去。

按照朱简烜的经验,现实中的大部分人都是唯心的,真正的唯物主义者并不多。

即便是前世以唯物主义为倒向的普及教育,让大量的普通学生觉得唯物主义是对的,进而相信自己也是个唯物主义者。

但他们大部分人的内心仍然是唯心的。

一个非常典型的特征,就是觉得欧洲人有科学思想,所以欧洲产生了近现代科学。

同时中国人没有科学思想,所以也没有现代科学。

这就是典型的唯心主义逻辑。

唯物主义者的逻辑应该是反过来的,是欧洲的科学发展孕育出了科学思想,科学思想又反过来继续指导科学研究。

与此同时,“科学思想”不是什么高不可攀的深奥复杂概念。

科学同样也不是什么高不可攀的概念。

发自内心的觉得科学高大上的人,很可能也有唯心主义倾向。

将“科学”、“科学思想”当做是引导世界发展的根本,就是典型的客观唯心思想。

太阳每天东升西落,月亮每个月循环一次阴晴圆缺,一年有四季春夏秋冬,这些最简单的认识都是科学。

把种子埋在土里,浇水施肥就能让其发芽,拔掉杂草能让庄稼长得更好,这仍然是科学。

挨打且无法还手的时候,知道找墙角抱头蹲防,也可以是科学研究的范畴。

黄宗羲通过推算日月食的时间,判断尚书里面有古人作伪,因为上面的日月食记载与核算对不上,这还是科学的范畴。

所以,中国古代本来就是有科学的,自然也会有与之对应的科学思想。

只是没有自行孕育出西方近代形成的那套思维方式。

任何一个西方国家也没有独自孕育出来。

西方科学是发端于中东、希腊,由很多个国家和文明互相交流影响产生。

中国也是有自己独立孕育的“高级”科学思想的,最起码在宋明两代时期属于非常高级的“思想”。

因为社会现实决定社会意识,而宋明时期的神洲科技水平,在全世界范围都是相对较高的。

比如说,王阳明同时代的气学家罗钦顺认为:

“心虽有灵明,但也是一物。心之官则思,能推见事物之数,究知事物之理。”

“有此物即有此理,无此物即无此理。”

“格物是格天下之物,不是格此心;穷理是穷天下事物之理,不是穷心中之理。”

“须就天地万物上讲求其理,要理所当然的将人心、鸟兽、草木、金石、天地视为相同的东西。

“方可谓之物格知至,方可谓之知性知天,不然只是揣摩臆度而已。”

这已经接近形而上学唯物主义的范畴,开始立场鲜明的反对传统的唯心主义了。

崇祯年间的王夫之认为,存在是绝对的,虚无是相对的,运动是绝对的,静止是相对的。

“动而成象则静”,“静者静动,非不动也”,“动而趋行者动,动而赴止者静”。

王夫之反对“先验论”,认为应该凭借自己的感官去观察世界,用心去思考和分析,进而获得事物的“理”。

“耳有聪,目有明,心思有睿知。入天下之声音研其理者,人之道也。

“聪必历于声而始辨,明必择于色而始晰,心出思而得之,不思则不得也。”

导师将王夫之与黑格尔相提并论,并用于王夫之相似的逻辑描述学习和形成正确思想的过程:

“无数客观外界的现象,通过人的眼、耳、鼻、舌、身这五个官能,反映到自己的头脑中来,开始是感性认识。

“这种感性认识的材料积累多了,就会产生一个飞跃,变成了理性认识,这就是思想。这是一个认识过程。

“这是整个认识过程的第一个阶段,即由客观物质到主观精神的阶段,由存在到思想的阶段。”

但是罗钦顺、王夫之这些学者,在明朝的时候属于“气学”。

是排在心学、理学之后的第三名,也就是不想关的人基本不了解的那种第三名。

不是当时思想的真正主流,也不被当时的朝廷特别赏识。

因为皇帝觉得自己对这种思想没有需求,自然不会专门推动和引导其继续发展。

当时也只有一个正统朝廷,也没有别的朝廷做另外的选择,所以探讨也就止步于第一个阶段的理论层面了。

清朝前中期在政治上推行八旗为本,宣传骑射立国,思想上流行“训诂”,也就是考据。

科技发展上逐步彻底落后于世界,思想辩证层面的探讨也趋于停滞。

自然也不会自己孕育与欧洲相同水平的科学思想。

这个世界的崇祯皇帝,在坐稳了自己的位置之后,就把“气学”扶正成了正统思想。

把罗钦顺和王夫之的理论直接列入了科举范畴。

崇祯需要工商业发展、需要科技发展,所以对支持“格天下之物,穷天下事物之理”的思想有需求。

再加上大明与欧洲的交流更加频繁,欧洲的技术和思想也能成为了参考对象。

科学是哲学的根基,科技发展是科学思想的根基。

大明的商业和手工业发展不断加速,大明的“气学”理论探讨,也随之进入新的发展阶段。

有需求就会有科学研究,有科学研究就会有科学思想,科学理论之中本来就蕴含着科学思想。

朱简烜之前的大明工匠们,已经有了自己的一套认识和研究逻辑。

朱简烜周围的弟子们,听了朱简烜的这几句引导,都是颇为激动的点头答应着。

他们开始摩拳擦掌的谋划,想要找出现在讨论这个现象的规律。

而宋问道为首的工匠,此时却明显的松了口气。

朱简烜这些年来,第一次非常直接的承认,自己只是观察到了现象,还没有做任何理论研究。

甚至于表示无法评价学生分析的对错。

因为以前的朱简烜,表现的非常像一个生而知之的人,而这正是大明的气学理论反对的观点。

王夫之认为“禽兽”才是“生而知之”的,或者说禽兽是依靠本能就能生存的。

大明工匠理所当然的相信,人需要学习、分析、研究,才能获得知识。

朱简烜以前的种种表现,让他们的认知出现了动摇。

他们试图找朱简烜单独研究的证据,但是一直都没有足够有力的实证。

只能看到朱简烜经常关起门自己思考和写设计。

现在他们终于稳下来了。

(本章完)

第133章 枪械 口径 火炮

朱简烜对无缝钢管工艺方向做了引导,然后就拿起了桌子上的一把步枪,拉动枪栓看里面的结构:

“除了子弹之外,这几杆枪的性能有什么明显区别?”

宋问道站在朱简烜身边介绍:

“大王,大家按照您的思路,早期分头拟定出了十几种不同的设计。

“经过研讨评判之后,排除高度类似的,以及有明显缺陷的,选出了三种设计方案。

“每一种都做出了三枪样枪来实际测试,测试结果基本符合设计方向。

“甲型枪的枪机最为坚固,闭锁也最为紧密,枪口初速最高。

“有效射程也是最远,范围能到五百到八百米。

“但是枪机操作不灵活,极限射速相对较慢,应该不到每分钟二十发。

“乙型枪枪机操作更加灵活,所以射速也是最快的,至少能够达到每分钟三十发以上。

“但是枪机不够坚固,闭锁也不够紧密,弹道和射程参数都不如甲型。

“丙型枪单独设计了机匣,设计了可更换的弹匣。

“根据配套的弹匣的大小,最多可以安装十六枚子弹,是设计轻型机动火枪时形成的副产品。

“护木分成了前后两段,相对而言更方便生产。

“但是机匣和弹匣都不容易生产。”

朱简烜脑子里面没有任何步枪的准确图纸,当初只是提出了栓动击发枪的设计思路。

最终实际设计都是工匠和弟子们完成的。

不同的人会有不同的想法,当然会形成有明显差异的设计。

进入决赛圈的这最后三种步枪,相互之间最重要的区别是闭锁结构不同。

闭锁更加牢固的操作较慢,闭锁方便的就不够坚固。

朱简烜感觉第一种有点像德国的毛瑟和俄国的莫辛纳甘,第二种设计有点像英国的李恩菲尔德。

当然,结构都不一样,只是特征有些近似。

至于第三种,朱简烜也看不出像是哪种步枪,但是却能看得出这东西的设计超前了。

弹匣这个在后世很常见的设计,在这个时代却不是很好制造。

在拉大栓的时代,步枪弹匣数量也不重要。

步兵一场战斗都未必能打完五发子弹,装多了子弹会很明显的浪费资源。

关键是这时候的无烟火药不安全。

朱简烜考虑了一会儿,在决定选用哪一款作为最终制式步枪之前,又问了一个关键问题:

“相同口径的枪管都是一样的吧?子弹也都是能够通用的吧?”

宋问道马上回答:

“禀大王,枪管是通用的,八毫米的步枪管,阳径都是七点七毫米,阴径也都是八毫米。

“子弹也都是通用的,不过甲型步枪理论上可以使用装药更多的子弹,未来可以继续优化装药工艺。”

线膛枪有膛线,所以枪管内是凹凸不平的,口径数据自然也就不只有一个了。

测量相对膛线凸出部分的距离,得到的就是最小直径,又称阳线直径。

测量相对膛线凹陷部分的距离,得到的就是最大直径,又称阴线直径。

子弹的最大直径,通常与阴线直径相同。

若是制作工艺较低,可能会把子弹直径故意做小一点点,以避免使用中发生炸膛事故。

所以一杆枪和对应的子弹放在一起,通常长有两个甚至三个口径数据。

平时用来当型号用的数字,可能是这三者中的任何一个,也有可能三个都不是。

因为还有历史遗留问题、习惯称呼问题、设计改进问题、单位换算问题、单纯扩膛的问题等各种情况……

德国毛瑟步枪子弹,早期为标注为7.92×57毫米子弹,后来改叫8毫米了。

但是弹头实际最大直径是8.2毫米,98k步枪的枪管阴线直径也是8.2毫米,而阳线直径是7.89毫米。

都跟7.92毫米没有什么关系了。

反倒是标称口径是7.62毫米的莫辛纳甘,所用子弹的最大直径恰好就是7.92毫米。

至于最初的尺寸选择,会直接受本国通用计量单位影响。

为了方便产品的生产制造,尽可能提高生产精度,最好在自己所用单位上取整。

前世常见的7.62这个口径,都是来源于英制国家的0.3英寸,李恩菲尔德和勃朗宁口径都是0.3英寸。

沙俄工业受英国影响,在英寸基础上造了个单位“线”,规定10线为1英寸,莫辛纳甘的口径是3线,也是0.3英寸。

0.3英寸折算成公制就是7.62毫米了。

由于前世英、美、俄三国的巨大影响,7.62这个口径在武器中出现频率极高。

不一样的主要是法国、德国、意大利这些公制国家。

法国最早的无烟火药栓动步枪勒贝尔,德国被称为各种毛瑟的一系列步枪,最初的口径都在8毫米附近。

大明从崇祯朝开始,在工商业领域开始推行“崇祯公制”,就是前世公制的基础上修改定义。

以地球子午线长度的四千万分之一为一米,附带分米、厘米、毫米、公里等衍生单位。

大明工匠们平时就使用公制计算和测试,在无烟火药步枪需要缩减口径的时候,也理所当然的选择了8毫米口径。

朱简烜当然不会因为前世英国留下的影响,在这个世界用公制设备搞类似7.62的数字。

对于公制国家而言,特别是在加工精度不够的时候,毫米后面的第二位小数没有太大意义,强行要求只会增加额外误差。

这个世界的大明最先完成工业革命,再加上未来肯定会有的巨大影响力,公制肯定会成为主流。

8毫米和12毫米的口径数据,肯定会成为未来最常见的枪弹口径。

7.62也许还会出现,但肯定是小众了。

朱简烜把三把步枪依次摆弄了一圈,观察考虑了一会儿之后决定:

“各有优缺点,但都没有经过足够的测试,我们现在不能贸然肯定哪个更适合。

“暂以最稳妥的甲型为目标型,回到澳洲之后开始尝试量产。

“乙型和丙型也不要放弃,也小规模的生产一批,小规模装备部队测试。

“如果在实际生产和使用中,发现乙型和丙型有非常明显的优点,那未来再更换制式步枪。

“枪支弹药用途范围过大,不能给设计工匠分成奖励,只能是买断式的奖金。

“但是可以拿一座专门生产对应步枪或者子弹的工厂分红股。”

宋问道等工匠们听完立刻答应着,然后引导着朱简烜去看他们设计出来的两种机枪。

一种使用弹匣供弹,且总体上相对轻便,一个人就能扛着走。

朱简烜感觉有点像是自动步枪,但是比自动步枪重量大很多,没办法作为通用步枪使用:

另一种使用弹链供弹,有专门配套的支架和水冷设备,需要多人配合操作。

如果是在二十世纪初期,这两种机枪都是非常典型的武器。

第一次世界大战的就是这些东西。

但现在是十八世纪末,提前一百多年了,就显得非常超前了。

朱简烜当初直接点明了,让工匠们想办法利用子弹燃气的推力,实现机枪子弹的自动上弹和蜕壳。

自然也直接导致了这些既视感强烈的设计产生。

朱简烜颇为满意的看着这两种机枪,想象着他们上战场之后的威力。

“可以考虑给一个班里面配一把当火力支援。”

“这种可以由一个班专门负责两门机枪,作为专门的火力点。”

然后,朱简烜很快就想到了制造难度:

“这两种机枪现在能直接量产吗?”

宋问道非常“痛快”的说:

“禀大王,现在都还不行,我们必须研发专用的机床,专门设计生产线……”

朱简烜听了倒也没有泄气,这俩怪物要是能直接量产了才离谱:

“那回到澳洲之后就开始攻关吧,大家也不用太过着急,一步一个脚印的来。

“有了新火药、新步枪、新火炮、新炸弹,我们的部队火力已经独步天下了。”

朱简烜看完了机枪又去看火炮。

40毫米、80毫米、120毫米、160毫米四种口径,都是在崇祯公制数据上取整的结果。

都是后装线膛炮。

造型类似前世十九世纪中期的阿姆斯特朗炮,炮膛的位置比前方的炮管明显粗了很多。

制造工艺也非常的类似。

内里用熟铁衬管缠丝,外壳用铸钢套管加固。

使用螺栓式炮闩,可以用无烟火药,但必须控制装药量,也可以用传统黑火药。

使用圆头圆柱形状的炮弹,包括苦味酸装药的爆破弹、黑火药装药的爆破弹,以及完全无装药的传统穿甲弹。

小口径火炮的有效射程在两公里左右,中大口径火炮的有效射程三公里以上。

相比传统前装滑膛炮直接翻倍了。

但是想要重量在可控范围内,仍然必须限制装药的数量,否则有效射程应该还能再翻倍。

所以工匠们才想提升炮管性能,进而想要到要搞无缝钢管。

朱简烜听完了火炮的介绍后再次直接问:

“这些火炮都能量产吗?”

这次宋问道果断的回答:

“禀大王,没有问题。”

朱简烜的心气顿时上来了:

“回到澳洲立刻开始建厂量产,争取未来把我们的火炮全部换掉。”

一群工匠们立刻郑重的答应着。

看完了火炮之后,接下来就是各种电子设备了。

与蒸汽机配套的大型发电机、工业机床用的大型电动机、小型通用电动机。

还有各种电器设备,电话机、电报机、电风扇、留声机、电灯泡、电子管等等。

宋问道跟着朱简烜来到这些设备前,首先打开了一个电风扇的开关,稳定持续的凉风吹了出来。

然后宋问道继续微笑着向朱简烜报告:

“大王,我们已经将一台发电机和一台高速蒸汽机串联。

“安装在专门制作的钢制台架上面,让两台机器在船上也能持续稳定工作,为实验室的各种电器提供电力。

“现在您可以按下电报开关,或者拿起电话下令。

“战舰侧舷上已经准备好的四门新火炮,就会立刻按照您的命令点火开炮。”

(本章完)

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