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晨光刚漫进天工阁的议事厅,扶苏便已将几张写满字迹的图纸摊在案上,图纸上画着歪歪扭扭的单摆、温度计与砝码图样——前一日见识到墨家水力螺旋压力机的成功后,他愈发清醒地意识到:要想推进精密机械研发,统一且精准的度量衡是根基。
可大秦虽已一统六国,现行的度量衡仍带着旧制痕迹,“尺”
有秦尺、齐尺之分,“斤”
有楚斤、赵斤之别,甚至“时”
还靠日晷与漏刻估算,连“一秒”
的准确时长都没有,这般模糊的标准,别说造起重机,连打造精准的齿轮都难。
“公子,您要找的‘懂天文、爱琢磨’的人,都带来了。”
侍从躬身禀报,身后跟着一群衣着各异的人——有披发持剑的方士,有穿儒袍握简的儒生,还有扎着围裙、满手老茧的工匠,甚至还有两个专门观测星象的太史局小吏,满满当当站了一屋子。
扶苏清了清嗓子,指着楮纸上的图样:“今日请诸位来,是要做四件‘定规矩’的事——第一,复现‘秒’,定下最短的时间单位;第二,用‘单摆法’造‘米’,定下长度单位;第三,做‘千克’砝码,定下重量单位;第四,造‘温度计’,定下温度单位。
有了这四个规矩,日后造机械、算产量、测气候,才不会乱。”
众人听得面面相觑,方士首领柳生忍不住问道:“公子,‘秒’是什么?日晷分十二时辰,漏刻分百刻,够用了,何必再找更短的‘秒’?”
“不够用!”
扶苏拿起一根细麻绳,系上一块铜球,做成简易单摆,“比如这摆锤,每摆一次的时间是固定的,这就是‘等时性’,咱们要测的‘秒’,就是摆锤摆一次的时间。
可现在没有准确的计时工具,怎么知道摆一次是多久?怎么确定摆长多少对应‘一米’?”
他先领着众人试“复现秒”
:方士们搬出珍藏的漏刻,铜壶滴漏,壶身上刻着百刻刻度;儒生们则搬出日晷,试图用阳光影子计时。
可问题很快出现——漏刻的水滴忽快忽慢,天热时水滴蒸发快,壶内水位低时水滴慢,半个时辰竟差了近十刻;日晷更别提,云层一挡便没了影子,连摆锤摆了多少次都数不清。
柳生急得满头大汗,竟掏出一张符纸烧了,念叨着“驱邪定水”
,结果水滴依旧乱滴,引得工匠们偷偷发笑。
接着试“单摆法造米”
:扶苏按记忆中“单摆周期公式”
,算出“摆长一米时,周期两秒”
,让工匠们用现行秦尺(约231厘米)截取四倍多的麻绳当摆长。
可秦尺本身就有误差,有的秦尺短了半分,有的长了一分,截出来的麻绳长短不一;更糟的是,摆锤摆动时,有人觉得摆幅大了“不吉利”
,偷偷用手挡了一下,摆周期瞬间变了,众人争论不休,连“一米到底多长”
都没定下来。
做“千克砝码”
时,麻烦更大——扶苏想找一块“一立方分米纯水凝固后的冰块”
当标准,可怎么量“一立方分米”
?工匠们用陶碗量水,碗的大小不一;想把水冻成冰,却发现冬日未到,只能用方士的“寒玉”
降温,结果寒玉温度不够,水只冻了一层薄冰,一碰就碎。
最后只能用青铜铸砝码,可铸出来的砝码要么重了,要么轻了,称来称去,连“一斤”
都没准头,更别提“千克”
了。
最让众人头疼的是“温度计”
:天工阁虽能造出玻璃,却从没做过细玻璃管。
工匠们尝试“拉管法”
——将玻璃烧熔后,两人拽着两端拉,可玻璃要么拉断,要么粗细不均,最细的也有手指粗,根本装不了水银;又试“吹气法”
,将烧软的玻璃管一端堵住,往里吹气,结果吹成了玻璃泡,连管子都没了形状。
方士们找来水银,倒在粗玻璃管里,可管子太粗,水银柱根本不随温度变化动,柳生又想“施法”
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