杜延霖轻笑一声:“一人操作,多枚梭子,十倍效率。我就说这么多,剩下的就留作你入学之后的第一个课题吧。”
陈三水被杜延霖的话震得晕晕乎乎,直到走进“格物学堂”后院那排被改造成“工坊”的屋子,依旧觉得脚下发飘,如同踩在云端。
物理学院,或者说“格物学堂”,其运作方式完全颠覆了陈三水过往的认知。
这里没有之乎者也的诵读声,没有刻板的师徒礼仪,甚至没有明确的上下尊卑。
杜延霖被研习生们尊称为“先生”,但他更多时候像是一位引导者而非权威。
学堂的核心是几间宽敞明亮的“实验室”和“工坊”。
墙上挂着杜延霖亲手绘制的各种图示:杠杆原理、滑轮组、齿轮传动、光的折射……旁边还配有简洁的文字说明。
角落里堆满了各式各样的材料——木材、金属、绳索、陶瓷、玻璃,甚至还有一些叫不上名字的奇异矿石。
这里不像读书的地方,反倒像个顶级的匠作作坊,但又比任何作坊都更整洁、更有序,充满了探究的气息。
每日的课程也与众不同。
每天,杜延霖会抽出一些时间讲解一些基础原理,譬如“力”、“运动”、“能量”。
他用最浅白的语言,并配合着实物演示,讲得通俗易懂。
他会让研习生们亲手拉动滑轮组感受省力,用棱镜分解阳光观察七彩,甚至拆解简单的钟表机构了解齿轮啮合。
陈三水第一次明白,原来织布时梭子穿梭、踏板起伏,背后都蕴含着“杠杆”和“惯性”的道理。
下午则是自由探究时间。
研习生们可以根据兴趣,选择课题进行实践。
有人尝试改进水车,有人琢磨如何让风车更有效率,还有人对着杜延霖画出的那几张关于“热力”和“蒸汽”的草图苦思冥想。
失败是家常便饭,但这里没有人嘲笑失败,反而鼓励记录失败的原因,大家一起分析讨论。
陈三水逐渐明白了先生常说的“格物致知”——知识并非来自书本的教条,而是源于对万物细致的观察、大胆的假设和小心的求证。
在这种氛围下,杜延霖那句关于“多梭织机”的狂言,不再是天方夜谭,反而成了陈三水心头挥之不去的挑战。
他白天学习原理,晚上就在工坊里对着家里那台老旧织机的结构图发呆,反复琢磨。
“先生讲,力可以传递、可以转向……一个动件可以带动多个从动件……”陈三水用木条和钉子做着简陋的模型:
“就像码头上的吊杆,一个人摇绞盘,能拉起千斤重物。如果我把摇动踏板的力,通过一套齿轮或者连杆,同时传给好几个梭子……”
想法很美好,但实践起来困难重重。
最大的难题是如何让多个梭子有序地、交替地穿过经线,而不会互相碰撞或卡死。
他尝试了各种传动机构,做了无数个小模型,失败了一次又一次。工坊的角落里堆满了他废弃的试验品。
有时他会沮丧得想要放弃,但杜延霖设置了奖励制度,如果能研究出大明现在没有的技术,就能一次性获得五十两银子的奖励!
这可是一笔巨款!
有的人是为了热爱,有的人是为奖赏,格物学堂中人无不对此趋之若鹜。
更何况,物理学院提供的充足材料、宽松环境以及优厚薪俸,让他可心无旁骛,潜心钻研。
转机在一个深夜降临。
陈三水正对着一堆散落的木制齿轮发愁,目光无意间扫过墙上那张描述“曲柄连杆机构”的图示——
那是先生讲解如何将圆周运动转化为直线运动时画的。一道灵光如同闪电般劈开了他脑中的迷雾!
“对了!梭子需要的是直线往复运动!如果……如果我做一个水平的滑轨,上面并列放置多个梭子,然后用一个不断旋转的主轴,通过一系列特定的曲柄和连杆,依次推动这些梭子……就像水车带动多个舂米杵一样!”
他激动得浑身发抖,立刻扑到工作台前,重新画起设计图。
这一次,思路异常清晰。
他借鉴了传统织机的踏板联动机构,但将其水平放置并放大;参考了水车的曲柄原理,但设计得更精巧,确保每个梭子被推入经线开口的时间点错开……
接下来的日子,陈三水几乎住在了工坊里。
在学院工匠的协助下,一台结构复杂、前所未见的木质织机骨架逐渐成型。
它有一个长长的、可容纳八枚梭子的滑轨盒,一个通过踏板带动的大型主动轮,以及一套令人眼花缭乱的连杆和凸轮机构。
嘉靖三十九年八月,世界上第一台多梭织机在淮安格物学堂的工坊中诞生了!
当陈三水最后一次校准那套复杂的连杆,屏住呼吸,用颤抖的脚踩下踏板时,奇迹发生了。
主动轮缓缓转动,带动着八根精心设计的曲柄连杆,如同被赋予了生命。
八枚梭子依次、精准、流畅地滑入经线开口,纬线随之被迅速打紧,发出规律而轻快的“咔哒”声。
原本需要八个人协同操作的工序,如今竟在一人一踏之下,井然有序地运行起来!
围观的研习生和工匠们发出了难以置信的惊呼。
陈三水本人更是热泪盈眶,他抚摸着这台凝聚了数月心血的机器,如同抚摸着自己的孩子。
消息立刻传到了杜延霖那里。
他亲自来到工坊,仔细观察了织机的整个运作过程,脸上露出了欣慰的笑容。
他重重拍了拍陈三水的肩膀,当场宣布兑现五十两银子的奖励,并将这台划时代的织机命名为“淮安一号”多梭织机。
对于纺织机的改进,杜延霖有更深的考虑,技术的突破是好事,但其带来的社会经济影响却必须谨慎评估。
大明虽大,但主要的纺织品市场仍以内需为主,海外贸易渠道有限且多为官方控制的朝贡贸易或有限的走私。
若放任高效织机大规模推广,必然会对依赖传统纺织为生的无数家庭手工业者造成毁灭性冲击,导致大量织户破产,引发社会动荡。
除非像后来英国那样有大量的殖民地可以倾销商品。
……
淮安城东,清江浦畔,几间看似普通的砖瓦房悄然立起,门楣上悬着“淮安织造实验厂”的匾额。
与城内喧嚣的市集相比,这里显得格外安静,唯有内部传出的规律机杼声,暗示着不同于传统织坊的运作。
实验厂内,光线透过高窗,照亮了厂房中央那台庞然大物——“淮安一号”多梭织机。
在陈三水和几名学徒的操作下,八枚梭子如穿花蝴蝶般在经纬线间流畅往复,织出的绸缎质地均匀,效率远超人力。