一班的教室里,气氛肃穆。
嬴政、刘邦、刘彻,三位帝王分席而坐。
嬴政身姿挺拔,面前只放了一套纸笔,刘邦靠在椅子上,姿态随意,手里却把玩着一支周墨给的录音笔,不时按下播放,听里面传出的沙沙声,刘彻则坐得端正,面前的笔记本上,写下了“材料”二字。
讲台上,站着一位头发花白的老教授,他是国内金属冶炼领域的泰山北斗,姓钱,钱教授面对这十多位特殊的学生,并没有半点怯场,他推了推老花镜,直接打开了投影。
“我们今天的第一课,是工业的基石,材料。”
幕布上,出现了一张清晰的图表,从青铜、生铁、熟铁,一直到各种标号的钢材,性能、成分、用途,一目了然。
“人类文明的每一次飞跃,都伴随着材料的革新。从石器到青铜,再到铁器……我们称之为时代。而工业革命的基石,不是蒸汽机,而是能造出合格蒸汽机的材料,钢铁。”
钱教授的声音沉稳而有力。
“敢问先生,”嬴政开口“何为合格?朕之大秦,亦能炼铁,所造兵器,锋利坚固,足以横扫六合。与先生所言之钢,有何不同?”
他身后,随行的年轻萧何,正奋笔疾书,飞快地记录着。
钱教授赞许地点点头:“始皇帝陛下问到了关键。古代炼铁,多为块炼铁,杂质多,性能不稳定,更接近我们所说的生铁或熟铁。其关键区别,在于一个字,碳。”
他指向图表:“含碳量过高,则为生铁,性脆,只可铸造,不可锻打;含碳量过低,则为熟铁,性软,韧性有余而强度不足。唯有将含碳量控制在一个精确的范围内,得到的,才是‘钢’。它兼具强度与韧性,足以承受高温高压。”
“如何控制?”嬴政追问,眼神锐利。
“控温与配比。”钱教授答道,“其一,提高炉温。炉温越高,铁水流动性越好,杂质越容易分离。这需要更好的鼓风技术和耐火材料。”
“其二,精确计算。加入多少铁矿石,配比多少焦炭作为燃料和还原剂,加入多少石灰石作为助熔剂,都需要通过计算,而非全凭工匠经验。”
嬴政缓缓点头,他想起了自己治下的炼铁作坊,那些工匠判断火候,确实全靠眼看火光颜色,成品好坏,七分靠手艺,三分靠运气。
“朕要一份建造新式高炉的全套图纸,以及,各种矿石的最佳配比数据。”嬴政直接提出了要求。
“陛下,这些资料我们都已备好。”钱教授微笑道。
一旁的刘邦听着这些,有些犯困,他对这些技术细节不感兴趣。
他按了下录音笔,然后清了清嗓子,换上了一副笑脸:“钱教授,俺老刘就问个实在的。弄这玩意儿费钱不?费多少人?要多久才能弄出来?”
“弄出来之后,除了造那个……蒸汽机,还能干啥?比如,能不能弄点便宜又好使的铁锅,让老百姓家家都能用上?或者,能不能弄点小玩意儿,卖给北边那些匈奴人,换他们的马?”
他的问题,充满了市井的算计和商人的精明。
钱教授愣了一下,随即笑了起来:“陛下这个问题,问得非常有远见。”
“工业化的目的,最终就是为了降低成本,大规模生产。一座高炉,一旦建成,其产量是古代上百个小作坊的总和。届时,铁锅、农具的成本会大幅下降,百姓自然能用上。至于卖给匈奴人……”
他看了一眼刘彻,意有所指地说道:“我们可以生产出表面光滑、不易生锈的铁器,甚至可以镀上其他金属。这些在草原上都是奢侈品,换马,绰绰有余。”
刘彻的眼睛亮了,他一直在为对抗匈奴的军费发愁,他爹留下的文景之治那点家底,根本经不起大规模战争的消耗。
他原本的计划是盐铁官营,把利润从商人手里收归国有。
现在看来,还有一条路,技术升级,然后搞外贸倾销。
“先生,”刘彻开口,“晚辈对矿石更感兴趣。大汉疆域辽阔,地大物博,但究竟何处有铁,何处有铜,何处有煤,我等知之甚少,多赖民间偶然发现。”
“可有寻矿之法,能让我等按图索骥,精准找到这些工业的必需品?”
他的关注点,是资源的源头。
钱教授的眼中,欣赏之色更浓,这三位帝王,一个抓核心技术,一个抓市场应用,一个抓上游资源,恰好构成了一条完整的产业链。
“有!”钱教授肯定地回答,“这就是地质勘探学。”
“通过观察山川走势、岩石颜色、地表植被,就可以大致判断地下矿藏的种类。比如,铁矿常与红色或褐色的岩石伴生,我们称之为铁帽。铜矿附近,常有绿色或蓝色的孔雀石。而煤矿,地表常有黑色的煤线……”
他一边说,一边放出各种矿石和地质构造的图片。
刘邦、刘彻看得是连连点头,恨不得现在就派人回自己的时空,满世界挖宝去,唯有嬴政,在短暂的关注后,又将注意力拉回到了钢上面。
而在另一边,实验楼的材料分析中心里,气氛则更为火爆。
“这……这不可能!”林逸看着光谱分析仪上显示的数据,整个人都快贴到屏幕上去了,“这块秦代的青铜戈,除了铜和锡,里面竟然还有超过十种微量元素!而且,这些元素的配比,在戈的锋刃和主体部分,是不同的!”
“锋刃部分的铬和镍含量明显更高!这……这是人为的合金配方!怎么做到的!”
他面前,那位来自秦朝的公输家传人,正一脸骄傲地抚着胡须:“此乃我公输家不传之秘。不同部位,淬火之法与浸泡的药水皆不相同,自然有所差异。”
“药水?什么药水?”林逸追问道。
那工匠只是笑而不语。
林逸急得抓耳挠腮,又转向另一台仪器,那上面,是汉代徐夫人后人带来的百炼钢佩剑。
“碳含量分布不均,这边是0.6%,那边就到了0.8%,性能不稳定。但是……”
林逸切换到电子显微镜的画面,屏幕上出现了放大数万倍的金属晶体结构,“这……这是反复折叠锻打形成的层状结构!每一层之间,还有肉眼不可见的渗碳层!这!这不就是乌兹钢的原理吗?汉代就有这技术了?”
他感觉自己的世界观正在被反复颠覆。
这些古代工匠,没有精密的仪器,没有科学的理论,但他们凭借着千百次的试验和代代相传的经验,竟然摸索出了一些接近现代材料学核心的工艺!
最让他震撼的,是宋代工匠喻皓带来的一卷《木经》,上面绘制的建筑结构,尤其是斗拱和梁架的连接方式,充满了精妙的力学设计。
林逸找来了一个建筑学专家,将图纸扫描进电脑,用建筑结构软件进行模拟分析。
当看到软件计算出的应力分布图,显示整个结构完美地将屋顶的巨大压力均匀传导到立柱上时,专家彻底服了。
“天才……这帮人,全都是天才!”林逸喃喃自语,他那点身为现代人的骄傲,在这些跨越千年的智慧面前也骄傲不起来了。
他走到那几位工匠面前,深深地鞠了一躬。
“几位老师,之前是我浅薄了,请把你们的技艺,都教给我吧!”
一节课结束,嬴政走到钱教授面前,行了一个平辈之礼。
“先生,朕有一请。”
“您太客气了,陛下请讲。”
“朕不要现成的图纸和数据。”嬴政的声音沉稳有力,“朕要先生开一份书单,从基础的化学、物理,到系统的冶金学,朕要从根源学起。”
“另外,朕想请先生做我大秦科学院的首席顾问,待朕回去,便着手建立大秦自己的冶金实验室,大秦的人才,要学会的,不应只是如何使用技术,更应是创造技术的方法!”