第488章 蒸汽機的力量
“午前，沈某與諸位分享了格物的態度、方法和技巧，下麵我將與諸位分享一下格物實際案例，其中有許多知識是你們從未想過，也從未聽過，希望你們能解放思想，先努力地記下，隨後再分析印證。”
“首先，沈某與諸位分享的第一個格物的案例，便是力量。農民耕地需要體力，火槍射擊需要力量，跑步跳躍都需要力量。一旦一個物件可以節省力量，便會很快地普及，比如十年前家父在萬春圩治水時生產的獨輪車，比如大周隨處可見的水力車機，比如可以大幅降低織婦勞動強度的昌國織布機和昌國紡紗機，比如昌國前些日子發明的軸承。那麽這些力量，倒底是什麽？有什麽規律？”
“世界上的力量主要有四種，其中有兩種乃是極微小情況下才會存在，可以叫作強相互作用和弱相互作用，對這兩個名字，大家無需記憶，因為這兩種力量暫時根本無法使用。還有兩種力，分別是電磁力和萬有引力。”
除了章惇之外，所有人都茫然了，沈方言之鑿鑿，而是這兩種力為何從來沒聽過？
“以人力為例，農民可以揮動農具，是因為肌肉發生的收縮和舒張，而讓肌肉收縮和舒張的便是控製肌肉的神經發生了電磁力的轉換，而農具之所以落到土地中，則是因為農具有重量，和地球之間有相互吸引力，即萬有引力。”
“我們所居住的這片土地，實際上是一個巨大的球體，這個球體的直徑大約有兩萬裏，因為足夠大，所以看上去象是平的，其實如果諸位去過海邊，便知道舤船從大海遠處駛來時，都是先看到桅杆，然後再看到船體，因為地球是圓的，海麵也是圓的。月亮、太陽都是球體，月亮繞著地球轉，地球繞著太陽轉，從而產生了日夜、四季，我說的這些，全部可以用萬有引力來進行解釋，並計算出太陽、地球、月亮的重量。”
“我們在生活中使用最多的便是電磁力。以燒柴火做飯為例，柴火點燃之後，是將柴火內部的能量通過電磁力的轉換，形成火焰，火焰本身是物質存在的一種形態，叫做電離態，然後通過鐵鍋內部的電磁力傳導，將熱量傳遞給水、油，從而轉移到食物上麵，使食物可以食用。”
“我們吃飯同樣如此，將肉類、麵食吃到肚子裏麵，體內的細菌將食物分解成細微的物質，這些物質通過血液進入人體的各個器官，最後通過電磁力發生能量的轉換，不斷地發生新陣代謝。”
“在座諸位聽不懂並沒有關係，隻要知道，電磁力乃是生活中最常見的力便夠了。”
“諸位學子一定使用過馬車，有些人還使用過安裝有昌國軸承的馬車，為什麽以前的馬車速度較慢，也沒有昌國馬車舒適，原因就在於軸承減少了車軸的摩擦力，而竹編輪的彈力降低了馬車的顛簸。這種摩擦力、彈力的本質還是電磁力，但是對於我們研究而言，隻需計算出摩擦力、彈力的數值就足夠了。”
“人類生活的本質在電磁力驅使之下的各種能量轉換。我們格物的目的，也是盡可能地掌控能量轉換的規律，達到人類生活的延伸。”
“講了這麽多非常抽象的詞語，學子們一定很困惑，研究這些能做什麽，那麽沈某就給大家介紹一種可以使用的機器，蒸汽機。”
“蒸汽機，簡而言之，就是利用將水燒開之後的蒸汽，推動杠杆既而帶動滾輪進行轉動。蒸汽機可以取代水力車機，不受季節、地域的限製，用在幾乎所有的地方。隻需要有水，有燃料即可。”
“由於蒸汽機力量巨大，且體積小，放到車輛上麵，可以取代馬匹，其速度也將遠超馬匹，未來，乘坐用蒸汽機推動的火車，從橫渠到京兆府、洛陽也用不了一天時間。”
“既然提到了火車，便與諸位一起格一下火車，希望關中學院能早日將火車生產出來。首先，蒸汽機為了能夠讓水蒸機形成力量，必需要在高溫之下，形成密閉堅固的空間，那麽所用材料必須是鋼鐵，而且需要做到完整的密閉性。因為使用了大量的鋼鐵，會導致火車自身的重量很重，木輪不能承受，隻能使用鋼輪。而鋼輪無論在土地還是水泥地麵上麵，都會對地麵或鋼輪自身造成損壞，甚至無法移動，為了保證火車的正常移動，就需要在鋼輪下麵，鋪設鋼軌。而鋼軌下麵也需要有夯實地基，鋪設石子，並放置枕木進行固定。其次，為了保證減少摩擦力，必須使用優質的軸承，可以承受火車的重量，不僅鋼輪需要，每一個需要轉動的部位，都需要軸承。第三，便是蒸汽機的效率，讓蒸汽機驅動的火車跑起來，並不是難事，但我們的目的，是讓蒸汽機能夠一次性跑幾百裏，這時就需要不斷改進蒸汽機的結構，不斷提高它的精密程度，午前我與諸位提到的標準化、數字化在此時尤其重要。第四，便是燃料，在可用的燃料裏麵煤炭算是比較高效的一種能源，那麽煤炭燃料效率高在哪裏？可以包含多少能量？如果替換成木材又有多少能量？不同產區的煤炭有何差別，這些都需要用午前所說的數學、統計學的方法進行精確的測量與計算。”
“蒸汽機使用範圍極廣，火車隻是其中一項應用。將更大型的蒸汽機放到鋼鐵輪船上麵，可以製造一次載重幾十萬石的遠洋輪船，無論速度還是載重量都遠超現在的帆船。將更小型的蒸汽機放到昌國產的四輪車上麵，可以製造行走快速的汽車，比騎馬更加安全、方便。將蒸汽機用在礦山，可以抽水，挖掘礦石。可以說生活中的每個使用大量人力的場景，蒸汽機都能發揮顯著的作用。有了蒸汽機，我們便算是初步掌握了自然界中一種重要化石能源，煤炭，煤炭除了燒火取暖之外，將會發揮更加重要的力量。”