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第974章 為他鼓掌

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  曹沖稱象的故事,算是一個眾人耳熟能詳的故事。

  作為三國時期知名度最高的神童,李寬自然也很清楚他的事跡。

  “曹沖稱象并沒有使用鐵船,那它是怎么給你靈感了呢?”

  李寬自然是知道鐵船完全可行,后世基本上就沒有木船的生存空間了。

  但是王忠奇能夠提出這么一個設想,他還是挺想知道他是怎么想出來的。

  如今的觀獅山書院,已經不是完全依靠李寬的指點才能搞出一些成果出來;也不應該是什么都要李寬來指點。

  所以對于這個“鐵船”的設想,李寬還是頗為好奇的。

  “楚王殿下,曹沖稱象的故事,聽說過的人有許多,大部分聽完了之后知識覺得曹沖好厲害,這么小的時候就能想到這個方法;但是很少有人去思考,這個方法能夠解決問題,它的原理是什么,背后延伸出來的理論是什么?

  學生思考了一下,覺得這個方法其實可以歸結為‘等量替換法’。曹沖用許多石頭來代替大象,在船舷上刻劃記號,讓大象與石頭產生等量的效果,然后重新一次一次的稱出石頭的重量,使大象的重量轉化為一堆一堆的石頭,分而治之,這一難題就得到圓滿的解決。

  雖然這樣的計算方法放在測量大象上面,可能會有一些誤差,但是方法是非常正確的。所以我就進一步的思考,船只能夠在水中不下沉,是因為什么?只是因為它是木頭做的嗎?

  同樣的木船,可以裝在的貨物數量是不一樣的。像是一些紫檀木,放在水中是會沉到水底的,但是制作成船只的話,也能浮在水面上不下沉。所以船只能夠浮在水上,我覺得不是簡單的因為木頭比水輕。”

  王忠奇說到這里,忍不住看了看劉界。

  當初就是他在奚落自己,說用鐵制作的船只,一放到水里面,肯定就沉下去了。

  “你繼續說!”

  李寬聽到這里,已經有點知道王忠奇想要說什么了,不過他還是想要完完整整的聽完王忠奇的設想。

  科學創新,一定要有自己獨立的想法。

  大膽設想,小心求證,科學之路,本來就是如此。

  “所以我就在想,船只能夠漂浮在水上,應該是受到了一種叫做浮力的力。當船上沒有裝東西的時候,水面離船的甲板就會比較遠,我覺得這個時候受到的浮力應該比較小;

  當船上裝了許多東西的時候,船的吃水就會比較深,這個時候受到的浮力比較大;可是如果不斷的給船只增加重量,最終船只就會沉在水里面,因為這個時候,船所裝載的貨物,已經比它受到的浮力要大,所以就沉沒了。”

  “王忠奇,按照你這么說,船上的重量越重,就越容易沉到水里面。那鐵的重量比木頭可是重多了,豈不是放到水里,什么東西都不用裝就沉沒了?”

  劉界在一旁忍不住再次插話。

  他的這個疑問,也是許多人的疑問。

  實在是鐵船的想法跟大家理解的有很大的偏差啊。

  “劉院長,您說對了一半!船確實是裝載的東西重到一定程度之后,就會沉到水里面,但是并不意味著鐵船一下水就會沉沒。相反的,我認為鐵船能夠做的比木船裝載的貨物更多。”

  王忠奇這個時候自然要站出來反駁,要不然李寬也被劉界的話給帶偏了的話,那自己的想法就再也沒有落實的盼頭了。

  “劉界,讓王忠奇繼續說下去!”

  李寬看到劉界還想繼續跟王忠奇爭辯下去,不由得出聲阻止。

  不過,李寬雖然只是說了一句簡單的話,卻是讓王忠奇升起了希望。

  “楚王殿下,我認為船只是否沉沒,它的載重量是多少,跟它是由什么材質制成的沒有必然的聯系,而是跟它能夠受到最大的浮力是多少有直接的關系。一個鐵疙瘩直接放在水里面,肯定是會沉沒的,但是制作成船只的話,它是空心的,會不會沉沒應該跟它受到的浮力大小有直接的關系。”

  王忠奇感受到李寬的眼中露出了鼓勵的眼神,心中的忐忑慢慢的消失,取而代之的是期待。

  楚王殿下是世界上最聰明的人,劉界不能理解的東西,不代表楚王殿下就不能理解啊。

  “我用紫顫木雕刻了一艘小船,它能順利的浮在水面上;而整根的紫檀木卻是會直接沉沒在水中。雖然紫檀木跟鐵還是不同,但是這個邏輯是相同的。只要設計的當,鐵船是完全可以浮在水面上的。

  伴隨著海貿的發展,我們需要越來越多的海船前往倭國和南洋等地,甚至是去澳洲和美洲;各個造船作坊也在制造越來越多可以裝載更多貨物的大船。但是船只越大,對木頭的要求就越高,普通的巨木已經不能滿足大船的要求,這就會導致木船的制作難度越來越大。

  可是如果使用鐵板來制作船只,那么只要不斷的把鐵板拼接在一起,那么它就不會像是木頭一樣受到木頭大小的限制,不需要不遠千里的從遼東去尋找巨木。這對進一步制作更大的海船,是有著非常重要的意義的。”

  雖然王忠奇的這個說法,邏輯上還不是非常嚴密,不過李寬卻是頗為滿意。

  至少他的這個思路是沒有錯的。

  “你說的船只在水里面是因為受到了浮力的影響,所以能夠漂浮在水面上,我覺得是非常有道理的。但是,怎么去測量這個浮力,你有思考過嗎?”

  “楚王殿下,學生這段時間一直都在思考這個問題。熱氣球能夠在空中漂浮,肯定是因為受到的浮力大于重量;船只在說里面能夠不下沉,肯定也是因為浮力大于重力;同樣的,鐵錠扔在水中會下沉,則是因為浮力小于重力。

  所以我有一個猜測,這個浮力的大小可能跟物體浸在液體或者空氣中的體積有關,也可能跟液體或者空氣的密度有關,還可能跟物體的密度以及液體或者空氣的密度有關系,甚至可能跟物體插入到液體之中的深度有關系。”

  自從李寬在觀獅山書院格物學院提出了力學的幾個基本定律,并且推出了標準的計量單位之后,觀獅山書院內部對科學的研究有了非常大的進步。

  像是物體的密度這些東西,現在已經慢慢的有了一個相對標準的數據給出來作為參考。

  所以王忠奇說的這話,不僅李寬能夠聽懂,其他人也基本上聽懂了個大概。

  就連劉界,此時的臉色也有點變化。

  似乎自己之前的判斷太過草率了?

  但是事已至此,也只能讓王忠奇繼續說下去了。

  “大膽猜測,小心求證,這是我一直喜歡掛在口中的話,王忠奇,你的這些猜測很有道理,完全可以去試一試。那你最近的思考,有什么結果不?”

  “有的,楚王殿下,有結果了!雖然我還沒有辦法準確的測量出浮力的大小,但是我卻是可以證明浮力跟哪些東西有關系,也可以證明鐵船完全是可行的!”

  聽到這里,王忠奇再傻也是知道李寬的態度了,臉上開始露出了激動的表情。

  自己的鐵船,終于要有實現的希望了嗎?

  “哦,你是怎么證明浮力的大小跟什么有關系呢?”

  李寬臉上的好奇心是越來越重了。

  這個證明方法,對于李寬來說是輕而易舉的,但是對于大唐的人來說,如果能夠找到一個嚴謹的方法,那么就很不一樣了。

  “是這樣的,我專門去購買了一些彈簧,簡單的制作了一個彈簧側力計,用來測量物體的重量和受到的力。當然,我得承認,這個彈簧測力計不是特別的準確,我也只是初步的研究出了彈簧的規律,在刻度上進行了一些標記。但是這已經足夠證明我想要證明的東西了。”

  王忠奇的臉上,露出了一絲羞澀的表情。

  顯然自己沒有設計出完美的彈簧測力計,讓他覺得有點慚愧。

  “嗯,你繼續說!”

  李忠臉上露出一副鼓勵的笑容。

  “我制作了兩個體積相同的鐵塊和銅塊,準備了一個大燒杯,里面裝了大半杯的水,然后把鐵塊掛在了彈簧測力計上面,緩緩的放入水中。除了進入水里的過程中,彈簧測力計的數值在不斷變化。當鐵塊完全沒入到水中的時候,不管鐵塊在什么位置,彈簧測力計上面的數值都沒有變化了。

  之后我又使用了銅球來做這個測試,結果也是一樣的。所以我斷定浮力的大小跟物體在水里面的位置沒有關系。不管是深一點還是淺一點,受到的浮力都是一樣的。”

  “不是應該沉的越深,浮力越大嗎?”

  一旁的劉界聽了王忠奇的話,忍不住再次的問出了一個許多人都想當然的問題。

  “我最開始也是這么想的,但是從實驗的結果來看,浮力的大小跟物體浸沒在液體中的深度無關。”

  王忠奇的臉上,開始變得鎮定了起來。

  只要說到具體的實驗,他的情緒就能變得非常平靜。

  “接著我又繼續確認物體的浮力大小跟浸在液體里面的體積的關系,很顯然,物體浸沒在水中的體積越大,受到的浮力越大,這根剛才曹沖稱象的時候在船舷上刻線的做法,是相互吻合的。”

  “之后我還把鐵塊浸沒在水中、濃鹽水中、油中,發現了物體受到的浮力大小,還跟液體的密度有著必然的聯系,與此同時,我也發現了一個浮力最重要的規律。”

  王忠奇說到這里的時候,忍不住停頓了一下,看了看李寬和劉界。

  果然,劉界忍不住問道:“什么規律?”

  “那就是浮力的大小,跟物體的密度完全沒有任何關系!換一句話說,木船和鐵船受到的浮力帶下,跟木頭的密度或者鐵的密度沒有任何的關系!這說明鐵船的方案,是完全可行的!”

  王忠奇不由得提高了自己說話的聲音。

  “啪啪啪!”

  李寬沒有去管劉界的臉色難看不難看,而是忍不住給王忠奇鼓起了掌。

  這個小小的實驗,聽起來一點也不難,隨便找個學員都能重新去做。

  但是得出的結論卻是非常的有意義。

  “王忠奇,你這個思路非常的清晰,我完全同意你的推測!接下來,你可以將你的實驗和設想整理成一篇論文發表在《科學》雜志上,學院也會按照你的提案劃撥一筆經費給你,讓你去試著研究鐵船的制作!”

  李寬的話,讓周圍不少學員羨慕不已。

  《科學》雜志創建至今,觀獅山書院的學員想要在上面發表文章,變得難度越來越大了。

  因為他們不僅要面對書院內部的同窗的競爭,還要面對大唐所有人的競爭。

  因為《科學》雜志如今是面向所有人開放,不管是長安城各個書院的學員,亦或是作坊里的匠人,都可以將自己的文章投到《科學》雜志上發表。

  一經采用,不僅立馬可以獲得不菲的稿酬,還能獲得巨大的名聲,可謂是名利雙收。

  “多謝楚王殿下,學生必定不辜負楚王殿下的期盼,早日把能夠實際航行的鐵船制作出來!”

  王忠奇強忍著心中的激動,彎著腰給李寬鞠了一個躬。

  “不用謝我,這是你應該得到的!觀獅山書院鼓勵大家勇于創新,勇于開拓進取。你這個鐵船的方案,你可以從幾個方面好好的思考一下。首先就是鐵板與鐵板之間的連接,使用什么方法是最簡單的呢?還有鐵板的耐腐蝕問題,有沒有什么方法是可以減小河水或者是海水對船身的腐蝕速度?這些都是需要思考的問題,只有解決了這些問題,鐵船才有可能真正的縱橫大海,為大唐的發展添磚加瓦。”

  王忠奇能夠走到這一步,李寬自然是不介意再扶上馬,送一程。

  “對了,你那個彈簧測力計,我覺得是一個很好的東西,你可以好好的深入研究一下,找到浮力的準確計算公式,這對觀獅山書院格物學院的發展來說,是非常有意義的!”

  臨走的時候,李寬再次提出了一個要求。

  大唐如今太缺少必備的實驗器材了,要想推動科學技術的發展,基礎的實驗器材是不可缺少的。

  “楚王殿下,要不書院專門劃撥一處院子出來,給到王忠奇來研究彈簧測力計?甚至可以幫他成立一個忠奇制作所,專門研究這些東西。”

  劉界知道自己今天在李寬面前丟分了,趕忙出來搶救。

  “可以,具體的事情你看著辦吧!”

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