第211章 工業革命

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  隨後,針對研究物質的組成、性質及變化規律的領域,經商議後加利略將其命名為「化學」。

  加利略解釋道:「化學,變化之學,正是研究物質如何從一種變成另一種的學問。」

  牛頓點頭道:「就像鐵生鏽、木燃燒,這些變化背後的規律,都應歸入化學。」

  於是朱由孝在紙上寫下「化學」二字。

  緊接著,他們又將研究生物生長、繁衍、演化及與環境關係的領域分出,牛頓給其命名為「生物」。

  牛頓說:「生物的形態、結構、習性,以及它們如何適應環境,這些都自成體系,理應有獨立的學科。」

  於是朱由孝在紙上寫下「生物」二字。

  除此之外,朱由孝還特別提出了「算術」的更名之事。

  「當前我們所用的算術,早已不是簡單的加減乘除,而是涵蓋了流數術、幾何、代數等諸多複雜內容,能用於推導定律、計算數據、輔助實驗,早已超越了傳統算術的範疇。」

  「不如將『算術』改名為『數學』,取『數理之學』之意,既體現其學科的進步,也能彰顯其在格物之學中的基礎作用。無論是物理推導、化學計算,還是生物數據統計,都離不開數學的支撐。」

  牛頓對此極為贊同,激動地說:「對!數學就是格物之學的語言!用此二字,名副其實!」

  商議既定,朱由孝便與加利略、牛頓一同向朝廷提議推行學科細分制度。

  申請經由內閣被遞到御書房,當晚朱由孝便悄悄回到宮中給其蓋了大印。

  自此,洛陽學院正式設立物理、化學、生物三大門類分院,並在此基礎上進一步細分為天文學、力學、光學、冶煉學、醫學等諸多具體學科。

  消息傳出,學院上下為之振奮。

  此前許多因門類繁雜而迷茫的學子,紛紛找到了自己的方向。

  沒過多久,學科細分的成效便逐漸顯現。

  物理分院的學子們在牛頓和朱由孝的指導下,進一步完善了三大定律的應用。

  他們利用力學原理改進了機械裝置,發明了更高效的水磨和風車。這些發明被推廣到農業生產中,大大減輕了農民的勞動強度。

  化學分院的學者們通過研究礦石冶煉,改進了冶鐵、冶銅技術。大明的兵器製造、農具生產因此受益匪淺。

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  生物分院的學者們整理、續寫萬曆年間藥聖李瀕湖遺稿,整理出大明各地的動植物圖譜,繪製了數千幅精美的插圖,詳細記錄了每一種植物的形態、花期、果實和藥用價值,並給該書命名為《千草綱目》。

  天啟十七年,西方傳來了一項極有用的發明。

  那是一台紡紗機,由一個普通的女工在原有紡紗機的基礎上改良而成。

  她將多個紗錠並排安裝,用一個紡輪同時帶動,使得一人操作可同時帶動多根紗錠,效率成倍提升。

  從前一個紡工只能紡一根紗,現在一個紡工可以同時紡八根、十根,甚至更多。

  這項發明解決了當下「紡跟不上織」的瓶頸,使棉紗產量大幅增加。

  消息傳到洛陽,朱由孝親自召見了來自佛羅倫斯的商人,詳細詢問了紡紗機的結構。

  他讓人仿製了幾台,在洛陽學院進行測試,結果發現效率確實提高了好幾倍。

  於是當即下令在全國推廣這種新式紡紗機,並鼓勵各地開辦工廠。

  得益於這項發明,大明出現了不少專招手活細緻的女工的工廠。許多女性因此多了一份收入,家庭經濟狀況得到了改善。

  真正的巨變,來自學院教授袙潘對蒸汽動力的開發使用。

  他從小就對蒸汽的力量充滿好奇,常常盯著燒水壺裡冒出的蒸汽發呆。來到洛陽後,他有了更好的實驗條件,開始系統地研究蒸汽的性質。

  天啟二十一年,袙潘設計並製造出了一個密封的金屬鍋,鍋蓋上裝有安全閥和活塞。

  他將水注入鍋中,在下面生火加熱。隨著水溫升高,鍋內的蒸汽壓力越來越大,活塞開始向上移動。

  袙潘興奮地記錄下壓力和位移的數據,反覆實驗,最終得出結論:蒸汽可以做功。

  他寫了一篇論文,詳細描述了實驗過程和結果,提交到學院。

  已經是物理分院院長的朱由孝在看到這篇論文後,對那個「大鍋」產生了濃厚的興趣。

  他來到袙潘的實驗室,從頭到尾觀看了蒸汽壓力鍋的演示。

  「教授,這個鍋能產生多大的力?」朱由孝目不轉睛地問道,眼睛直勾勾盯著那個上下移動的活塞。

  袙潘擦了擦額頭的汗,答道:「目前還很小,但我相信,如果加大鍋爐的尺寸,提高蒸汽的壓力,完全可以產生巨大的力量。這種力量在未來或許可以用來驅動機械,從而代替人力和畜力。」

  朱由孝眼前一亮,當即拍板:「好!這個項目我支持你。經費的事你不用擔心,我親自為你打申請。」

  他回到辦公室,親手為袙潘遞交了項目經費申請單,並附上了一段批語:「蒸汽之力的應用前景廣闊,望牛頓院長同意審批,探索其在大明工農業生產中的應用價值。」

  有了朱由孝的支持,袙潘的研究進展神速。

  他建造了一個更大的鍋爐,改進了活塞的密封方式,使蒸汽泄漏大大減少。

  同院教師薩弗利看到朱由孝對蒸汽研究的重視,也來了興趣。

  他找到袙潘,兩人合作,在袙潘的蒸汽壓力鍋基礎上,增加了一個抽水裝置。

  他們用蒸汽推動活塞,活塞帶動槓桿,槓桿拉動抽水杆,將礦井裡的水抽到地面。

  這台機器被安裝在鄧州的一座銀礦上,成功地將礦井中的積水排出。

  天啟二十九年,學院又來了一位年輕的教師,名叫佤特。

  來到洛陽後,他接觸到袙潘和薩弗利的研究成果,發現他們的蒸汽機雖然能用,但效率很低,大部分熱量都浪費在反覆加熱氣缸上。

  佤特苦思冥想,終於找到了問題的關鍵:氣缸在每一次做功後都需要冷卻,以便活塞復位,但下一次做功時又需要重新加熱,一冷一熱之間,大量的熱量被浪費。

  如果能有一個獨立的冷凝器,讓蒸汽在外部冷凝,氣缸就能始終保持高溫,豈不是可以大大提高效率?

  他畫出了設計圖,反覆修改,最終完成了分離式冷凝器的方案。

  他找到朱由孝,將圖紙攤在桌上,詳細講解了自己的構想。

  朱由孝仔細看了圖紙,問道:「這項改進,能提高多少效率?」

  佤特自信地回答:「至少三倍,而且能節省七成以上的煤炭。如果成功,蒸汽機將不再是礦井裡的稀罕物,它可以用於紡織、冶煉、運輸等各行各業,徹底改變這個世界。」

  朱由孝沉默了片刻,然後緩緩說道:「好,這個項目我批了。需要什麼支持,你儘管提。」

  佤特大喜,連忙躬身感謝。

  他用了兩年時間,將分離式冷凝器的設計變成現實。

  天啟三十一年,第一台裝有分離式冷凝器的蒸汽機在洛陽學院試驗成功,氣缸始終高溫,冷凝在外部容器完成,活塞往復順暢有力,熱效率果然提升了三倍,省煤七成半。

  朱由孝站在一旁,看著那個巨大的鐵傢伙上下運動,心中湧起一股難以言喻的激動。

  他知道,這一刻,世界又要變了。

  在此之後,蒸汽機迅速被應用到各行各業,大明的生產力開始以前所未有的速度增長。


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