李鸿基出发的时候,匠人李三报告蒸汽机已经造好,朱以潢听后十分激动,这是划时代的进步。
来到军营研究院,本以为蒸汽机需要一二十年,没想到宋应星花费大力气邀请到造出过蒸汽机的王徵。两位科学大拿同样热爱制造术,对蒸汽机研究达到废寝忘食,终于做出实物。
军营研究院,朱以潢看了看左边是锅炉,右边是气缸。一半圆柱形水箱,下部套了一个炉灶,加热产生水蒸气,通过管道传输到气缸中,气缸中的活塞随着蒸汽压力来回运动,带动连杆和曲柄转动,产生动力。原理很简单,但做起来很不容易,研究好八九年才成功,付出的艰辛一般人难以体会,连杆和曲柄参考不少水力机械。
“宋举人,研究的如何?”看到蒸汽机装置,朱以潢感觉离推广不远了。
宋应星正在忙活,没有看到朱以潢到来。一众助手们耳边提醒:“宋先生,世子来了。”
“回禀世子,蒸汽机经过不断改进,加上王进士的帮助,基本可以安全运行。”
“宋举人、王进士等研究蒸汽机有功,每人奖励5000两,其余人各奖励500两。鲁藩准备成立泰兴研究中心,以你们为骨干计划招募数万人,给你们所有人提供各种研究机会和高额俸禄。
吾还听说二位对纺车很有心得?参考水力纺织机,如果二位能把蒸汽机跟纺织机结合起来,重重有赏,负责人十万两银子,参与者1000两以上。”
宋应星一震,心道蒸汽纺织机有这么重要吗?
“回禀世子,吾还是比较了解纺车,把蒸汽机替换掉水力机械即可,很容易做到,南宋时已普及水力纺织机和纺纱机。”
“宋举人,吾表达有误,吾的意思是先改进纺织机,自动压实、梭子自动运行,把蒸汽机动力与纺织机完美结合,不需要人力操,不止纺织机需改进,纺纱机亦需改进。”
宋应星感觉小事一桩,胸有成竹,回道:“蒸汽机都研究出来,纺织机更容易。”
“纺织机第一步想办法先把梭子改进一下,如用绳子拉,或者外力击打梭子来回运动,这样吾大明妇女就从织机中省掉一道程序,再采用汉朝的斜织机一样自动压实,可以再省掉一道程序。省下这两道程序同时增加布面宽度,效率大大提高。”
宋应星听完:“吾研究纺织机数年,亦有此等想法,只是经费不够,一直未能实践,现在有经费,有人员协助,相信用不了一月完成世子交代的任务。”
“宋举人这席话令人放心,鲁藩已派人去苏州请一些纺织行业翘楚和木匠,过来协助你,十天后到,你们好好配合。”
研究出来之后,朱以潢打算由木材改为铸铁,铸铁在蒸汽机外力作用下不易损坏。
宋应星和王徽二人组织了蒸汽机运行,从点火到运行,排气阀和气压,考虑到了每一个细节,运行一切正常。
虽然大明有火船自去,但主要用于战争上,用在纺织机上,在这个年代将会震惊所有人。
对于蒸汽机朱以潢很满意,宋应星、王徽这样的人必须加以保护,每人安排五名护卫跟随左右。
朱以潢心里清楚工业革命主要是指用机器代替人工进行生产,从而造成生产方式的变革。而机器之普遍用于生产,又首先出现于纺织业,纺织业才是最先现代化。而中国因为明朝灭亡,各种先进的东西被禁止而失传,大多被传教士带回欧洲,促进欧洲快速发展,反过来殖民大清,来中国的传教士个个是科学家,其它地方的传教士则默默无闻,真是两个极端。
宋应星在农业、手工业、冶金、纺织等领域进行了大量的实践研究,提出了许多具有创新性的理论和方法。
总结了“耕作三步法”,发明了一种叫做“水车”的灌溉工具。手工制造方面提出“轮轴法和锻造法”技术理论,冶金方面提出“熔铸法和铸造法”理论和方法。纺织方面发明了一种叫做“纺车”的纺织工具,使得纺织效率大大提高。提出了许多有关纺织技术的理论和方法,如“纺纱法”、“织布法”等。
宋应星在他十五岁那年,听说宋代沈括的《梦溪笔谈》是一部价值很高的科学着作,于是他就渴望着能读一读。为了此书费了九牛二虎之力才得到一本撕烂用来包裹食物的残本,可见当时的人只重视科举方面的书,不重视科学书籍。把科技创新比作奇淫技巧,也是中华文明一大遗憾。
中国的遗憾变成欧洲的幸运,1769年,具有实用价值的阿克莱水力纺纱机方定型并推广,1779年发明出更优良的改良水力纺纱机――“骡机”。自此以后,英国纺织业便在大机器生产的道路上一路发展,成为工业革命的领头工业部门。因此阿克莱水力纺纱机的发明,通常被认为是英国工业革命开始的标志。
但中国元朝的水转大纺车更早,足足早了四百年,已经是一种相当完备的机器。
这里要指出的是,水转大纺车的工具机所达到的工艺技术水平,即使是用英国工业革命时代纺纱机器中的工具机为尺度来衡量,也是非常卓越的。例如着名的“珍妮”纺纱机最初仅拥有8个纱锭,后来才增至12一18个纱锭;而大纺车却拥有32个纱锭。“珍妮”机仅可靠人力驱动,而大纺车却可以水力、畜力或人力为动力。由于水转大纺车确实已达到很高水平,因此它的工作性能颇佳,工作效率甚高。
更加值得重视的是,和许多古代的伟大发明的存在情况不一样,水转大纺车已被广泛用于生产实践之中。