卷一 初試啼聲 第二十一章 聖人
作者:MerlinCahrin      更新:2020-02-29 02:45      字數:3934
  艾薩克爵士的《光學》,這本書不用多說,物理學聖經之一,流傳的也夠廣泛,直秀拿到的這本是蘭語的。

  九本書裏蘭語書籍有《光學》、《英蘭詞典》、《佛蘭詞典》,其它英格蘭語最多,有《自然哲學的數學原理》、《化學基礎論》、《國富論》、《人口論》、《不列顛百科全書》,佛朗西語一本《懺悔錄》。直秀估計《光學》、《英蘭詞典》、《佛蘭詞典》是蘭國商館在巴達維亞購買的,其它的書籍可能是香江或者誰知道那個地方找商人購買的。

  雖然書籍在亞洲西洋人群中很受歡迎,但其實受眾人群僅限於西洋官員,普通人都是冒險家來發財的,識多少字都不好說,蘭國商館也不會為自己大動幹戈或者讓歐羅巴商船帶回來,所以最後能拿到九本書真是自己走了好運。

  直秀把《光學》拿出來,一是因為這是一本妥妥地好書,二是因為版本是蘭語的,三是因為這本書有利可圖,對家主齊直你說啥都不如說“這個能賺錢賺大錢”,簡單粗暴,齊直就是這麽爽朗的人。

  當然此時扶桑已經有人能製作望遠鏡了,這兩大牛人是岩橋善兵衛(1756—1811)和國友一貫齋(1778—1840)。

  國友一貫齋的通稱是國友藤兵衛,“藤兵衛”和齋號“一貫”是家族家主世襲的名字,他製造出扶桑第一把實用氣槍,另外他製作的反射望遠鏡質量很好,可以用來粗略觀察星體(月亮),做出了玉石燈、懷裏筆、強力弩、神鏡和“町間見積遠眼鏡”(測距儀)。

  和國友一貫齋齊名的岩橋善兵衛是和泉國的眼鏡片師,他擅長製作各類鏡片和遠眼鏡(望遠鏡)。

  但現在手藝都是家傳,高端產品根本沒有充分競爭這個概念,町間見積遠眼鏡二枚金小盼一台,反射望遠鏡七十兩黃金一台,就這個價格,隻要能賣的出去,比搶劫快多了。

  顯微鏡聽說也有人能做出來了,但用來幹嘛呢?這是一個好問題。別人不知道,直秀懂啊,微雕啊,弄個貝殼、金箔、瓷器什麽的刻上幾本書、刻幾個小人、刻一副畫,也可以用來做醫學研究,隻要開拓了市場,妥妥地大生意,買個大陽台曬錢的那種。

  再說可以忽悠齊正造透明玻璃,現在的有名玻璃製品江戶的江戶切子、長崎的碧多蘿多賺錢啊,也就是長崎是幕府的天領直轄地,不然齊正肯定會搞個國產專賣之類的。

  雖然《光學》中沒提到怎麽製作玻璃,不過直秀懂啊,後世一群網友互K,玻璃的製造細節很詳細啊。

  玻璃的製取溫度要1200-1600攝氏度,這個不是問題,後世的煉鐵高爐的熔融帶都能達到這個溫度,而且齊正下了決心是很可怕的:未來佐賀為了建造出成功的反射爐製作大炮,從1850年到1852年間,據說第一座反射爐在連續修改設計十八次後失敗,之後又連續建立了五座最後才成功,期間大銃製造方的首席本島藤太夫都準備切腹謝罪了,齊正說”沒啥,很正常,繼續幹,我看好你呦”。

  用反射爐造玻璃,畫麵太美不敢想,還是老老實實加各種添加劑降低溫度要求才是正路。

  從古代埃及人開始,燒製玻璃的配方中就包括了鈉、鉀或鈣,1000℃即可軟化。而十七世紀英國人引入的二價鉛離子半徑更大,削弱的效果當然也就更強,鉛玻璃600℃就變軟了。

  中世紀,德意誌地區的玻璃工藝開始出現重要的革新:用草木灰中的碳酸鉀代替了天然堿中的碳酸鈉,使

  玻璃成本大幅下降。

  1674年,英國玻璃大亨喬治?拉文思克羅夫(GeeRavenscroft,1632–1683)在玻璃原料加入了24%的氧化鉛,讓玻璃更加容易熔化。後來他用鉀、氧化鉛和煆燧石,製造出了透光性能更好、近乎透明無色的鉛玻璃,英吉利因此在18世紀以後取代傳統的威尼斯,成為世界玻璃工業的新重心。

  英國人發明了兩項最重要的技術:一是鉛玻璃生產技術;二是熔化技術的革新,燃料由木材變為煤炭,並使用閉口坩堝。此外,瑞士人狄南還發明用攪拌法製造光學玻璃,為熔製高均勻度的玻璃開創了新途徑。

  18世紀英吉利用焦炭替代木炭大大提高了高爐的溫度,19世紀中葉高爐又改冷風為熱風,所以建造合格的玻璃窯爐也不難。

  所以第一個難題溫度的問題能夠解決。製玻璃的第二個難題是原料的問題。

  感謝互聯網,直秀知道一種配方:石英砂、石灰石、長石、白雲石、純堿。

  石灰石引入玻璃的主要成分是氧化鈣,增強玻璃化學穩定性和機械強度,但含量過多使玻璃折晶和降低耐熱性。

  長石作為引入氧化鋁的原料,它可以控製熔化溫度,同時也可提高耐久性。此外,長石還可提供氧化鉀成分,提高玻璃的熱膨脹性能。

  白雲石作為引入氧化鎂的原料,能提高玻璃的透明度、減少熱膨脹及提高耐水性。

  石灰石普通常見最好獲得,至於長石、白雲石,扶桑的非金屬礦產比較豐富,長石、白雲石的儲量很大。

  純堿引入玻璃的主要成分是氧化鈉,它們在煆燒中能與矽砂等酸性氧化物形成易熔的複鹽,起了助熔作用,使玻璃易於成型。但如含量過多,將使玻璃熱膨脹率增大,抗拉度下降。

  扶桑沒有天然的純堿礦。1791年法國醫生路布蘭發明路布蘭製堿法以食鹽為原料製純堿——碳酸鈉。如果從蘭國商館買不到,先用草木灰碳酸鉀頂一頂也行。

  最後的主要原料是石英砂,它引入玻璃的主要成分是氧化矽,在燃燒中能單獨熔融成玻璃主體,決定了玻璃的主要性質,以石英砂燒製出來的是矽酸鹽玻璃。還有一種以硼砂為主原料燒製的硼酸鹽玻璃。

  主要原料石英砂要求純度是99%以上,這種高純度的石英,基本上隻能在穩定海相沉積環境中找到。你說啥?穩定海相沉積環境,佐賀這裏以前就是海底啊,連有些地方現在都叫這個島那個島的,大島、平島、愛敬島聽過沒?就在我佐賀陸地上歐。

  至於燃料,我家有礦啊,高島煤礦聽說過沒?所以佐賀要燒製玻璃,有絕對的地利優勢。

  《光學》可以拿出來,望遠鏡、天文望遠鏡、顯微鏡、町間見積遠眼鏡都可以幫忙,但燒製玻璃利益太大、成本和風險也高,這個需要看情況、看時機。“君不密則失臣,臣不密則失身,幾事不密則成害”,直秀是相信這個的,這個年代,佐賀藩看利益太大把自己砍了的可能性絕對不小。

  直秀捧來《光學》,獻給伊東玄樸先生,玄樸先生借著油燈看了看,讓直秀介紹一下這本書的內容。

  直秀心說這是《光學》的事情麽,這是艾薩克爵士寫的書,艾薩克爵士!直秀讓兩個學生給大家換了一杯綠茶,穩了穩情緒才開始介紹艾薩克爵士的生平。

  入夜後室內的溫度也低,火盆裏的木炭忽明忽暗,油燈的光把人影拉成巨大的黑暗,五個人靜靜地聽直秀講起這位西洋聖人。

  得益於這個

  時代蘭學者們對一切西洋事物的好奇,直秀可以慢慢地從艾薩克爵士的童年講起。

  從早產的瘦小和母親的改嫁,仿佛預示了他生活上的一直不幸。而少年時代的奇行怪癖又顯露出他的某種非凡天賦。因為故事吐露出17世紀中葉英格蘭的一些生活細節,大家聽到一些新的事物名稱有時也會提問,直秀一一耐心解答。

  大家對他在中學的生活波折表示感慨,玄樸先生對校長亨利?斯托克斯的責任心表示了讚同。

  終於故事到了高潮,艾薩克爵士的科學發現,直秀講的並不透徹,但大家還是聽的津津有味。

  1665年,剛好二十二歲的牛頓發現了二項式定理,這對於微積分的充分發展是必不可少的一步。二項式定理在組合理論、開高次方、高階等差數列求和,以及差分法中有廣泛的應用。

  1666年,他用三棱鏡研究日光,解釋色散現象,這一重要發現成為光譜分析的基礎,揭示了光色的秘密。牛頓還發現了“牛頓環”,創立了光的“微粒說”。

  1666年的《論流數》、1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數術與無窮級數》、1676年的《曲線求積術》都是他的數學傑作。

  1671年,他在皇家學會上展示了自己的反射式望遠鏡(現稱作牛頓望遠鏡)。

  1687年7月5日出版了《自然哲學的數學原理》。

  1704年他給出了關於微積分學的完整敘述。大多數現代曆史學家都相信,牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學,在1693年以前牛頓幾乎沒有發表任何內容,並直至1704年他才給出了其完整的敘述。其間,萊布尼茨已在1684年發表了他的方法的完整敘述。

  1704年,牛頓著成《光學》。

  1707年,牛頓的代數講義經整理後出版,定名為《普遍算術》。

  在數學上,他和萊布尼茨共同發明了微積分;在力學中,他發現了萬有引力定律,並且創造了完整的牛頓力學體係;在光學中,他發現了色散現象並給出科學解釋,創立了光的粒子說;熱力學上,他確定了冷卻定律;在天文學上,他發明了反射式望遠鏡,科學解釋了潮汐的各種現象,預言地球不是正球體;在哲學上,他創建的推理規則,直到現代都是科學研究中所遵循的基本準則;在經濟學上,牛頓提出金本位製度。

  他聯合他人創立的微積分是近代數學的標誌之一,他奠定了未來三個世紀內物理學的基礎,奠基了現代工程學的基礎,他消除了人們對太陽中心說的最後一絲疑慮,從而推動了天文學革命,後世的衛星依然沿著引力理論和運動三定律描述的軌跡運動。

  艾薩克爵士是第一個用科學的語言——數學係統廣泛地解釋了我們所在世界的奧秘,“自然與自然的定律,都隱藏在黑暗之中,上帝說"讓牛頓來吧!”於是,一切變為光明”。

  爵士的話“我隻是一個在海邊拾取小石和貝殼的小孩子。真理浩瀚如海洋,遠非我們所能全部看到”激勵每個人去追求真相、追求真理。

  艾薩克?牛頓是英吉利第一個以科學家身份拿到爵士頭銜的人,是世界上第一個獲得國葬的自然科學家,他出殯時成千上萬的市民為他送行,抬棺槨的是兩位公爵、三位伯爵和一位大法官。威斯敏斯特大教堂裏,爵士的棺木就在教堂的正中間把整個教堂一分為二,位置超過了很多國王。爵士的榮耀代表爵士的努力使科學成為了人類社會共識的榮譽姐姐、成為了價值體係中的皇冠。

  (本章完)