資源鎖死科技樹最典型的案例就是新大陸缺少馬匹和鐵礦,導致新大陸連個馬車都沒有,而中原王朝缺金銀銅,還缺少那種淺層的易開採的煤田,一般深於三丈的煤,都得開礦洞,開井、支撐、排水、通風、瓦斯等等。
而且煤田要在腹地,而不是在邊方,這樣的成本會更低,這年頭的運輸成本實在是太過於高昂了,為了四百萬石的漕糧,大明都需要費盡心機。
南北美洲的新大陸其實也有鐵山,但是鐵山距離核心腹地區實在是太遠了。
資源鎖死科技樹的核心邏輯其實非常簡單,煤貴和煤賤,一斤煤就要六到八文錢,而且一到下雨天和下雪天煤價就會飆升,完全足以說明,供給小於需求,所以沒有多餘的煤去燒,來點亮蒸汽機的科技樹。
不是沒有需求,而是沒有足夠的煤,每一斤煤都是冒著風險從窯井裡抬出來的。
煤如果是露天刨出來的,可能一斤只賣一文,而且量足夠的話,自然能把煤用到增加生產效率之上,燒出一台能用的抽水的機器來,增加採煤效率就回本了。
可是大明的煤是從窯井裡,深入地下四五十樓層的深度,量很少,那就只能省著點燒。
泰西的蒸汽機也不是一蹴而就的,天才發明家瓦特說要有蒸汽機,便有了蒸汽機。
十六世紀末到十七世紀,英格蘭的採煤行業高度發達,單靠人力和畜力已經難以滿足抽取礦井抽取地下水的需求,而煤場擁有豐富而廉價的煤炭,對於「以火力提水」的探索和試驗,從十六世紀末就開始了,整整燒了一百多年,才在十八世紀末,由瓦特將蒸汽機徹底改良,成為了工業革命的核心動力。
這個漫長的發展過程,是量變引發質變。
大明沒辦法如此奢侈的大量燒煤,但是沒關係,朱翊鈞拿出了白銀來,鼓勵工匠們進行創新。
朱翊鈞不打算等了,下旨內閣,他願意從內帑拿出五十萬兩白銀來作為恩賞,以皇家格物院的名義,促進以火力提水的探索和實驗,尋找解決方案。
這筆銀子,就西山煤局也要用五年的時間賺出來,但是皇帝直接從內帑拿出銀子來。
「母親,孩兒去西山煤局看過來,窯民下井都是抱著五死一生的想法,下窯去挖煤,目前西山煤局用的是水排掏水,導致西山煤局的滲水之事,層出不窮,去年一整年,西山煤局的滲水事發生了一百五十三起,窯民死1750人之眾,占了全部死亡的九成。」朱翊鈞現在還沒有親政,內帑花五十萬兩,自然要跟李太后好好說明。
李太后出身貧寒,她看著朱翊鈞頗為欣慰的笑著說道:「皇帝已經長大了,雖然看起來沒有親政,但做事已經有了章法,娘親一個婦道人家,不懂那麼多,這銀子在娘親看來,就是和寶岐司一樣的事兒,既然有利於天下生民,那就大膽的做吧。」
陳太后喝了口茶說道:「天下都是陛下的,用點銀子而已,陛下覺得值就值,陛下說它值,它就值。」
朱翊鈞其實準備好了故事,來說服兩宮太后,但是他就起了個頭,兩宮太后,直接表示了支持。
若是讓小皇帝開始講道理,兩宮太后甚至有一種面對朝中言官的感覺,不用講故事,放心大膽的干,出了事,就下懿旨罵張居正就好了,誰讓張居正是太傅,皇帝沒教育好,都怪太傅。
在兩宮太后看來,陛下要用內帑做什麼都是可以的,這皇宮、天下都是陛下的,皇帝重視算學和萬物無窮之理,在兩宮太后看來,和嘉靖皇帝修仙也沒什麼區別,都是不務正業。
嘉靖皇帝修道修了二十多年,隆慶皇帝賞百藝動輒十數萬兩,朝臣們都反對,張居正連章反對,不也沒什麼用?
大明的皇帝的權力是無限大的,但是大明皇帝本人是一個物理意義上存在的人。
朱翊鈞和兩宮太后聊了許久,在慈寧宮吃了飯才離開。
而朱翊鈞又召見了張居正,詢問這條政令是否合理,畢竟是他面向大明匠人集體的第一道詔書,他必須確認這道政令是否合適。
「臣拜見陛下,陛下聖躬安否?」張居正見禮。
皇帝的這條政令,讓張居正非常意外,按過往的經驗而言,尚節儉到了摳門的皇帝,有點像貔貅,只進不出,但是皇帝一開口就是五十萬,這怎麼看都不像是吝嗇鬼能做出的事兒。
「朕安,先生免禮。」朱翊鈞笑著說道:「先生,朕御門聽政已久,對於政令若有所悟,還請先生斧正一二。」
「自從先生上陳五事疏後,朕看了所有的政令,朕都發現了一個共同的特點,那就是這個政令的願景、任務、目標,在奏疏里寫的天花亂墜、鮮花錦簇,寫的什麼都好,上利朝廷、下利窮民苦力,但是絕口不提成本的時候,朕就要立刻表示反對。」
「天下沒有這種全是好處,沒有壞處的餡餅。」
「就以今日西山煤局為例,西山採煤日久,從南宋時金國盤踞幽州開始,至今已經四五百年的時間,這麼長的時間裡,淺層的富礦已經開採完了,只能下到深井之中開採。」
「西山煤局之政令,上利朝廷,畢竟朝廷可以以此聚斂興利,下利窮民苦力,畢竟柴米油鹽,柴字當頭,京師煤賤而柴貴,只要煤炭能夠穩定供應,就可以讓京畿的百姓喘口氣。」
「但是代價是什麼?朕、三位國公、姑父李和把自家的窯井投獻朝廷,用以統一采賣,許從誠為此人頭落地,這個代價看似是權豪縉紳,但不完全是,其實還有一個代價,就是窮民苦力。」
「具體而言,就是下井的窯民,他們也是代價,用自己的命在換煤,朕於心不忍。」
像陳四六千千萬萬的窮民苦力,他們才是多數,天下是天下人天下,而他們就是天下人。
西山煤局這個政令的成本,不僅僅是勢要豪右贊助,還有具體挖煤的窯民,勢要豪右損失的是資財,而挖煤的窯民丟的是命。
「陛下英明。」張居正十分認真的聽完了陛下的話,再次真心實意的說道,陛下已經具備了親政的所有條件。
明攝宗並不打算一直僭越皇帝的威權,一直攝政,既然打算歸政,就要細細考量陛下是否能夠勝任,而現在陛下已經是個英明的君王了。
張居正自己心裡很清楚陛下是很英明的。
在嘉靖年間、隆慶年間,張居正都是那種不討皇帝喜歡、但又不能不用的臣子,張居正罵嘉靖修道不顧天下蒼生,說嘉靖皇帝克終太難,半途而廢易,將嘉靖皇帝和唐玄宗李隆基相提並論,張居正依仗內閣反對隆慶皇帝奢靡,討價還價不給隆慶皇帝花錢,隆慶皇帝但凡是靡費過重,張居正就上書反對。
嘉靖皇帝和隆慶皇帝眼中,張居正是個比海瑞還要討厭的臣子,海瑞畢竟只能說兩句,張居正能夠切實的影響到政令的推行。
但是到了萬曆年間,不討皇帝喜歡的張居正,更多的時候,都是規勸皇帝不要太激進,要仁恕。
因為明事理這三個字著實不易。
就以陛下分析政令的原則為例,陛下能夠像孫悟空一樣,火眼金睛的看清楚對方的根本目的,用成本和代價說話。
這就是英明,張居正說陛下英明,是因為陛下真的英明。
朱翊鈞十分確信的說道:「按照先生的矛盾說而言,一件事、一個政令必然有一體兩面,只提好處,不提壞處,那就是有幾種可能。」
「第一就是隱形的成本是巨大的、昂貴的、甚至是動搖社稷的,所以只能迴避;第二,貫徹政令的意志來自於至高無上的皇帝,不得不執行,反對有政治風向,只能迴避;第三,執行的時候,會承擔著不可想像的風險和壓力,是不可執行的,只能迴避。」
「仍以西山煤局為例,採煤之事的成本是權豪是小民的命,用命來換煤,是朝廷苛責窮民苦力的危害,而政令的意志來自於朕,窯民下井採煤不可想像的風險。」
「現在這條政令在執行之中,朕拿出五十萬兩白銀,來鼓勵生產工具的革故鼎新,來減少窯井坍塌的風險,就顯得順理成章了起來。」
朱翊鈞首先承認了自己在西山煤局這個政令中,做出的一些錯誤決定,太過於理想化了,覺得有王崇古這個聚斂興利的臣子在,就可以做成。
沒錯,的確是做成了,但是朝廷為此也背上了魚肉小民的風險,上一個魚肉小民的胡元,已經被莫道石人一隻眼、挑動黃河天下反給推翻了。
朱翊鈞詢問過西山煤局的待遇,和毛呢官廠是一致的,也就是說,若是窯民下井再也不出來,朝廷每人會給二十兩白銀的撫恤,這和大明京軍的撫恤已經相差無幾了。
但是魚肉小民的風險仍在,那麼設立五十萬兩白銀的獎金,降低風險,就顯得很有必要了。
一個熟練的工匠死於礦難,是對匠人家庭的巨大損失,也是多官廠的巨大損失,那麼降低損失,就是在降低成本,所以朱翊鈞的鼓勵生產工具的革新,鼓勵技術進步,是非常合理的一件事了。
「陛下英明。」張居正再次俯首,陛下的矛盾說分析法已經爐火純青了,賤儒們已經忽悠不了小皇帝了,讀矛盾說,就註定了陛下思考問題,會基於事實,這種思維定式已經完全養成,張居正已經沒有必要擔憂什麼了。
他這個明攝宗的使命已經徹底完成。
「先生,朕有一個好物。」朱翊鈞站起身來,開始了他的表演,確切的說,他製作了一個火力抽水的基本模型。
「這是泰西的一種汽轉球,很簡單的,這裡添水,把水燒熱後,蒸汽順著銅管進入小球,小球開始噴出,帶動小球開始旋轉。」朱翊鈞首先演示了第一個物件,汽轉球。
一個三足鼎立的密閉鍋可以注水,一個空心的小球,小球上帶著兩個和圓相切的出氣管。
朱翊鈞點燃了桌底的油燈,油燈開始加熱,很快小球開始緩慢轉動,當密閉鍋中的水開始沸騰的時候,小球的轉動速度越來越快,甚至產生了嘯叫聲,慢慢的水變少了,朱翊鈞用蓋子,熄滅了油燈,小球緩緩停止。
火力、蒸汽、轉動,如果再搭配上一個曲柄,就可以實現往復運動。
「說是亞歷山大里亞的算學博士希羅在一千四百多年前發明,但是按照泰西的說辭,這東西出現的時間,應該不到五十年時間。」朱翊鈞解釋著此物的來源。
汽轉球最早記載在《機械集》之中,汽轉球是文藝復興時的發明,託名先賢而已,就連機械集很大概率都是文藝復興時候創作。
「這個汽轉球是朕想到的第一種火力提水的辦法,但是這個辦法,效率極低,先生且隨我來。」朱翊鈞十分明確的說明,蒸汽噴氣的效率實在是太低了。
朱翊鈞之所以如此確定,是他做了一個鍋。
這個鍋的造型很是別致,像一個茶壺,但是茶壺嘴在頂部,又細又長,壺嘴吹向銅製的葉片,而葉片帶動一個曲柄,實現往復運動,用來磨粉,但是無論如何嘗試,這個噴氣吹動葉片的方法,都沒有成功。
動了,但是動的太慢了,磨粉效率太低了。
「朕之所以做這個,還要說到鰲山燈火,馮大伴讓人做了一種走馬燈,走馬燈上有一個輪輻,點著了燈之後,熱氣帶動輪輻旋轉,輪輻帶動燈屏,徐徐旋轉,走馬燈,燈走馬,燈熄馬停步。」朱翊鈞摸出了一盞宮燈,將宮燈拆開。
正月十五鬧花燈,大明的鰲山燈會已經如期舉行,朱翊鈞為了不賞錢,依舊沒有去湊熱鬧,但是他關注到了一個很有趣的東西,走馬燈。
走馬燈有一個葉輪,熱氣吹動葉輪轉動,葉輪帶動畫屏轉動,這東西在兩宋時候就已經極為流行了,而朱翊鈞還專門弄了個蒸汽鍋來,試著吹動葉輪。
「可惜失敗了。」朱翊鈞略顯苦惱的說道,對於蒸汽機的原理,他很清楚,但是這個探索的過程,似乎並不順利,到了這裡,朱翊鈞就停下了腳步,這是目前,他根據大明已知的科技樹,弄的兩個玩具。
無一例外,都不能實踐的玩具。
朱載堉看著陛下做的茶壺輪機和葉片,若有所思了起來,朱翊鈞沒有察覺到朱載堉思考。
大明皇家格物院的第一任祭酒、大明大科學家、十二平均律和緊密樂器發明者、鄭王錶冠名者、皇帝陛下的叔叔朱載堉,在結束奏對後回到了欽天監衙門。
他思考著陛下的試驗,陛下的試驗,給朱載堉帶來了許多新奇的思路,他隱隱約約察覺出了陛下未能成形的緣故。
噴出的蒸汽,速度太慢了,而噴出的蒸汽在一個開放的環境下,葉輪只有一片,而且葉輪不夠密集。
朱載堉首先要解決噴氣速度太慢的問題,如何把蒸汽鎖在一個密閉的空間裡,而後將蒸汽以一種極快的速度噴發而出,吹動葉片,就成為了朱載堉的頭等工作。
密封不是什麼難事,利用螺旋和銅片就可以完全做到,朱載堉設計出了一個很奇怪的鍋。
鍋重四十多斤,全鐵打造而成,鍋蓋底部有墊銅片,用螺絲壓緊密封,注水口也可以旋轉密封,而出水口上壓著一個四兩重的鐵塊。
在朱載堉的設計里,蒸汽膨脹的力足夠大,將鐵塊頂起,蒸汽的速度自然極快。
第一次實驗毫無疑問的失敗了,轟鳴的爆炸聲響起,幸好燒火的人離得遠,爆炸的鐵片飛的哪裡都是,但是失敗的實驗沒有打擊朱載堉的熱情,而是將四兩重的鐵塊降低到了到了二兩。
在不斷的實驗中,朱載堉詳實的記錄了過程,最終確定了高壓鍋的方案。
在進行高壓鍋實驗之中,他還製作了新的密閉的走馬燈葉輪,而這這一次他在密閉圓形的內徑為三寸的葉輪艙里增加了四個葉輪,讓高速氣流,帶動葉輪旋轉。
朱載堉越是實驗越是興奮,在萬曆五年二月中旬,朱載堉帶著自己的輪機來到了皇帝面前。
「這麼大的個頭嗎?」朱翊鈞看著面前兩人高、三四丈長的紅綢布,滿是疑惑的說道。
朱載堉拉開了厚重的紅綢布說道:「陛下,這裡是十六個鍋,蒸汽通過管道進入葉輪室,葉輪帶動軸飛速旋轉。」
一個鍋提供的蒸汽不夠,那就十六個一起提供,朱翊鈞點檢了並排放置的十六口鍋,鍋的原理很簡單,就是高壓鍋,那個壓著出氣口的鐵塊,就是安全閥,當鍋內的氣壓足夠大,將安全閥頂起時,蒸汽就開始咆哮。
展示所用的葉輪艙,已經拼接好了,但是朱載堉很貼心的準備了一個敞開的葉輪艙,供陛下查看,朱翊鈞見到了一個很有趣的東西,軸承。
大鐵環套著小鐵環,小鐵環上並排放著一些銅柱,這些銅柱表面光滑,上面塗滿了鮫油,四面葉輪固定在軸上。
鮫油就是呂宋總督殷正茂獻上的奇物,其實這東西就是鯨魚的腦油,不過三百斤,但是這等奇物是天然的潤滑劑,所以朱翊鈞就看到了軸承。
葉輪艙的葉輪也從一層,漲到了四層,葉輪艙是個喇叭狀的頭小腳大的設計,軸承帶著個飛輪,只要能轉起來,從地底取水這件事,就不再困難。
朱翊鈞眉頭緊皺的拿起了一個葉片,這個葉片是一種扁平狀,一面是平的,一面是流線型的曲面,這就是水翼帆船的基本原理,利用流體產生的壓力差,催動葉輪旋轉,而不是直接吹動。
直接吹動的效率實在是太低了。
而朱載堉將這個技術用到了葉輪上,水翼帆船的經驗告訴朱載堉,大明的硬帆可以逆風航行,對風的利用效率更高,那麼葉輪上直接使用這種樣式的葉片,可以有效的增加效率。
密密麻麻的葉輪片,錯落有致的擺放著,最大效率的利用到了快速流動的風。
是的,在朱載堉看來,陛下要的就是一個陸地上利用風力的機械,高速流動的蒸汽不就是一種風力嗎?跑馬燈上的葉輪不就是軸承的風帆嗎?如何更加高效的利用風力,就是朱載堉要做的事兒。
化學能轉化為蒸汽的熱能,蒸汽的熱能轉化為了流體能,流體能轉化為了機械能,這就是整個過程的能量轉化。
朱翊鈞檢查了所有的東西之後,示意朱載堉開始展示。
「加水!陛下暫且離遠一點。」朱載堉對上次的爆炸心有餘悸,生怕這次再出現什麼事故,請求陛下離遠一些。
這東西要是炸了,傷到了他朱載堉不要緊,要是傷到了陛下,這火力提水之事,就沒有必要再研究了,所有參與到此事的工匠,可能統統都要斬首。
復古派們,怕是要高興的以頭搶地了。
朱翊鈞站在遠處,看著那個怪物,面色五味成雜,就像是有一個村民給朱翊鈞分享了可控核聚變一樣的荒誕感。
大明首席科學家,搞出來的不是傳統的往復式蒸汽機,而是蒸汽輪機,雖然它只有四層。
「點火!」朱載堉大聲的說道,一聲令下,等待後的太監們,開始往裡面添煤,幾個太監不停的煽動著蒲扇,很快煤被點燃,朱翊鈞等了將近一刻鐘的時間,輪機開始轉動,飛輪的速度由緩慢,變成了尖嘯的轟鳴聲。
朱翊鈞甚至產生了一種飛機起飛的錯覺。
過了僅僅半刻鐘,朱載堉讓人停火,等到輪機完全停止之後,朱載堉才滿是懊惱的說道:「陛下,它能轉,也就是能轉而已。」
「臣觀察到,這個蒸汽每經過一片葉輪,就會降速,這讓這台機械的轉速比較緩慢,臣正在想辦法解決。」
朱翊鈞面色平靜的說道:「怎麼降速就怎麼提速,在葉輪之間,安裝一個固定不轉動的方向相反的葉輪,只用來導流,不就可以了嗎?」
朱載堉猛地瞪大了眼睛,左手握拳用力的砸在了右手上,滿臉狂喜的說道:「對呀!我怎麼沒想到呢?」
朱載堉已經迫不及待了,因為流速減小的緣故,其實只有第一片葉輪能夠利用蒸汽的高速氣流,但是通過下面三片葉輪的氣流速度會降低,甚至會起到反作用,非但不能讓飛輪速度更快,一片葉輪的利用效率反而高於了四片。
可是小皇帝一句話,讓朱載堉找到了解決之道,怎麼減速就怎麼增速,裝一個完全相反的葉輪,就可以再次加速蒸汽了。
朱翊鈞和朱載堉聊了很久,首先從單向的葉輪,對稱一下設計成為了兩個,就成為了一個中間細,兩頭粗的結構,之所以中間細兩頭粗,是因為壓力和體積成反比,蒸汽氣壓降低的時候,體積會增大,所以要中間細,兩頭粗,之所以如此設計,是為了儘可能的利用蒸汽的流速。
第三天朱翊鈞就見到了新的葉輪,從四片變成了七片,負責加速蒸汽的定子有三片,負責帶動軸承旋轉的轉子有四片,由單缸變成了雙槓,中間以鮫油潤滑,利用效率進一步的提升。
朱翊鈞呆呆的看著面前冒著蓬勃蒸汽、咆哮著的巨獸,而朱載堉高興的就跟孩子一樣,這看看,那看看,他在度數旁通。
記錄蒸汽進入的風速和出風口的風速,在朱載堉看來,出風口的風速的降低,是效率進一步提升的證明,而葉輪穩定工作的時間,更是朱載堉要迫切關心的問題。
如何進一步的改良,增加葉輪、改變葉片的造型、進一步改良葉片的風機大小等等,轉起來只是第一步,如何更加高效的、更加穩定的、更長時間的轉起來,就是朱載堉的課題。
張居正嘆為觀止的看著這一幕,他知道一個全新的時代,已經悄然開啟。
「皇叔這東西叫什麼?」朱翊鈞滿是笑意的問道。
「萬曆造蒸汽機。」朱載堉言簡意賅的說道,萬曆年間發明創造出來的蒸汽輪機,這就是朱載堉給的答案。
朱翊鈞沉默片刻說道:「叫鄭王造吧。」
「臣不想襲封鄭王。」朱載堉十分確信的說道。
朱翊鈞想了想說道:「那朕給皇叔封個新的王?封德王好了。」
「陛下,德王是英廟次子的封王已經封過了。」張居正小心的提醒著陛下,已經有德王了。
「讓德王府改名,不改就廢庶人好了,反正父親也廢過遼王,也不差這麼一個德王了。」朱翊鈞非常確定的說道,這玩意兒的意義,張居正顯然很懂,德王府不肯讓,那就直接廢藩,送到鳳陽高牆去。
「臣若是領了王爵,就不能在京辦事了,祖宗成法仍在,臣只想託庇於陛下,繼續做這些個奇技淫巧便是。」朱載堉仍然不肯答應,他不要王爵,是因為做了王,就有了藩禁,哪裡都去不得,只要陛下繼續支持他做事,就已經是天大的幸運了。
朱翊鈞看著咆哮的蒸汽機,一時間不知道說些什麼好,千言萬語彙成了一句話,皇叔牛皮。
朱載堉這台機械一切都來自於大明眼下現有的技術,有了動力,大明生產力即將產生飛躍。
朱翊鈞想了想說道:「皇叔明日到內帑領五十萬兩白銀吧,皇叔既然攻克了真的課題,朕必然要恩賞。」
朱載堉搖頭說道:「千金買馬骨,若是陛下給了臣,必然讓外廷以為是左手倒右手,臣以為臣這是一種路,也有其他路可以走,陛下賞給別人吧。」
「臣本就是拿著陛下的錢在做事,就不必再加恩賞了。」
朱載堉還是不肯領賞,皇帝對他進行了深入的投資,這幾年他在京師所有的花費,包括算學教材的編修、觀星用的反射千里鏡、曆法天文生、內書房的學徒、萬曆律歷的編修,沒有陛下的鼎力支持,他一件事也做不成。
他沒錢,這些東西,哪個不是燒錢的玩意兒?
他不後悔,不後悔被陛下用一個六分儀引誘到京師來做牛做馬,相反,當下大明朝的風力輿論之下,他研究的東西,無一例外都是離經叛道,必須要託庇於皇權,他的才智才能完全發揮出來。
所以,他把蒸汽機命名為萬曆造,這是萬曆年間的產物,不僅僅是他一個人的智慧。
朱載堉帶著新的改良方案離開了,朱翊鈞看著已經熄火的蒸汽機對馮保說道:「下旨工部,為皇叔在皇家格物院營建一個王府,規制就按洪武年間親王制營造,朝鮮送來的高麗姬、呂宋送來的泰西女、北虜送來的海拉爾,也要一個地方安置。」
「下旨禮部,皇叔一應禮制,以親王禮待之,不可有任何的懈怠。」
「下旨兵部,給皇叔配紅盔勛衛四百名,皇叔有難,則連坐瓜蔓,絕不姑息。」
「馮大伴,給皇叔配奢員若干,一切安保之事,位於親王之上,一切出入起居,皆由宮中負責安頓。」
「朕還能賞賜點什麼?就拿出這麼點東西,日後說起來,怕是又要罵朕薄涼寡恩了,還是給皇叔五十萬兩白銀,真金白銀的砸下去,更加安心一些呢。」
「奇物啊。」
往復式蒸汽機不是點錯了科技樹,只是當時並沒有關於流體能的研究,所以往復式蒸汽機是一個符合泰西的,但是大明已經研究過硬帆了。求月票,嗷嗚!!!!!
(本章完)
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