無數(shù)皓首窮經(jīng)、準(zhǔn)備了一輩子八股文的老秀才如喪考妣,痛心疾首,斥之為“禮崩樂壞”、“斯文掃地”。
而更多被壓抑了許久、對(duì)自然萬物充滿好奇、心靈手巧的年輕人,則看到了前所未有的希望和出路!
各地新式學(xué)堂如雨后春筍般建立,教授的不是“子曰詩云”,而是杠桿滑輪、化學(xué)現(xiàn)象、幾何證明。
社會(huì)風(fēng)氣為之一新,“學(xué)會(huì)數(shù)理化,走遍天下都不怕”的觀念開始萌芽。
京城,中央科研院由格物院升格并擴(kuò)充而成。
這是一片占地廣闊、戒備森嚴(yán)的建筑群,內(nèi)設(shè)機(jī)械所、化工所、格物所基礎(chǔ)物理、生物所等眾多機(jī)構(gòu)。
這里匯聚了全國最頂尖的工匠和通過新式科舉選拔上來的青年才俊,享受著優(yōu)厚的待遇,也承擔(dān)著最前沿的研發(fā)任務(wù)。
“人力自行驅(qū)動(dòng)車”項(xiàng)目,被列為機(jī)械所的優(yōu)先課題。
皇帝希望能有一種比馬車更靈活、比轎子更快捷、不依賴畜力的個(gè)人交通工具。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是年僅二十八歲的格物科進(jìn)士,歐陽詢。他深受傳統(tǒng)木牛流馬傳說和西方傳入的通過有限渠道關(guān)于平衡原理的啟發(fā)。
最初的構(gòu)想,是制造一個(gè)有兩個(gè)輪子、依靠人的雙腳交替蹬地來前進(jìn)的“木馬輪”。但很快遇到了幾個(gè)核心難題:
材料與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度: 最初的樣車完全由硬木制成,沉重?zé)o比,且車架在顛簸路面上很容易散架。
歐陽詢團(tuán)隊(duì)嘗試了多種木材的復(fù)合結(jié)構(gòu),甚至引入了部分鐵質(zhì)加固件,但效果不佳。
直到他們獲得了格物院冶金所最新研發(fā)的一種“低碳熟鐵”,這種材料韌性好,易于加工成管狀,大大減輕了重量,又保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
他們采用榫卯、鉚接和部分螺絲緊固的方式,打造出了堅(jiān)固而輕便的菱形車架。
傳動(dòng)系統(tǒng)——革命性的鏈條!
最初的設(shè)想是前輪驅(qū)動(dòng),人在前輪軸上直接蹬踏。但這導(dǎo)致前輪做得很大,極其不穩(wěn)定,且轉(zhuǎn)向困難,摔傷事故頻發(fā)。
團(tuán)隊(duì)一度陷入僵局。一次,歐陽詢?cè)谟^察水車傳動(dòng)時(shí),看到鏈斗式水車那循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的木鏈,突然靈感迸發(fā)!能否設(shè)計(jì)一種類似的“鏈條”,將腳踏的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到后輪?
這是一個(gè)巨大的技術(shù)飛躍!他們開始設(shè)計(jì)一種由許多鐵制鏈節(jié)和銷軸組成的“滾子鏈”。
每個(gè)鏈節(jié)的形狀、耐磨度,銷軸與鏈節(jié)的配合間隙,都需要精確計(jì)算和反復(fù)試驗(yàn)。
加工如此精密的金屬零件,對(duì)當(dāng)時(shí)的車床工藝是極大挑戰(zhàn)。
機(jī)械所的工匠們夜以繼日,改進(jìn)了簡(jiǎn)易的腳踏車床和夾具,手工打磨、淬火,終于制造出了第一條能夠可靠傳遞動(dòng)力的鐵鏈條。
后輪軸上需要安裝一個(gè)帶齒的“飛輪”,與鏈條嚙合。
他們?cè)O(shè)計(jì)了不同齒比的飛輪進(jìn)行測(cè)試,以平衡速度和省力程度。踏板則設(shè)計(jì)成帶有防滑紋路的鑄鐵件,通過曲柄與中軸連接。
他們放棄了危險(xiǎn)的前輪驅(qū)動(dòng)大輪方案,采用了前后輪大小相近的設(shè)計(jì)。
前叉設(shè)計(jì)成可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu),通過一個(gè)簡(jiǎn)單的立管和車把連接,車把上包裹著皮革以增加握持舒適度。
通過轉(zhuǎn)動(dòng)車把來控制前輪轉(zhuǎn)向,比操控大型前輪要靈敏安全得多。
安全至關(guān)重要。他們最初設(shè)計(jì)了類似馬車的抱閘,用杠桿拉動(dòng)一塊牛皮摩擦車輪轂來制動(dòng),但效果不佳且磨損快。
后來改進(jìn)為“壓閘”,通過線纜控制一個(gè)帶有摩擦片的機(jī)構(gòu),直接壓在鋼制的前輪輪緣上,制動(dòng)力大大增強(qiáng)。
最初的鐵輪或包鐵木輪顛簸異常。他們嘗試過在輪緣包裹皮革、藤條,效果有限。
最終,化工所提供了一種初步硫化的、具有一定彈性的橡膠材料。雖然遠(yuǎn)不如后來的充氣輪胎,但將其包裹在木輪外圍,已經(jīng)能顯著改善騎行舒適度。
歷經(jīng)數(shù)百次修改、無數(shù)次的摔打磨合,第一輛真正意義上的、具備現(xiàn)代自行車基本形態(tài)的“鐵馬”終于誕生了!
它擁有熟鐵車架、鏈條傳動(dòng)、腳踏驅(qū)動(dòng)、手控轉(zhuǎn)向和壓閘剎車。
當(dāng)歐陽詢親自騎著這輛閃爍著金屬光澤和黝黑橡膠色彩的“鐵馬”,在科研院內(nèi)的試驗(yàn)場(chǎng)上穩(wěn)穩(wěn)地騎行,甚至能做出小幅度的轉(zhuǎn)彎和靈巧的避讓時(shí),整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)爆發(fā)出震天的歡呼聲!
消息傳入宮中,朱興明大喜,親臨科研院試騎。
雖然一開始有些搖晃,但很快掌握了平衡。感受著耳畔呼嘯的風(fēng)和前所未有的操控感,皇帝龍顏大悅,當(dāng)場(chǎng)重賞歐陽詢及其團(tuán)隊(duì),并將此車命名為“自行車”,寓意“自如行走之車”,并下旨由皇家工坊優(yōu)先量產(chǎn),率先在京城推廣。
很快,自行車這種新奇、便捷、象征著時(shí)尚與科技的交通工具,風(fēng)靡了整個(gè)京城。
達(dá)官顯貴、富商巨賈競(jìng)相購買,街頭巷尾,隨處可見騎著自行車穿梭的身影,轎子和馬車的使用率顯著下降。
這不僅是一次交通革命,更是一次深刻的社會(huì)觀念變革,它向所有人宣告:一個(gè)依靠人力與機(jī)械、追求效率與速度的新時(shí)代,已經(jīng)到來。
就在京城自行車方興未艾之際,開封府地方科研所,也在進(jìn)行著一項(xiàng)更為雄心勃勃的計(jì)劃——制造一臺(tái)能夠自主行走的“蒸汽三輪汽車”。
項(xiàng)目主導(dǎo)者是老工匠出身的格物博士,魯勝。他深入研究過朝廷擁有的大型蒸汽機(jī)(,但其體積龐大,功率雖高,卻無法直接用于小型車輛。他們的目標(biāo)是:小型化、輕量化、適合陸地行駛。
微型高壓鍋爐, 這是最大的瓶頸。
大型蒸汽機(jī)的鍋爐像個(gè)房子,顯然不行。
魯勝團(tuán)隊(duì)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能安裝在車架上、能快速產(chǎn)生足夠高壓蒸汽的小型鍋爐。
科技在大明以迅雷不及掩耳之勢(shì)崛起,民間各種發(fā)明創(chuàng)造層出不窮。
百姓們,也開始逐漸習(xí)慣了這樣的生活。
畢竟,科技實(shí)實(shí)在在的給他們帶來了便利。