長安西市最偏僻的一角,原本是朝廷堆放廢舊兵器的庫院,半年前被劃給了太常寺屬下一個名不見經傳的小衙門——"工巧署"。署中隻有三名官吏,主事者是一個年過五旬、雙手布滿老繭和燙傷的幹瘦老者,名叫馬鈞。
此人平日裏沉默寡言,遇人說話總是慢吞吞的,彷彿每吐一個字都要在心裏先稱過三遍重量。朝中知道這個名字的人不多,但若論"巧思",馬鈞若是認第二,天下無人敢認第一。翻車、指南車、連弩改良,他獨力一人讓這些器物脫胎換骨。
但真正讓他徹夜難眠的,是半月前那份忽然下達的密詔。
密詔是劉封親筆寫的,措辭簡練——"馬卿:朕聞水轉百戲、輪翻車機,卿之巧思冠絕當世。今天下水利大興,關中渠堰歲修,然人力耗時過甚。卿可試製以水力代人力之器,先成者報尚書省,不拘資費。"
馬鈞捧著那道詔書在工坊裏枯坐了一整夜。他做過翻車,那是人力踩踏引水;他做過指南車,那是齒輪撥動定向。但"以水力代人力"——水勢無常,忽急忽緩,要讓水流轉變成均勻的機械力道,讓笨重的水輪驅動石碓、磨盤、冶爐鼓風囊——這是前人從未做到的事。
"馬大人,第三根軸又斷了!"
學徒小周的喊聲將他從思緒中拽迴。馬鈞快步走到試驗台前,那架一人多高的木製水輪靜靜立在水渠旁,引水閘門已經放下,濁流衝擊著輪葉,輪軸卻紋絲不動。馬鈞俯身檢視斷裂處——木軸從中間裂開了一條大口子,裂紋扭曲如蛇,分明是受力不均導致的扭斷。
"齒輪咬合偏了三分。"他蹲下來用手指蘸水抹在輪轂齒槽裏,看了半晌,"左側受力比右側重了太多,水輪轉起來隻扭一邊,軸撐不住。"
小周愁眉苦臉:"已經是第三根了。庫裏的硬木全用光了,再去調隻怕要報給尚書省……"
"去東市,買榆木。"馬鈞起身拍了拍手上的木屑,"硬木太脆,受力大就崩。榆木韌性好,寧彎不斷。再買三丈麻繩、五斤桐油迴來。"
小周應聲跑出去了,馬鈞獨自站在那架半成品水輪前,眯著那雙被炭火和木屑熏了大半輩子的眼睛,盯著輪葉入水角度一言不發。水渠是從灞河引來的支流,流速尚可,但水輪的葉片吃水太淺,吃水太深又會拖慢轉速。這中間的尺度,他在小模型上反複算過,可放大了十倍之後,那些計算全都不作數了。
"吃水深一分,輪力加三分,但轉速減四分。"他喃喃自語,"水深、流速、葉片傾角、軸徑粗細、齒輪齒數……五樣東西纏在一起,一動全動。"
正心煩間,工坊門外忽然傳來一陣腳步聲。馬鈞抬頭望去,隻見裴秀裹著一件半舊墨綠大氅走進來,身後還跟著兩個年輕官吏,一人手中捧著一卷帛圖,一人抱著厚厚一摞竹簡。
"德衡,"裴秀進門便直奔水輪而去,上下打量了一番,"聽說你忙了半個月還沒成?"
馬鈞苦笑:"仲治公莫要取笑。這東西看似簡單,實則比翻車難做十倍。水力不似人力,想停就停,想快就快。水大了輪飛,水小了輪滯。我試了七種葉片形製,三種輪徑,五種軸材,搭起來的架子拆了又拆,還是差一口氣。"
裴秀沒有多話,示意身後兩個年輕人將帛圖和竹簡在案上攤開。馬鈞湊過去一看,瞳孔微微一縮——那是一份極精細的灞河上遊水勢觀測記錄,字跡密密麻麻,標注了不同月份、不同時辰的水位漲落和流速變化。帛圖上則畫著關中主要渠道的走向,每一條渠旁都標了實測的坡度和流量。
"你這份水勢圖——"馬鈞轉頭看向裴秀。
"製圖司新測的。"裴秀撚須微笑,"你造水轉,不能隻憑手感和運氣。要知哪條渠的水常年不斷、哪條渠冬季枯淺,要知落差多大、流量幾何,才能定下你的輪徑齒數。我這圖是山川地貌,你那些資料若不填進去,就是聾子聽琴。"
馬鈞怔住了。他這半個月苦思不得的,正是一個"資料"的問題。他每一次改動葉片或齒輪,都隻能靠試錯——裝上、轉、斷、拆、重做。若是能提前知道水勢的準確引數,把計算先做在紙上,至少能省掉一半的彎路。
"仲治公,"馬鈞忽然一把抓住裴秀手臂,"你這份水勢觀測能借我謄抄一份麽?還有,你製圖司裏那些會算學的人——"
"早給你帶來了。"裴秀側身指了指身後兩個年輕人,"這是衛玠,你見過的。這是他師弟王朗,精於算學,尤善比例演算法。你隻管告訴他們你想算什麽。"
衛玠上前一步,雙手將一卷空白的麻紙展開鋪在案上,又從袖中摸出炭筆:"馬大人,您說,我記。"
馬鈞深吸一口氣,在輪軸旁邊蹲下來,用木炭在地上畫了三個圈:"水輪,齒輪,磨盤。三個東西。水輪轉一圈,齒輪要轉三圈,磨盤要轉五圈。這是最簡單的倍數關係。但問題是——水輪每秒轉多少圈,由水勢和葉片吃水共同決定。水勢你幫我算,吃水深度我試給你看。我們一個個引數定。"
衛玠運筆如飛,一邊記錄一邊追問:"水輪半徑?葉片數?入水角度?"
"半徑七尺,葉片十二片,角度我還沒定——"
"那就定十二個方案,"王朗在一旁接過話頭,"每一度作為一個方案,算出每種方案的轉速與力矩,取其中最優。"
馬鈞猛地抬頭,看著這兩個二十出頭的年輕人,一時竟不知說什麽。他做了一輩子器物,從來都是刀砍斧鑿、邊做邊改。而今有人告訴他——可以先在紙上算清楚再做,這份衝擊不亞於他當年第一次見到齒輪傳動時的震動。
"好。"馬鈞重重拍了一下大腿,"那就從入水角度開始算!小周!把架子拆了重新搭,按照紙上算出來的方案走!"
整整三天三夜,工巧署的燈火沒有熄過。衛玠和王朗輪流執筆,將每一步計算寫在麻紙上。馬鈞則根據計算結果搭建試驗模型,每一次拆裝都精確到寸,不再憑手感估摸。第四日清晨,霜重露寒,新的水輪終於重新裝入水渠。
馬鈞親手提起閘門。
灞河支流的清水湧入渠道,衝上輪葉。這一次入水角度經過了精確計算,輪葉吃水深淺恰好落在最優區間。水輪先是微微一滯,隨即緩緩轉動起來,起初慢,漸漸加速,軸上的櫸木齒輪發出低沉而均勻的嘎吱聲,傳遞到第二軸、第三軸,最終牽動磨盤上方的石碓——那塊兩百斤重的青石碓頭被穩穩托起、落下,砰地一聲砸在石臼裏,隨即又是第二下。
砰。砰。砰。砰。
節奏均勻如鼓點,一下不多,一下不少。
馬鈞站在水輪旁,看著那架巨大的木頭器械在清水的推動下不緊不慢地運轉著,雙手微微發抖。那十二片榆木輪葉沾著細碎的水珠,在晨光中閃閃發亮,每一次入水都精準地切入最優角度,不偏不倚。
"成了。"他嗓子啞得幾乎說不出話。
裴秀不知何時已經站在了他身後,拍了拍他的肩膀:"德衡,你這不是成了一架水轉磨盤——你這是在關中每一條河渠邊上,都埋下了不吃飯不歇息的長工。"
訊息傳入太極殿時已是晌午。
劉封放下那封來自工巧署的奏報,奏報上字跡淩亂,顯然是馬鈞親手所寫,末尾附了衛玠和王朗一同署名的計算方案。他看了三遍,將奏報遞給身旁的杜預。
杜預看完,深吸一口氣:"陛下,若此物能在關中推廣,每處水磨可省二十個勞力。渭河兩岸可設數百處,那就是數千人從磨坊裏解放出來去開荒屯田。而冶鐵作坊若裝水轉鼓風,爐溫更穩,鐵質更好,軍器刀劍的產量至少翻一番。"
劉封沒接話。他起身走到殿側,那裏擺著一張寬大的輿圖,正是裴秀新製那幅關中全境圖。他伸手指著渭河沿岸那些標明"可設水轉"的位置,指尖在圖上劃出一道長長的弧線。
"杜卿,傳旨下去——工巧署升格為工部下屬''水轉司'',馬鈞任司丞,秩六百石。調衛玠、王朗入司協助。另外,通令各州郡凡有渠堰之處,皆報水勢實測至尚書省,由水轉司統一規劃設定。所需費用從今年鹽鐵專營結餘中支取。"
杜預躬身領旨,轉身剛走兩步,又被叫住。
"還有——"劉封從袖中摸出那枚青銅打火機,在指尖翻了個麵,"傳話給馬鈞,讓他別隻盯著磨盤和冶爐。朕還想要一種靠水力拉動紡車的東西。布帛之事,也是國本。"
杜預走後,偏殿安靜下來。劉封重新走到那幅關中輿圖前,視線落在渭河沿岸那一排排代表水轉可能位置的硃砂圈上。他想起穿越前在博物館裏見過的水轉大紡車圖片,三十六個錠子同時轉動,一個水輪抵得上百名女工日夜不停。
步子要一步步走,但他知道腳下的方向是對的。
窗外的日頭正西移,將太極殿的重簷影子拉得老長。劉封收迴目光,低頭看著掌心那枚已經磨得光滑鋥亮的青銅打火機,輕輕將它扣在了輿圖上——恰好按在渭河與灞河交匯處,那裏有一個新的硃砂圈,旁邊用小字標著:灞橋水轉試製處。
(第539章完)
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