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　　　　力学：物体运动和所受力的关系，这是蒸汽机的基础科学。

　　　　热学：热能如何更有效率地转化为动能。

　　　　气体化学：想让煤炭充分燃烧，就必须知道氧气是怎么回事。

　　　　机械学：如何把能量、材料、机械有机地结合，以较低热损耗，这可是瓦特成功前十多年时间晨的心头最大的痛。

　　　　几何学：要为蒸汽机及零件设计各种图纸，而图纸的基础就是几何学。

　　　　数学：所有学科的基础。

　　　　这些学科朱棣都知道——事实上绝大多数人都知道，但每一门科学对任何人来说都可以引用“学海无涯”这句话。因此，朱棣便放弃了建设空中阁楼的妄想——基础知识都没有，谈什么改良？

　　　　不过，尽管效率极低，但是在煤矿产地附近区域，这种第一代蒸汽机仍然有着用武之地。因此，这个发明应该也能够通过献宝大会的评审。

　　　　既然有了第一代，凭着中国人民向来不缺乏的智慧，随着条件逐步成熟，第二代、第三代……乃至利用效率高到能够真正投入到生产之中的蒸汽机自然迟早会出现。

　　　　第六项“发明”是水泥。从某种意义上说，这项发明也是工业革命爆发的基础条件之一，因为，有了水泥才能建造成真正的硬质马路。要知道，古代的路况都不怎么好，人们只能步行或骑马旅行。逢上雨季，装载货物的运货车在这种道路上几乎无法用马拉动。中国古代之所以没能发明出装载能力较大的四轮马车，其主要原因便在于四轮马车需要相对平坦的道路。而中国古代的道路在经过雨水冲刷之后，哪怕是在晴天，也远远称不上平坦。

　　　　按道理说，铁路才能够真正解决交通的瓶颈。据说在轨道上，一个妇女或一个孩子能拉一辆载重四分之三吨的货车，一匹马能干二十二匹马在普通的道路上所干的活。但问题是，建造铁路的前提条件是冶金学——在不能量产钢之前，难道用“受外力作用很容易变形而且容易生锈的铸铁”来建造铁轨？

　　　　所以，朱棣只能退而求其次，“发明”水泥来修建硬质马路。这也不错了，要知道，对于长途运输而言，在硬质路面上行进的平均速度是泥土道路的七倍！

　　　　现代水泥的分类很多，而且大多数制造工艺对于古代的条件来说都太复杂。不过还好，朱棣没那么贪心，他只打算“发明”出最原始最简单的水泥。原始水泥的制作工艺相对简单，只需要以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细便可以了。

　　　　令朱棣窃喜的是，法国的土木技师毕加1813年才发现“石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好”。而这个最佳比例，朱棣却不费吹灰之力便将之带到了四百多年前。

　　　　若说有什么令朱棣遗憾的事，那便是这个年代的生产力实在太低了。水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序。这个时代只有普通的立窑，因此熟料煅烧工艺过程中完全依靠人工加料和人工卸料。这倒也罢了，在生料制备和水泥制成这两个工艺过程时，因为需要研磨，而目前只能利用畜力和人力，因此产量极低而成本相对较高。

　　　　结果，当水泥“发明”出来后，朱棣却很苦恼地发现：以水泥为原材料建一条可以让四座马车并行的硬质马路，其成本竟然类似于后世建一条高速公路——这便彻底打消了他准备在短期内将全国县一级道路全部建设成为硬质马路的决心。

　　　　不过，既然运输能力是工业革命的基础条件之一，那么朱棣自然只能“有条件要上，没条件创造条件也要上”——将县级道路变为硬质马路是不用想了，那便尽量先将全国的主干道上全部铺上水泥吧。这个水泥道路网的名称朱棣都想好了：御道！

　　　　一口气介绍了那么多发明后，朱棣便从黄俨手中接过茶水润了润嗓子。

　　　　朱棣的心中得意洋洋。因为他知道，这些“发明”虽然很简单，但是对历史的推动作用却极其巨大。然而当朱棣的目光扫到朱权的脸上时，却忍不住眉头一皱。

　　　　听到如此伟大的“发明”，应该是满脸狂喜好不好？这种时候表现出毕恭毕敬的表情，岂不是说明朱权根本没听明白这些“发明”的伟大之处！朱权的智商不低，知识面也勉强算得上渊博，而且还没有儒生的那种迂腐酸气。如果连这样的人都不明白那些“发明”的伟大之处，估计也其他人更难弄明白其中的伟大意义了。

　　　　朱棣并不是期望别人拍马屁，身为皇帝，他已经被拍得够多了。现在朱棣只是很希望能够出现一个知己，能够明白这些发明的伟大意义。现在看来，这个愿望显然不大容易实现。

　　　　朱棣一咬牙。

　　　　前面的都是关于民事方面的，接下来，向朱权介绍军事方面的“发明”，不信他还是这副表情！

第十四章　金手指（下）

　　　　军事方面的第一项“发明”是黑火药的配方比例。19世纪时才正式确定下来的黑火药的最佳比例是75％的**、10％的硫磺和15％的木炭。

　　　　中国最先发明黑火药，但最佳比例却是在实践中逐渐摸索逐渐优化的——明朝时黑火药的硝、硫、炭比例大约是60：18：22，使用这种火药，往往需要占据枪管四分之三的容积。最佳比例配成的黑火药，其威力要增加好几倍。

　　　　朱棣还知道高猛度黑火药的配方：**3份、硫磺2份、炭粉4至5份、蔗糖5份、镁粉l至2份，这种火药爆速快，发光亮白色，耀眼，渣子很少，有声响，性能高。可惜的是，朱棣不知道镁粉怎么弄。至于说tnt、黑索今、苦味酸、**、火棉……这些东西制作弹药比黑火药更好，但考虑到目前的工业和化学水平，想要造出这些东西显然有白日做梦的嫌疑。

　　　　第二项“发明”是名为“朱氏制法”的火药制造方法。这种火药制作方法的原名本该是“湿制法”，但考虑到那个“湿”字容易泄露秘密，因此朱棣便死不要脸地将之改称“朱氏制法”了。

　　　　所谓的“朱氏制法”，是先用粟米水或高度酒少量雾状喷洒到放在大竹匾的火药上，然后震动竹匾自然产生药粒，然后混合起来作成大饼状，在晒干或风干后打碎，用细筛子筛过，这时火药粉便会变成小颗粒状。然后，将之装在大桶里不停翻搅，磨掉颗粒的棱角并加入石墨抛光。用这种方法制造出来的火药各成份分子间构成比较稳定的结构，长程运输时不易分解（普通的黑火药在运输过程中，比较重的**沉到了下面，而比较轻的炭则跑到了上面，射击前必须将火药重新加以搅和方能使用），而且颗粒间的燃烧空间较大，容易均匀地燃烧，因此威力更大。

　　　　第三项“发明”是手榴弹的制造方法。公元1000年，宋朝神卫水唐福向朝廷进献“火球”（又称“火炮”）等火器。“火球”以火药为球心，用多层纸、布等裱糊为壳体，壳外涂敷沥青、松脂、黄蜡等可燃性防潮剂，点燃后用人力或炮抛至敌方，球体爆炸并生成烈焰。还可通过改变药物配合或掺杂铁蒺藜、小纸炮等，达到施毒、布障、发烟、鸣响等多种作用，达到杀伤敌军和破坏战具的效果。在1044年初刊的兵书《武经总要》中，已载有霹雳火球、蔟藜火球、毒药火球、烟球、引火球等多种可用手投掷的弹药，这可以看作是最早的手榴弹雏形。

　　　　如果说这类武器的杀伤力太小，那么到了13世纪初，中**队又装备使用了一种铁壳爆炸性火器——掏火炮（又名“震天雷”）。它用生铁铸外壳，形如罐子、合碗等不同样式，内装火药，留有安放引线的小孔。点燃后，火药在密闭的铁壳内燃烧，产生高压气体，使铁壳爆碎伤人。这是当时威力较大的一种火器，可用手抛，也可用炮掷。它是世界上最早的铁壳手抛弹药，与现代手榴弹已颇为相似。大约是因为成本太高以及重量太重的原因吧（可以想象投掷铅球伤敌的场景），早在13世纪初就已经出现的震天雷并没能在军队普及成为制式武器——甚至后来很长一段时间里，这种武器居然在中国大地上消失了。

　　　　朱棣提供的手榴弹制造方法很简单，其主体就是一个大号的鞭炮：以数层厚纸包裹火药再加上引线就可以了！朱棣倒是知道拉发引信的制作方法：一根螺旋状的铜丝，然后还有一种燃点很底的化学原料例如磷，拉动拉火管的拉环使之自燃，其原理和火柴一样。问题在于，试制出来的成品在储存、携行时发生了好几次事故。后来朱棣静下心来一想：在火柴面世的初期，白磷火柴就经常因为自燃引发火灾。以目前的工业水平所生产的拉发引信手榴弹，估计不会有士兵愿意使用。所以朱棣只得决定暂时先将就着使用燃烧引线。

　　　　“大号鞭炮”的本身虽然威力有限，不过不必担心。想要增加杀伤力，只要给这种手榴弹套上陶制弹套便可以了。这种没有什么技术含量的设计，能够大大加大爆破时的破片数量，也大大加大手榴弹的杀伤力。有了陶制的弹套，“大号鞭炮”爆炸后便会形成大量陶瓷碎片四溅伤人——两米之内若角度合适则碎片甚至能够穿透皮甲，五米之内能够对裸露在外的皮肤造成一定程度的伤害。

　　　　尽管这种手榴弹在战斗之前必须加装弹套有些麻烦，但这种程度的战前准备工作至少并不比为火枪装上弹药更繁琐。更何况，二战时期苏联的主力手榴弹，很多也装有预制破片槽的铸铁弹套——这也正是苏军手榴弹比德国手榴弹威力更大的奥秘所在。而且，苏军使用的弹套在战斗前同样必须用铁丝装置先固定一下！不直接使用陶瓷外壳主要是从火药的防潮角度考虑，使用弹套还有两个额外的好处：第一，黑火药称不上安全火药，然而在安装弹套之前，这种“大号鞭炮”即便意外爆炸，所造成的伤害也相对较小。第二，陶器成本低廉，让陶制弹套的手榴弹成为军队的制式装备，便不会对朝廷造成太大的经济压力。

　　　　理论上，套上了陶制弹套的手榴弹仍然比现代手榴弹的威力要小得多。二战时期苏军防御型主力手榴弹有效杀伤半径为十五米，其f－1式手榴弹杀伤范围更是超过二十五米。

　　　　然而这却并不是什么太大地问题。抗战最艰难地时期。**方面由于缺乏原材料和技术人员。手榴弹大量采用黑火药。弹体也大都是铸铁。不但爆炸效果很差。而且单片很少。平均只有12－22片。甚至有一下裂成两片地。然而这样地手榴弹。当时也是八路军战士手中最有力地武器。相对而言。朱棣所发明地原始手榴弹使用地是最佳配方地黑火药。而且还使用了“弹套技术”。因此。尽管这种原始手榴弹在使用、运输、贮存等各方面都不尽人意。但至少在威力方面与八路军自制地手榴弹相比。却也只不过略逊一筹而已。这样一比较。朱棣所发明地原始手榴弹在十五世纪显然能够发挥足够地作用。

　　　　第四项“发明”是迫击炮。在短铁筒底部向上依次放入抛射药包、缓冲板、弹头。火炮不能使用纸壳、陶瓷壳地炮弹。因为这些材料承受不起发射时地巨大力量。所以炮弹地外壳便由铸铁制造而成。

　　　　使用时。先后点燃抛射药包和弹头地引线。经缓冲板将弹头抛出。由于工业水平地限制。铁筒地气密性无法保证。弹筒内部也没有刻制膛线。因此这种土法制造地迫击炮射击距离有限（最大射程仅九十米。但好歹比人力投掷手榴弹地距离远）。没办法保证射击精度。另外。由于每次抛射药包剧烈燃烧后都会将铸铁制造地铁筒造成一定地破坏。因此它地发射次数非常有限。最多二十发之后。铁筒便会不堪使用。这项发明实际上很鸡肋。说得难听些。它甚至应该说是一项失败地发明——射程太近；毫无准确度可言；使用寿命太短。不过。考虑到很多发明。比如说坦克、火枪。在初期地表现远远不如它们地后代。因此朱棣最终还是决定将迫击炮列装军队。

　　　　第五项“发明”是火箭炮。中国人很早就开始使用借助火药推力把箭发射出去地“火箭”。后来甚至发明了专门了火箭车。比如说一次可发射32支和40支火箭地“一窝峰”和“群豹横奔箭”。比如说一发百矢地“百虎齐奔箭”和可连续两次齐射地“群鹰逐兔箭”。由于火药配方以及制作方法改进后黑火药地威力比原来提高数倍。因此甚至还可以在箭头处携带轻型地爆炸弹头。如此一来。火箭便成了火箭炮。以黑火药作为推进剂。所能携带地弹头重量有限、射程有限。而且以当前地技术水平制造地火箭炮也没办法保证足够地精度。但无论怎么说。朱棣所“发明”地火箭炮毕竟能够远距离大量杀伤敌人。这难道还不够吗？

　　　　第六项“发明”是将枪地火门从枪管地上面移到了枪管地右侧。枪上还加个小小地所谓“火药池”地突槽。用来放置引火药。这样。点火就较为方便。

　　　　第七项“发明”则是采用可以燃烧地“火绳”和放置这种“火绳”地装置。所谓火绳就是一根绳线或捻紧地布条。放在**（也就是黑火药地主要成分硝）溶液中浸泡后晾干。它能燃烧（除非受雨淋而熄灭）并点燃火药池内地引火药。

　　　　第八项“发明”是“枪托”和枪管下的“木床”。中国古代的火枪没有枪托，最初的枪精确度很低，部分原因是因为很难握住枪柄。若枪管下没有木床，那么火枪兵在多次射击后，会因为枪管发烫以致于无法用手握住，进而无法准确掌握射击方向。

　　　　第九项“发明”是准星和照门。早期的火枪无法做到精确射击，因此安装瞄准装置毫无意义。但是在第五、第六和第七项“发明”出现之后，也就是发明了较为安全的点火装置后，火枪便可以做到相对精确的瞄准射击——一百步之内可以打中门板大小的目标——事实上，这已经非常了不起的成绩了。差不多四百年后，滑膛枪理论上的有效射程为300步长（228m），射击100发，在100步长（76m）的距离上可以命中60发；200步时40发；300步时只有25发。可以说，朱棣亲自督造的新式火绳枪在一百步以内，其射击精度并不比四百年后的滑膛枪逊色太多。因此，准星和照门的所能发挥的作用自然也就不可忽视了。

　　　　第十项“发明”是纸壳子弹。纸壳子弹关键是在装弹步骤上大大节省了时间：它是一个纸制弹筒，外面覆有油脂，里面有定量的火药和20－30克重的一颗弹丸。使用的时候，枪手只需用牙把弹筒咬开，把里面的火药倒一部分到发火池里，再把剩下的火药和弹丸用通条塞到枪管里就行了。这样简化的步骤使火枪的射速提高了一倍，使得火枪兵能够打出足够密集的弹雨，即使面对骑兵的冲锋也不再软弱无力。纸壳子弹的另一个意义在于提高使了用火枪的安全性。通过“朱氏制法”能够加强火药的威力，但它带来的负面影响则是使得许多原来还算安全的枪炮都变得有膛炸的危险。若不使用纸壳子弹，而是任由火枪兵凭借经验自行装药，那么频繁的炸膛必然会超过士兵的心理承受能力。可以说，没有纸壳子弹的“发明”，黑火药的最佳配方以及湿制法都将失去用武之地。

　　　　按朱棣的本意，本来是想将燧发枪发明出来的。事实上燧发枪的机械结构非常类似于后期的火绳枪，只不过燧发的火镰同时又是火门的盖，还采用了更强力的击锤簧保证提供足够的撞击力度——虽然它的扳机力和扳动击锤都要比火绳枪来得费力，精度也略低，但是相对于“背上一法里长的火绳打一天仗”的火绳枪，仅仅需要几小块打磨好的燧石片的燧发枪的优点是不言而喻的。更何况燧发枪不仅不用担心夜晚有燃烧火绳的光和火绳独特的气味暴露目标，而且射速更快、口径更小、枪身更短、重量更轻、后坐力更小、射程更高……说了这么多，可惜到目前为止工匠们并没有制造出成熟的样品。

　　　　对此，朱棣虽然失望，但也没有太将它放在心上。反正有了正确的思路后，相信燧发枪面世的时间将会大大提前。

　　　　朱棣还尝试过枪械弹药后装的试制。其实枪械弹药后装的原理也很简单，就是子弹本身带有点火装置而已。无奈枪管尾端密封的问题总是无法解决，结果火药气体从后面跑了出来。若干次试验失败后，朱棣终于彻底死了心——解决气密性无非是加工精度的问题，或许集合全国最优秀的能工巧匠可以造出气密性极高的火枪，但从成本角度考虑此物大约堪称国宝——让士兵普及国宝上战场，可能吗？

　　　　第十一项“发明”是刺刀。和马镫类似，这项发明虽然简易，但和马镫对骑兵的发展产生过不可估量的巨大贡献一样，刺刀和纸壳子弹的出现对火器的发展能够起