2.40 全面改进

    因为资金问题初步得到了解决，皇家实验室已开始几大基础性工厂的建设了。这些工厂包括轴承厂、齿轮厂、钢铁精炼厂、精密铸造厂、特种零件厂、润滑油厂等十多个必须的工厂。不过眼下这些工厂都只是十多间空房子，里面连半个设备也没有，甚至连通往工厂的路也是刚刚开始修建。这些工厂虽然数量众多，但是在朝庭每年的建设计划中却根本算不上什么，因此厂房的建造速度倒是不慢。

    当然，除了以上的一些工厂之外，还有目前最具赚钱前途的摆钟厂。摆钟的制作一直没有停止过，毕竟机床cao作工在实习的时候，自然而然就加工出了许多木制摆钟的零件，因此郑永江的木工房几乎整日都在忙着装配摆钟，不过他们还有另一个极为重要的任务，便是弩车的木制模型也要尽快做了出来。至于火炮等兵器的制造，已属于兵部的事了，因此火炮厂也不再由皇家实验室所管。由于近日不断有新的工厂成立，李不伟觉得凭着自已一人之力已无法再全面管理了，正好此时朝庭有了新的安排，李不伟也落得轻松，便建议实验室只负责兵器的设计，又在适当的时机调整一下火炮的生产进度，至于具体运作方面的事情，就全部交由兵部考虑了。

    其实这其中还有另外一个原因，就是过了年之后，朝庭忽然委任了几人作为几个实验室的负责人。例如化学实验室的负责人，李不伟本来早已有了人选，谁知后来朝庭又重新进行了人员调配。李不伟本来觉得实验室的负责人不应该随意任命，后来见到朝庭推荐的人也是第一批学者中的一员，而且李不伟也知道其能力极强，便懒得在人事任命一事上较真，没将此事太过放在心上，只是他有些奇怪为何当初并不看好的实验室，如今突然竟成了肥缺？后来李不伟又听说推荐进来的几人都是杨太后的亲信，这才觉得事出有因。杨太后其实是宁宗的杨皇后，为了正其名，认外臣杨次山为兄。后来理宗即位之后，尊杨皇后为太后，而杨皇后也当仁不让，不仅多次参与朝政，就连理宗的皇后谢道清也是她亲自安排的人选。几年前，杨太后还是一直在垂帘听政，后来有一次节日庆典之时，宫中燃放烟花爆竹，其中有一支烟花不知怎么飞到了杨太后的椅下，杨太后受了极大的惊吓，以为宋理宗故意为之，便一气之下宣布从此隐退，理宗虽然多次陪罪，但杨太后就是不领情。如今这杨太后忽然复出，李不伟一时想不出其中的原因，因为在原历史上并没有此事的记载，想必是因为自己的到来改变了一些历史，才使得杨太后再次参政，又进一步干涉了实验室中的人事任命。李不伟虽然对此甚为不解，但此事在他心中仅仅盘距了两天，便又被忘得一干二净，因为近日又有新的工厂需要开始建造了。

    新建的工厂中，其中一个较为重要的是玻璃厂，本来这个玻璃厂是属于化学实验室的，后来实验室众人均认为玻璃极具商业前途，因此将这个工厂独立了出来。玻璃厂虽然仍在建造中，但化学实验室已开始玻璃的研制了，李不伟早已将查到的所有资料与范东来等人进行了沟通，再由范东来详细讲与化学实验室众人，玻璃的融炼、成型、消除气泡、脱色等工艺都已被众学者与工匠所掌握。不出意外的话，过不了多久就可以制造出第一个精美的玻璃器具了。

    其实，玻璃的制作并不太难，公元前三千多年，古埃及人就已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿，但当时的玻璃并不完全透明，而是带有颜色。后来又过了两千年，也就是公元前一千年前的时候，古代中国已能制造出无色玻璃，但这种玻璃的质地又要差上许多，而且成型工艺又不完善，因此用途也不算广。到了中国的南宋时期，欧洲的意大利已经掌握了更为先进的玻璃成型技术，当时只有意大利具有平板玻璃的制作工艺，皇室为了不使这种制作工艺外传，便将所有参与制作玻璃的工匠全部集中在一个小岛之上，并且在一生当中不准离开这座孤岛。由此可见，玻璃的制作在当时实为秘不外传之技，但这些玻璃中多含有各种杂质，又有气泡，与后世的玻璃相比自然要差上许多，甚至连透光性都成问题，更别说用于制造光学仪器了。李不伟此时准备成立的玻璃厂，正是参考了后世的玻璃加工工艺，再结合目前大宋已有的技术，从而使得玻璃能够大批量地生产。

    不过，李不伟又遇到了相同的问题，就是玻璃厂的负责人也被朝庭任命了，而这次来的人却是史弥远的亲信，也是第一批百名学者中的一员。李不伟已隐隐觉得事情不太对头，当初众人并不赞成的临安大学与实验室，此时却成了极为抢手的部门，而且其中的职位又不属于朝庭的正式编制。看来，近期发生的事显然并不是表面上看起来这么简单，竟然像是杨太后与史弥远在相互竞争。李不伟对于朝庭势力之争根本提不起兴趣，也有意回避此事，因此只要朝庭下了委任状，来人又能胜任其职，便命实验室按规矩接收便是，心想我来到临安的目的就是让大宋得以迅速发展起来，等到一切步入正途之后，便从此离开官场这是非这地，远远地找个地方与依依在一起就满足了……

    李不伟万万没有想到，他此时这个想法，没过几年竟然真的成了现实，他不仅远远地离开了大宋的官场，而且是远在几万里之外，只不过那里他的想法与现在又完全不同，而且肩负的责任也更大了。

    此时，李不伟正瞪大眼睛地看着桌上一捆木杆状的东西。范东来一旁笑道：“大人，铅笔厂已经能够小批量地制造铅笔，这种铅笔制作起来并不麻烦，目前实验室在画图与标注时，大都使用铅笔了。不过铅笔厂规模不大，因此制作出来的铅笔只能满足实验室与临安大学使用。”李不伟看这铅笔与后世的大为不同，并不需要削掉木制外层，只是用一个木筒装入碳芯而已，等到碳芯磨钝之后再从后面加入木芯顶出一部分。李不伟随手拿起一支铅笔，在纸上写下了自己的名字。范东来在旁边看得惊讶不已，连声赞道：“大人果然写得好字，第一次使用铅笔就能应用得这般自如。”李不伟听得范东来如此称赞，不由得有些得意，心想我用这种硬笔十几年了，写毛笔字虽然不敢恭维，可铅笔字暂时还是大宋的前几名吧。不过，李不伟刚才写的三个字，只有前两个字写得还像样，最后一个‘伟’字因为简体与繁体大不一样，因此写出来甚是别扭，当下又有些不好意思，转口道：“对了，范大人，听说铁厂已开始试制转炉了？”

    范东来微笑道：“正是。铁厂与铜厂都已开始试制转炉，而且都是按照实验室设计的规格进行的。铁厂采用的是立式转炉，铜厂采用的是卧式转炉，都使用白云石作为耐火材料内衬，吹气管使用陶瓷制作。不过由于是第一次试制，因此两种转炉的体积都不算太大，等到多次试验之后，才能确定最终的规格参数。”李不伟喜道：“既然已经开始试制，想必也该制作出来了，不过一定要告诉相关的cao作人员，转炉工作之时不可再行加热。”范东来道：“大人请放心，转炉从开始制作到试运行，都有实验室的人员前去监督，最后还会将其工作原理讲与cao作人员。”李不伟这才放下心来。

    转炉是一种炉体可转动的炼炉，用于钢材的吹炼。此次设计的转炉，其炉体用多块铸铁板制成，安装完成后呈圆筒形，然后在炉内衬有耐火材料。通常的炼炉是采用木炭或焦炭作为还原剂，将铁矿中的铁元素还原出来，而转炉的工作原理大不一样，在熔化的铁汁中吹入空气，依靠空气中的氧与铁中的其它杂质如碳、锰、硅、磷等进行化学反应，从而放出巨大的热量，并同时将熔融铁继续加热。这种炼炉并不需外加的热源，而最终炉内只有纯铁汁与炉渣。由于转炉的冶炼温度要远远高于普通的平炉，因此炼出来的铁纯度更高，更容易制作为钢材。李不伟早已想得清楚，如果要制造出枪械，必须要有合适的钢材才行，因此改进炼钢炉自然也是最为紧迫的事。

    范东来又道：“目前第一代蒸汽机已制造出二十多台，除了其中的八台用于机床的动力之外，其余的全部进行了一些改进，其中又有两台用于炼铁厂的风机，剩下的全部用于各个矿山的颚式粉碎机。近期实验室又在研制另一种磨碎机，正是前些日子与大人一同讨论过的球磨机，不过这种机器的内部结构较为复杂，因此加工工艺是个问题，等到计算结果出来之后便可正式试制了。”

    李不伟也没想到直径仅有十厘米的蒸汽机竟然有如此强大的功率，一时间忍不住为之兴奋，但一想到目前锅炉的庞大体积，又觉得蒸汽机的适用范围受到了很大限制，道：“蒸汽机虽然体积较小，但是锅炉却有些太过庞大，如果要用于矿山机械的话，自然需要为每台蒸汽机都配备一台锅炉，如此一来可能不便于移动吧？”范东来点头道：“大人说的没错，的确是存在这个问题。不过目前新设计的锅炉体积并不算大，连同蒸汽机与隔热材料加起来也不到一米见方，完全可以用于矿山的移动机械。而且石大人正在设计的四缸蒸汽机也进展顺利，这次的蒸汽机设计得极为小巧，每个缸的内径只有三厘米，行程为七厘米，采用直列四缸布置，同时又减轻了飞轮的重量。不过由于缸体太小，因此这种蒸汽机仍然是单胀式做功，虽然比不上多胀式高效，但其可靠性又有所增加，体积也相应地有所减少，而运转平稳性又与多胀式的没有区别，正好用于弩车。”李不伟道：“如此说来，这种蒸汽机大约只有十厘米长度了？不知其配套的锅炉有多大？”范东来道：“这种蒸汽机的锅炉设计得也极为小巧，大概只有三十厘米见方，而且锅炉还带了鼓风装置，等到蒸汽机运行起来之后便可以由蒸汽机带动鼓风机了。更为重要的是，这种锅炉加热极快，大约不到五分钟便可使蒸汽机工作起来，正好用于行军中迅速备战。”

    李不伟点头道：“是啊，如果蒸汽机不能快速工作起来，在战场上便要误了大事，眼看着敌军冲杀过来，手中空有几十台弩车却无法发射，岂不是冤枉死了？不过既然几位早已考虑到了此事，看来剩下的就是加紧制作了。我本来担心弩车的制作进度，现在倒有些担心蒸汽机能否跟得上供应了。”范东来忙道：“大人请放心，制作蒸汽机自然离不开机床。目前第三代车床的设计已近尾声，而且有些零件已开始批量制作了。其中以丝杆的制作尤为重要，因为任何机床中都需要用到丝杠，因此我们专门挑了一台精度最高的车床进行加工。至于齿轮的制作也一直没有停下来，虽然说将来的齿轮大都采用铣床制作，但是铣床本身的齿轮却需要利用现在的那几台简易铣床进行加工。由于齿轮厂尚在建设中，因此只好由实验室的车间临时制作了，不过一旦精度更高的齿轮生产出来之后，马上会安装到现有的几台机床之上，从而进一步提高其加工精度。因此，在各种机床没有大量投入使用之前，任何一种手工制造方式都不能停下来。”李不伟笑道：“范大人说的是，钳工的工作本来就是靠双手来做的。其实，任何一个工种都不可缺少，通常的机械零件都要经过多个机床的加工才能完成制作，当然最主要的还是设计，不仅是零件的材料与尺寸的设计，更有加工工艺的设计，这些都离不开设计人员。因此不仅要重视机床工的培训，而且在各个工厂陆续成立之后，相应的设计人员也需要分派过去才行。”

    范东来道：“其实下官也在担心这个问题。临安大学的学员虽然每天都在接受着新的知识，但毕竟目前的这一千人的整体水平比不上第一批学者。虽然其中也有两三百人极为优秀，但也只是局限在单一的领域之内，例如有的只精于力学与运动学，而对于化学完全没有了解，有的则只重视机械零件的加工，而忽略了材料的重要性，这就使得其设计出来的零件看似能够使用，可是一旦安装上去又会因为材质问题而严重损坏。看来不仅要懂得设计，更要懂得材料与工艺才行。”李不伟看他如此焦急，心想以目前的进度来说已是够神速的了，毕竟这些人在半年中就学习了中学的数学与物理，又要涉及一些大学的专业课程，这在后世来说也需要好几年的学习吧，便道：“范大人不必太过心急，其实如此的进度已算是相当不错了，毕竟讲课的教师也不一定完全掌握其所讲授的知识，更何况那些学生呢？不过好在这些教师在讲课前都是经过了考核的，模棱两可的内容倒不会随便讲了出去。”范东来连连点称是，心道：其实以我目前的水平，除了在机械设计与制造方面还算凑合，其它的科目估计也与那些学生差不多，与李大人相比更是难望其项背了。

    其实李不伟对于那些教师的水平也有所怀疑，总是不定期地前去重新考核一番，但好在这些教师讲课极为稳妥，通常有疑问的知识都要整理出来，众人经过讨论之后确定无误，才会在课堂上课给学生。当然，李不伟也经常将自己在书上看到的一些新知识整理成册，再讲与众人，因此实验室与临安大学已经掌握了比以前更多的专业知识，尤其是在加工工艺与制造过程这一部分。但李不伟此时仍然没有忘记教材的修订工作，目前大学的课程都是从周依依与香儿所抄的现代初中教材开始讲起，然后才按学科再细分，分为物理、化学等更为详细的科目。至于机械原理、材料力学、压力容器、机制、画法几何、化学、精度与公差等专业课程，由于李不伟也没有现成的课本，因此只好参考第一批学员的笔记了。好在当时的笔记作得极为详细，整理校对过后完全可以当作教材使用。

    既然目前的教学与研究都已全面有序展开，李不伟应该是能松口气了，但他清楚地知道自己不仅不能休息，还要比以往更加努力。因为每当他在书上查到一个知识点，哪怕只是一个地名，就能帮助众人解决极大的问题。例如哪里有铁矿、铜矿、哪里有露天煤矿等信息，如果不是他在《大百科全书》中查找，恐怕几十年也找不到合适的地点。当然李不伟也不能直接告诉众人说某座山上有什么矿，只能以地理学的方法大概挑出四五个地方，而正确的地点当然也在其中了。

    范东来又道：“大人，由于玻璃还未能够批量生产，而且也没有掌握吹制与拉丝技术，因此温度计的制作尚无法开始，不过大人所建议的那种双金属温度计倒可以试着制作，等找到合适的制作工艺之后，便有了第一批简易温度计了。”李不伟点头道：“这是自然，没有细玻璃管的加工技术，水银温度计是无法制作的。而要制作玻璃细管，就需要酒精喷灯了。”范东来道：“大人请放心，酒精喷灯的制作并不是问题。”

    李不伟终于放下心来，心想去年总算没有白忙，虽然目前只有可怜的几台车床，但是该建造的厂房都开始动工，有的甚至已初具模样；该生产的零件也一直在继续生产，尽管仍是由实验室的车间加工；制铁厂目前已掌握了稳定的生产技术，并且已派人到其它官办铁厂传授经验与建造设备；铜厂目前已能产出特定线径的铜线，而且因为铜火炮的铸造暂时停止，铜材甚至出现了过多的库存。

    二人又是一番交谈，范东来忽道：“李大人，下官还有两种新的望远镜设计图，不知大人今日是否过目。”李不伟听说有了新的望远镜设计，也甚感好奇，便随着东来走进旁边的屋子，只见墙上挂了一块简易黑板，上面画着一些透镜与反射镜的示意图。只听范东来说道：“大人，因为反射式望远镜的目镜安装在镜筒的上端，因此观看起来颇有不便。听说最近研制玻璃已获得成功，因此下官的几个学生根据光学原理，又重新设计了这种望远镜。大人请看是否有些道理？”李不伟仔细一看，也是吃了一惊，原来这上面画的正是类似施卡折反镜的一种望远镜，只不过第二次反射的已不是平面镜，而是一个凹面镜了，同时主镜中央也开了一个孔。其原理为：光线经过第一级透镜，经由主镜反射，再聚焦到透镜背面的修正镜，经修正镜再次反射，直接穿过主镜的中央孔并在目镜处聚焦，正是施卡镜的典型构造。

    李不伟看了这个设计，半晌做声不得，心想我只是介绍了一些光学原理与计算方法，宋朝的学者竟然已能设计出如此复杂的望远镜，李不伟一时不由得激动万分，忙道：“范大人，这种望远镜的设计极有道理，正是采用了折射与反射的原理，因此又可以叫作折反式望远镜，只不是根据透镜与修正镜的不同，又可以分为……两大类。”李不伟原是想说施卡与马卡两大类，但后来一想索性让范东来自己命名吧，免得他问起什么是施卡镜还不好解释。”

    李不伟又将自己上大学磨制镜片时看到的资料一一回忆出来，分别介绍了两种折返式望远镜的原理。范东来听得大为佩服，又听李不伟道：“刚才所说的这两种折反式望远镜还未有学术上的名称，范大人可以为这种设计重新命名。只是目前玻璃的光学性能还没有得到检测，因此不一定能制造出合乎要求的镜片。”

    施卡镜全称为施密特卡塞格林式折反式光学望远镜，而马卡式望远镜的全称为马克苏托夫－卡塞格林式折反望远镜，当然这两种镜子都是后世的发明了，李不伟自然不会让这种设计再以原名称流传下去，因此便提出由范东来自行命名。

    从即日起，这两种望远镜的原名称将从历史中彻底消失。

    （注：施卡与马卡两种镜子，其实以范东来等人不一定能设计出来。但为了突出众学者已能独立发明一些东西，便使范东来采用了速成发明法。现实中马卡镜体积要比折射镜小许多，例如作者有一台博冠150/1800的马卡，大约只有六十厘米长，十公斤左右重量，当然是OTA的重量了。如果是折射镜的话就，1800MM的焦距，尺寸与重量可想而知了。另：压力容器这些课程，估计众学者不易理解，因为大多要涉及到弹性力学，而弹力是要解微分方程的。此外，各种材料的参数也未可知，因此讲起来有困难。但此时主角与众学者使用了速成法，因此自然就不是问题了。）