“今日,我们格‘力’。”云湛言简意赅。他让学子们随意摆弄那些木棍、绳子和石块,尝试用不同的方式,将较重的石块撬起或吊起。
很快,工坊里响起了此起彼伏的呼喝声和木石碰撞声。有人直接用蛮力去搬,面红耳赤;有人将木棍垫在石头下,发现省力一些;有人无意中将木棍一端抵在另一块石头上,另一端下压,竟然轻松撬起了大石!
“为何如此?!”云湛抓住这个瞬间,让成功的学生演示,并让所有人围拢观察。他引入“支点”、“力臂”、“重臂”的描述,虽然没有严格的定义,却让学子们通过亲手调整支点位置、改变施力点,直观地感受到“力臂越长越省力”的规律。他又引入滑轮,演示定滑轮与动滑轮的区别,让学生们尝试组合使用,看谁能用最小的力吊起指定的重物。
工坊变成了一个热闹的探索场。最初的嬉笑和蛮干,渐渐被认真的记录、讨论和反复试验所取代。学子们蹲在地上,用炭笔在木板上画着力臂的示意图,争论着哪种 arrangement 更有效。出身铁匠的李栓如鱼得水,很快理解了杠杆原理,并能举一反三地联想到打铁时大锤挥舞的力学。而好读杂书的柳文渊,则忙着将观察到的现象与自己过去在杂书中看到的零星记载相互印证,激动得满脸通红。
隔日的化学院课程,更是让学子们大开眼界,也捏了一把汗。课程设在通风良好的半敞开棚屋内,云湛严格强调了安全规范。
他没有讲解玄奥的丹汞理论,而是搬出了几个陶罐、瓦盆、导管、以及一些常见的物料:颜色暗沉的硝石(土硝)、木炭粉、还有醋、铁屑等。
“今日,我们看看‘气’。”云湛将硝石放入一个带导管的陶罐中加热。很快,导管口有气体嗤嗤冒出。他用一个底部垫了湿润草木灰的瓦盆收集气体,然后将一根即将熄灭的细小木条伸入盆中。
小主,
木条瞬间复燃,发出明亮的火焰!
“哇!”学子们发出一片惊呼,下意识地后退半步,又忍不住好奇地凑近。