0108 概念型动力机械

.在带着中央大学校外教学团看过了概念型的内燃机之后，党爱国又给他的学生们看了同样只是概念型的发电机和电动机。不过这个就不能让学生们感到太新鲜了，因为他们已经在党爱国的物理课上见识过这东西了。

        电和磁是物理学的一个很重要的内容，由电磁原理所展开的各项应用，让人类通过发电机和电动机逐渐进入了电力时代，并产生了包括有线电、无线电在内的一系列速度极快的通讯方式。而且电磁原理本身十分简单，难的是如何发现这两种“无形无象”的东西，并总结归纳出它们之间的作用关系。

        之前党爱国在物理方面的教学中，曾经利用磁铁来说明磁的一些性质。关于磁的某些性质，作为拥有四大发明——造纸术、指南针、火药、活字印刷术的中国人，其实早在先秦时代就已经有所发现了，只是还处在“知其然，而不知其所以然”的阶段而已。

        等到了西汉的时候，人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。当把两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极，一个称n极，一个称s极。同性极相互排斥，异性极相互吸引。那时的人们虽然还没有总结出磁铁是有两极的，但是对这个现象还是能够察觉到的。

        在西汉十分有名的汉武帝时期，有一个名叫栾大的方士。他曾经利用磁石的这个性质，做了两个棋子般的东西。通过调整两个棋子极性的相互位置，可以让两个棋子有时相互吸引，有时相互排斥。

        栾大将其命名为“斗棋”，并将这个新奇的玩意献给了汉武帝。在他当场演示之后，汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。或者说他并不是蒙骗了汉武帝，而是发现了什么客观规律，并没有想着继续研究其中的原理，而是马上就琢磨着怎么用它为自己牟利了。

        除了这个栾大之外，那些所谓的“读书种子”，也只不过多是冲着“书中自有黄金屋，书中自有千钟粟，书中自有颜如玉”去的。他们把读书当作了一块“敲门砖”，而不是冲着作学问去的。

        举国上下千百年来都是如此，那么也就难怪科技的发展如此缓慢了。科学家不想着怎么搞研究，反而上蹿下跳琢磨着如何造假评职称，如何在国家划拨的科研资金中捞钱，如何打压比自己更有才能的同事……要是这样也能让中国成为科技最发达的国家的话，那才真是不科学口胡！

        哎……不过其实也有一个十分“科学”的办法，可以让中国一跃成为世界上科技最发达的国家呢。这就是地球人都知道的一个真理——“相对论”：你不需要跑得比别人快，只要让别人跑得比你更慢就可以了。

        如果爱因斯坦知道许多科学家们竟然将他的相对论在这一方面“发扬光大”了的话，一定会从坟墓中跳出来然后哭着跑掉吧……嗯，真是好萌的骷髅啊。不过爱因斯坦的大脑都被切片研究了，或许他的坟墓中根本就没有变成了骷髅的肉体存在，能够哭着跑掉的也只有爱因斯坦的鬼魂了。

        闲话休提，继续来说党爱国的物理教学。他为了讲授电磁知识，找来了一些天然磁铁。不过因为天然磁铁比较脆，很容易摔碎，因此要将它们加工成规则的形状并不容易。党爱国命人挑选了一些原本外形就比较规整的磁铁矿石，花了大力气打磨成了一些长条形的磁铁。

        至于马蹄铁形状的磁铁，即u形磁铁，党爱国没有命令工匠去打磨。一是因为制造难度很大，二是因为党爱国暂时还不打算暴露出马蹄铁的形状——尽管只有这个形状，也基本不可能会有人由此想到要把它钉到马的蹄子上。

        党爱国在说明磁铁的极性，并且科学地解释了学生们都已经知道的磁铁异性相吸、同性相斥，以及磁铁始终指南的现象时，还指出了地球就是一块大磁铁。为了说明磁铁产生作用的根本原理，他“发明”了“磁力线”的概念，并描绘了地球磁场。

        “磁力线”作为一个单纯的概念很好理解，但是这种看不见摸不着的线，学生们很难立即就接受它的存在。这时就体现出来了党爱国所知道的实验方法的重要性了。

        有许多客观规律的证明，可能需要用精巧而正确的实验方法才能得以证实。

        如果没有设计出精巧的实验方法，或者说设计出的实验有漏洞或错误，都会导致实验结果错误，以至于原本是正确的客观规律，却被误认为是错误的而被抛弃。

        而错误的实验，还可能导致根本就是错误的理论，却因为错误的实验证实了其正确性，从而负负得正，被当作真理来追捧。

        前一方面的例子，就是用欧几里得几何的“平行公理”，在纸上做出两条平行线，并以此来证明非欧几里得几何是错误的；后一方面的例子，便是采用各种稀奇古怪的理论，配合着某种不知道其原理的自然现象，从而成功地证明“神”的存在。

        这或许显得很可笑？但不光是牛顿曾经“晚节不保”地去证明神的存在，就算是现在也有不少西方科学家相信上帝是存在的。就算是信仰唯物主义的中国科学家和官员们，也不乏去求神拜佛烧香算命的——尤其是“天天学习”马列毛邓思想的官员们。

        再次将话题扯回来。为了证明磁力线的存在，以及党爱国所描绘的虚拟的磁力线的正确性，党爱国使用了早已准备好的细小铁屑来进行验证实验。

        他将一块长条形的磁铁放到了一大张表面十分光滑的白纸下面，让前来辅助实验的学生拿着白纸，然后自己则用细筛子将铁屑均匀地洒在磁铁的两极附近。接着他轻轻地弹动纸张，上面的铁屑就神奇地按照磁力线的分布排列起来了。

        之后他再用两根磁铁来实验，以证明同性相斥、异性相吸时的磁力线分布符合他的描绘，从而让学生们彻底接受了磁力线的存在。

        不过如果只是单纯地讲解磁力，那就没什么意思了。毕竟除了用来磁化指南针所需的小磁针之外，天然磁铁好像再没有什么太有用的地方了。因此党爱国自然要联系到电的方面，将电和磁结合在一起来讲。

        他首先利用一个闭合线圈和两块平行放置的条形磁铁，制作了一个发电机原理模型。导体切割磁力线，闭合线圈中就会产生电流。但问题是要怎么证明闭合线圈中产生了电流？这个时期可没有什么灵敏电流表，就算让学生们把手放在闭合线圈上体验“触电的感觉”，多半也没有什么感觉——毕竟这个电流太微弱了。

        党爱国的解决方式，就是又制作了一个相同的发电机原理模型作为电动机，来接着说明电流通过导体会产生磁场。这样再结合前面讲解过的磁场和磁力线方面的知识，便能够通过闭合线圈不依靠人力就可以自己在磁场中转动这点来说明电流的存在。

        因此他从发电机的闭合线圈的轴上引出了两根导线，接在了用作电动机的闭合线圈的轴上。经过多次重复实验，他让学生们确切地认识到了，电动机上原本静止的闭合线圈突然缓缓转动起来，的确不是因为桌子震动或者被风吹动的关系。

        为了让这极其微弱的电流不至于因为导体的电阻而大量损耗，党爱国很奢侈地使用了银制导线。而使用银线的另一个理由，就是银比较柔软，更容易制造成导线。而且能够将金属制造成精细均匀的导线的工匠，多半也是一直从事金银工艺品制造的工匠。

        党爱国在说明了电磁感应原理之后，自然也顺带着说明了无线电的原理。不过在制造电动机方面，起码他在小学时还曾经帮助朋友改造过迷你四驱车的电机——就是打开电机自己缠线圈，让电机的转速更快，而在制造无线电报机方面，他真的就知道个原理而已。

        别说无线电报了，就算是有线电报应该怎么制造他也不知道，只能一点点琢磨应该如何利用电磁学中的那些理论知识发明出有线电报了。说真的，党爱国自己都对此不抱什么希望。也许在几百年之后，哪个科学家会在有意或无意中发明出有线电报吧？

        除了电报之外，党爱国自然还讲到了电话。他在讲解声学的时候，曾经利用铁棒、音叉、土电话来证明声波是一种机械波，并说明了声波的震动传递方式。然后他顺带讲解了声波、电磁波、光波的各自区别和特点，简单说明了各种已经出现或尚未出现的信息传递方式——直接喊话、灯光和火焰信号、有线电报、无线电报、电话、光纤通信的原理。

        在讲解声波的相关知识时，虽然他想借助能喷水的鱼洗——一种用手缓慢有节奏地摩擦盆边两耳，盆内水波就会震动并喷出水柱的特制器皿来说明声波的共振原理，但是他问过蹇硕和毕岚这两个十常侍之后，才知道现在根本没有那种神奇的鱼洗。

        现在的鱼洗，只不过是一种在先秦时期已被普遍使用的古代盥洗用具罢了。党爱国知道的能喷水的铜质鱼洗，其实大约出现在唐代。就算党爱国现在开始让工匠们研究，一时半会也未必能够成功制造出来。


　　(https://www.biqukk.cc/26_26954/9617221.html)


　　请记住本书首发域名：www.biqukk.cc。笔趣阁手机版阅读网址：m.biqukk.cc