第九章 算学新境(1 / 1)

开春的细雨刚润透京城的泥土,格致学堂总馆的桃花就开得如火如荼。沈青釉站在经算阁的窗前,看着庭院里王承宇正带着学员调试新制的天文钟,钟摆摆动的规律声响与窗外的鸟鸣相映成趣。案头新到的各地分馆月报上,密密麻麻记录着算学在各行各业的应用成果,最让她欣慰的是,北方几州的学堂入学率已超过江南。

“青釉妹妹,这是苏工部送来的河工图纸。”赵珩推门而入,手中捧着一卷巨大的图纸,“汴河疏浚工程遇到难题,水流速度计算不准,几次决堤都找不到原因,请你去帮忙看看。”他身后跟着一位身着浅绿衣裙的女子,眉眼清秀,手中抱着几本算学典籍。

“这位是苏婉清,苏工部的千金。”赵珩介绍道,“她自幼随父亲学习河工算学,听闻格致学堂的算学应用广泛,特意来交流学习。”

苏婉清屈膝行礼,声音清脆如铃:“久闻沈博士大名,婉清对《格致算经》中的水利篇章仰慕已久,今日特来请教。”她翻开随身携带的算经抄本,上面批注着密密麻麻的演算过程,“这道水流阻力公式,我始终无法理解系数取值的依据。”

沈青釉接过抄本,目光落在批注上,赞许道:“苏姑娘的演算思路很清晰,只是忽略了河床泥沙的影响。”她取来水盆和细沙演示,“不同泥沙含量会改变水流阻力系数,就像这盆水,加入细沙后流动速度明显变慢,系数需要相应调整。”

王承宇恰好走进来,看到这一幕不禁停住脚步。他注意到苏婉清手中算经的封面绣着精致的水文图案,与自己母亲留下的那本竟有几分相似。苏婉清察觉到他的目光,抬头微微一笑,将算经合上:“这位想必就是王公子吧?常听沈博士提起你改良的账册还原算法。”

王承宇脸颊微红,拱手行礼:“苏姑娘谬赞,只是雕虫小技罢了。”他看到桌上的河工图纸,“汴河疏浚的难题,或许能用新研制的‘水流测速仪’解决,我们正在测试这台仪器的精度。”

四人来到庭院中的测试装置前,王承宇启动机关,水流立刻沿着模拟河道流动,仪器上的指针随之摆动。“这是根据夜玄霆带来的西域齿轮技术制作的,”他解释道,“通过水流冲击叶轮的转速计算流速,比传统的浮标法精确十倍。”

苏婉清仔细观察仪器运行:“叶轮的角度会不会影响测量结果?比如水流从不同方向冲击,转速应该不同。”她取出随身携带的量角器测量,“叶轮与水流方向的夹角超过十五度,误差就会增大,需要加装导流装置。”

王承宇眼中闪过惊喜:“苏姑娘说得对!我们测试时确实发现不同河段的测量结果偏差较大,原来是这个原因。”他立刻找来工匠调整叶轮角度,“若加装弧形导流板,让水流垂直冲击叶轮,误差就能控制在百分之一以内。”

沈青釉看着两人默契配合的身影,对赵珩相视一笑。赵珩低声道:“让他们去汴河实地测试吧,正好解决工程难题,也能让王承宇彻底走出家族阴影。”他转向沈青釉,“夜玄霆从西域带回消息,波斯国的算学使团即将来访,想学习格致之学的教学方法。”

“这是格致之学走向天下的好机会。”沈青釉眼中闪烁着光芒,“我们可以借此编撰《格致算学国际教程》,将实用算学推广到更广阔的天地。”她取出早已绘制的教程大纲,“分为基础、应用、研究三个层级,适合不同水平的学习者。”

三日后,王承宇和苏婉清带着改良后的水流测速仪前往汴河工地。刚到工地就遇到了麻烦,负责工程的刘都水监根本看不起年轻的王承宇,将他们带来的仪器扔在一边:“一群毛头小子懂什么河工?老夫治理河道三十年,靠的是经验,不是这些花哨玩意儿!”

当晚,汴河突然涨水,新筑的堤坝出现管涌。刘都水监按经验指挥抢险,却越堵越漏,急得满头大汗。苏婉清悄悄对王承宇说:“管涌位置在堤坝下游三尺处,按水流压强公式计算,是坝体结构不均匀导致的,必须找到压强最大的点才能堵住。”

王承宇立刻启动测速仪:“水流速度每秒三尺,坝体承受的压强是普通地段的三倍。”他根据仪器数据在地图上标注,“最大压强点应该在下游五十步的芦苇丛处,那里河床有暗流。”

两人带着工匠赶到芦苇丛,果然发现一处隐蔽的泉眼正在喷涌。苏婉清指挥工匠用沙袋呈锥形堆放:“按等腰三角形堆放,斜面角度四十五度,能分散水流冲击力。”王承宇则计算沙袋数量:“需要三百二十袋沙袋才能平衡水压,多一袋浪费,少一袋不够。”

当最后一袋沙袋堆放完毕,管涌果然渐渐平息。刘都水监看着眼前的年轻男女,羞愧地拱手:“老夫有眼不识泰山,多谢二位救了堤坝!”他当即请求王承宇和苏婉清留在工地,协助完成疏浚工程。

沈青釉在京城接到消息时,波斯算学使团正好抵达。为首的白胡子老者捧着一卷古老的算经:“我们听说中原的格致之学能解决实际难题,特意带来波斯的天文历法,希望能交流互鉴。”他指着经书上的星图,“按我们的历法,今年会有两次日食,可中原历法只预测到一次。”

沈青釉将波斯星图与中原浑天仪对照:“两地经度不同,看到日食的次数自然不同。”她取出地球仪演示,“就像这球体,阳光照射时,不同位置看到的阴影区域不同。波斯比中原偏西三十度,所以能多看到一次日食。”她计算出具体时间,“第二次日食将在七月初七的巳时出现,误差不会超过一刻钟。”

夜玄霆走进来,带来西域的加急信件:“回纥部落发生瘟疫,需要按人口分配药材,可他们没有准确的人口统计,部落之间为争夺药材快要动武了。”他将人口分布图展开,“部落散布在草原各处,统计难度很大。”

沈青釉立刻想到办法:“用‘抽样估算’法。”她在地图上标记几个典型部落,“统计这几个部落的人口和牲畜数量,计算出平均人口密度,再乘以草原总面积,就能得出大致人口数。”她让王承宇的堂弟王承泽带着算学馆的学生前往,“带上简易算盘和统计表格,教会他们自己计算。”

王承泽临行前,王承宇特意将改良的统计表格交给他:“这表格加入了年龄分类,方便按不同年龄段分配药材剂量。”他想起苏婉清教他的分类统计法,“儿童和老人的用药量是成人的一半,用不同颜色标注更清晰。”

苏婉清在汴河工地收到消息,连夜绘制了《草原药材分配示意图》:“按距离远近计算运输时间,确保药材在有效期内送达。”她将图交给信使,“告诉王公子,注意运输途中的温度变化,药材保存的最佳温度是十五到二十度,超过这个范围药效会降低。”

初夏时节,汴河疏浚工程顺利完工。王承宇和苏婉清带着详细的工程数据返回京城,他们编撰的《汴河水流测算报告》中,首次提出了“动态阻力系数”概念,解决了困扰河工多年的流速计算难题。苏工部看到报告后,激动地对皇帝上奏:“格致算学与河工结合,可保河道百年无虞!”

波斯使团在国子监停留期间,与格致学堂的学子们进行了多场算学辩论。当七月初七的日食如期出现时,白胡子老者对着沈青釉深深鞠躬:“中原算学果然名不虚传!我们愿意将波斯的天文历法全部献给格致学堂,只求能学习格致之学的教学方法。”

沈青釉与波斯使者共同签署《算学交流协定》:“从明年开始,两国互派算学教师,共享算学成果。”她将《格致算经》的水利篇章送给波斯使团,“希望这些知识能帮助贵国治理两河流域。”

草原上传来好消息,王承泽成功用抽样法统计出回纥人口,药材得到合理分配,瘟疫很快得到控制。部落首领特意送来一匹雪白的良驹,马鞍上镶嵌着用算符组成的花纹,代表着草原民族对算学的敬意。

格致学堂的年中庆典上,王承宇和苏婉清展示的汴河工程模型吸引了所有人的目光。模型按比例缩小,水流系统由微型水泵驱动,能直观演示不同水流速度对堤坝的影响。苏婉清手持教鞭讲解:“当流速超过每秒五尺时,堤坝迎水面的压强会急剧增加,这时候就需要加固坝体。”

王承宇在一旁补充:“我们用‘有限元分析法’计算出坝体的薄弱点,在这些位置增加钢筋用量,比传统方法节省三成材料。”他看向苏婉清的目光带着欣赏,“这些都离不开苏姑娘精准的水文数据。”

沈青釉看着眼前默契十足的两人,又看向身边的赵珩和夜玄霆,心中充满欣慰。赵珩低声道:“父皇已下旨,让格致学堂参与修订全国的水利法典,算学正式成为国家工程的标准依据。”夜玄霆则取出西域送来的星铁,“这是回纥部落特意炼制的,说要为你打造新的算学仪器。”

庆典结束后,王承宇在桃花树下找到苏婉清,递给她一本装订精美的算经:“这是我母亲留下的河工算学手稿,上面有很多实用的经验公式,或许对你有用。”他看着飘落的花瓣,“之前听你说喜欢水文图案,我让工匠在封面上刻了汴河的河道图。”

苏婉清接过算经,指尖抚过精致的刻纹,脸颊泛起红晕:“多谢王公子。”她从袖中取出一个小巧的水流模型,“这是我按你的测速仪原理制作的小玩意,能演示不同河道形状对水流的影响,希望你能喜欢。”

两人相视而笑,桃花瓣落在他们手中的算经和模型上,仿佛为这段因算学结缘的情谊增添了浪漫的注脚。不远处的经算阁里,沈青釉正与波斯使者讨论天文历法,夜玄霆和赵珩则在研究草原送来的人口统计数据,整个格致学堂都沉浸在知识交流的温馨氛围中。

暮色降临,沈青釉站在阁楼上,看着夕阳为学堂镀上金边。她想起父亲曾说,算学是连接天地万物的纽带,如今这纽带不仅连接了中原与西域,连接了朝堂与乡野,更连接了一颗颗追求真理与公平的心灵。远处传来学子们的琅琅书声,与波斯使者的异域语调交织在一起,谱写着格致之学新的篇章。

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