第285章 清潔能源

  蒸汽機的原理非常簡單，所使用的技術也不是什麽匪夷所思的技術，在場的學子們聽的認真，倒有一多半人聽懂了，至於蒸汽機的構造，此時既講不清楚，也不必細講，待工學院成立之後，自然有專門的人員去研究實施。


  章惇有了這段時間的與沈方交流的基礎，今天才算是徹底明白了蒸汽機的價值。之前他與沈方聊的最多的是關於更加基礎的物理、化學、數學等內容，象今天這樣將實際應用展開講並不多見。而沈方刻意講得係統一些，除了給關中學子播下一顆種子之外，倒有一大半是講給章惇聽，他相信章惇一定能深刻領會。


  “蒸汽機雖然用處極大，但有幾個明顯的缺點。一是能量轉換效率低，燃燒燃料之後，通過水蒸汽來及傳動杆來驅動傳動輪，中間多了環節，造成了能源的浪費；二是汙染嚴重，工作場所環境惡劣，蒸汽機不但會排放大量的有害氣體，而且需要不斷地添加燃料，又髒又累；三是需要占用人力，為了保障蒸汽機的運行，需要有人專門添加燃料；四是啟動緩慢，無法滿足更多的應用場合，比如單人使用的機器，蒸汽機根本沒有辦法使用。”


  “如何解決這些缺點？諸位沒有見過火槍，但總見過爆竹，如果將爆竹產生的力量利用起來，效率比蒸汽機高許多倍。在機器內部不再是水蒸汽，而是直接將燃料點燃，產生的爆燃氣體會推動轉動輪轉動，省卻水蒸汽汽化、冷凝的能量浪費，也省卻了杠杆傳動的能量損耗。這台新式的機器便是內燃機，當然內燃機中燃燒的燃料不是煤炭，而是汽油。”


  “汽油在大周還未被提煉出來，所以世間便沒有人聽聞。此物乃是由延慶路等地出產的石油提煉而成，石油是家父起的名字，當地百姓往往稱之為黑油或火油，可以燃燒，但有焦臭味，燃燒過後的黑灰可用來製造油墨。石油渾身都是寶，可以先後提煉出重油、柴油、煤油、汽油、石油氣，除了重油之外，另外四種都是可以燃燒的燃料，用於不同的場合。重油通過特殊處理可以提練出瀝青、燃料油、石蠟、潤滑油等物。瀝青可以與混凝土配合鋪設瀝青路麵，其性能比如今最好的水泥路麵更有優勢，燃料油可以用於大型遠洋船舶使用，石蠟可以廣泛用於防水包裝等用途，潤滑油可以用來做軸承、各種機器的潤滑，增強機器使用壽命和穩定性。”


  “有了內燃機，我們才算是徹底掌握了自然界中的化石能源。天上飛的，地上跑的，水裏遊的，農田耕種收割，挖礦，伐木，到處都可以使用。”


  大涼棚內席地而坐的一個年輕弟子問道，“先生，既然內燃機比蒸汽機更有優勢，那我等是否無需研究製造蒸汽機，直接研究內燃機即可。”


  “內燃機遠比蒸汽機複雜，需要材料工藝及基礎工業達到一定程度才能有成果，在這之前需要一方麵進行蒸汽機的設計研發，以滿足工業所需，另一方麵需要進行基礎工業的研究，當耐高溫、耐磨損、密閉性的材料逐漸研發出來之後，內燃機便水到渠成。在這之前，既使在實驗室中能夠提煉出少量的各種燃料，內燃機也隻能停留在原型機的階段，無法實現工業化生產，運用於各行各業。”


  “諸位在研究蒸汽機、內燃機時便應該廣泛采用數學等工具手段，進行定量的統計分析，讓製造運行的成本更低，使用更方便，維護更容易，這樣才符合工業化生產的基本要求。否則，即使可以運行，但運行成本遠高於蒸汽機或水力車機，那麽也沒有實際用處。”


  沈方見沒有人提問，便繼續講，“無論是蒸汽機還是內燃機，使用的都是化石能源，所謂化石能源是指，動植物的殘骸在長時間高溫高壓情況下，發生反應，而形成的固態、液態、氣態可燃燒物。地球上麵，化石能源非常豐富，但也有用完的時候。比如延慶路、河東北路、河東南路，原本是森林，後來由於地殼移動，漸漸變成海洋，無數泥沙將長年累積的植物層層掩埋，隨後又因為地殼移動，這些地方逐漸浮出海麵成為現在的黃土高原。河東兩路地底之下又難以計數的煤炭，足夠大周使用數百年。”


  “但是數百年後，我們的後世子孫會比現在多數倍，需要更多的能量，地球上的化石能源有限，且無法再生，我們必須從現在開始就研究可再生能源和清潔無汙染能源。”


  “剛才沈某說了，現在世界上最常用的力量隻有兩種，一種是電磁力，一種是萬有引力，所謂能量便是電磁力的存儲和轉換方式。那麽大家可知道世間這一切能源源自何處？”


  “除了月球和地球之間因萬有引力而引起的潮汐能之外，地球上絕大多數能源都來自於太陽，由於有了太陽光的照射，植物吸收了陽光，將空氣內的某種物質轉化為自己的一部分，這個過程叫做光合作用，正是有了光合作用，陽光所蘊藏的能量才得成在植物、動物之間進行轉換，有些植物、動物經過漫長的歲月轉換為化石能源。秦鳳路隨處可見的大風，亦是能源的一種，而且取之不盡，用之不竭，風之所以產生，也是因為不同地域空氣受太陽光照射不同，而產生了冷暖氣流，從而形成了空氣的流動。還有水力車機所使用大江、大河流水的力量，也是因為地麵上的水份受到太陽的照射，而蒸發在空中形成積雨雲，遇到高山時便以冰川雨水的方式回到了地麵之上。吐蕃便是大周絕大多數水係的源泉，吐蕃在大周的西邊，所以大江、大河流動的方向幾乎都是從西往東。”


  “潮汐能、風能、水能，甚至直接使用的太陽能，這些能源周而複始，子孫後代永遠可以使用，值得諸位花畢生的精力研究。但今天沈某要給大家講的，乃是另外一個非常重要的能源，電能。”


  “既然世間一切能源都是電磁力的儲存與轉化形式，那麽他們能否直接轉化為電磁力？答案是可以的。無論是可以燃燒的化石能源，還是潮汐能、風能、水能，隻要能讓機器轉輪旋轉起來，在轉輪上麵固定好磁石，轉輪中心的銅線上麵便會產生電流，這個過程叫做發電。而同樣，給一台安裝有磁石轉輪機器通電，轉輪便會旋轉，這個過程叫做電動。”


  “既然每一次能源轉換都不可避免地產生損耗，那我們何必把風能、水能這些能源費力地轉換為電能，然後再由電能驅動機器轉動，直接驅使機器轉動豈不是更直接。”


  “答案其實很簡單，首先，無論是化石能源，還是潮汐能、風能、水能都會受到地點的嚴格限製，在秦鳳路適合使用風能、水能的區域畢竟有限，但需要使用能量的地方卻很多。這些需要使用能量的地方當然可以蒸汽機、內燃機等機器，但是每個使用能量的場合，都得需要有人學會使用蒸汽機、內燃機，這明顯並不符合實際。其次，化石能源、潮汐能、風能、水能的利用方式不同，但轉換為電能之後，便會變得穩定而通用，不同能源所生產的電能可以匯聚成一個大的電網，需要使用電能時，通過銅線將電流引到使用場所，就算是幾十裏外，也可以瞬間發生作用，因為電流的速度接近於光的速度。嚴格意義上來講，光也是一種電磁現象，關於這個問題，因為涉及到物質的組成，及能量躍遷等複雜內容，留待今後由專人進行研究。”


  “當有一天，發電機、電動機普及之後，小到可以放進一隻手掌，大到整座攔河大壩都會廣泛使用發電機、電動機，到了那時，大家可以想象百姓的生活將發生何等翻天覆地的變化，可以說，便是神仙的仙界也不過如此。”


  “以上便是沈某與諸位分享的第一個格物的案例，力量。不知諸位關中學子可有不明之處，可以提出來，我來解答。”


  沈方雖然將蒸汽機、內燃機、發電機、電動機的原理簡要闡述一遍，但這些機器要想生產出來，以昌國沈氏目前的實力還需要一兩年的時間，何況關中學子隻是第一次聽聞，他們的思緒還停留沈方對未來的預期之上，根本無法提出什麽有價值的問題。


  最終還是有一個席地而坐的弟子站起來問道，“先生，你講的內容太過神奇而接近於仙術，我隻想確認一下，這些真的可以由我們製造出來？”其實他心裏麵已有肯定的答案，但還是想得到沈方的親口承認，仿佛隻有這樣，才能真正的確認。


  “除了內燃機研製過程過於危險，需要極高的材料工藝之外，蒸汽機、發電機、電動機原理簡單，製造模型機並不困難，以關中學院未來的實力，可以在一年內製造出蒸汽機、發電機、電動機的模型。當然，昌國也會組織大量的人員進行這幾種機器的研製，如果有什麽進展，沈某會與橫渠先生聯係，並選派你們當中的優秀人員前去觀摩學習。”


  沈方見沒有人再提問題，“今日橫渠大講，機會難得，沈某明日便會與章學士離開橫渠，雖然還有許多可以格的案例，但是我將這個機會留給關中學子，由你們來決定接下來的所格之物。”


  又有一個弟子站起來來，“先生，可否格一下如何修行？”此言激起了關中學子的共鳴，他們午前親眼見到沈方與章惇高來高走，自然羨慕不已。


  張載心中一動，也想聽聽能讓章惇在一月之間有如此巨大變化的功法有何玄妙之處。


  沈方笑道，“人活在世間，無論努力進取，還是虛渡光陰，都是在修行，本無優劣對錯之分。這位學子既然提出要格修行，自然有明確的期望，隻是不知道在你看來，修行有何作用？”


  提問的弟子大聲回道，“先生，我希望能夠延年益壽，並且可以除暴安良。”


  “上根者求道，為求與天地壽，舍己從道；中根者求道，為求通達事理，兼濟天下；下根者求道，為求益壽延年。至於除暴安良，修行之人，經年累月，於深山秘境磨練自身，哪裏有除暴安良的雅興？待理學普及之後，世間人皆可自食其力，可得溫飽小康，又哪裏有那麽多壞人需要去懲治，苦難人需要去拯救？”


  弟子慚愧道，“弟子乃下根者。”


  “沈某亦是中根者而已，至於上根者，或許有人動過此念，真到了放棄自我，融入道中，多半也要放棄。”


  “沈某所練之法乃是《太上老君養生功》，此法博大精深，觀之極簡，三言兩語便可說盡，但處之極深，便是上根者亦可以修練。此功法，不限時辰、地點，隻需意守丹田，反複誠意，功成之後，一切皆自然而行，無需額外意念導引。”


  聽到沈方所講功法如此簡單，關中學子若非知道沈方根本沒有必要有意欺騙，多半會認為其有意隱瞞。


  “沈某年幼之時，因資質魯鈍，對此法從未動過信或不信的念頭，隻是依言奉行，無欲無求，故見效甚快。諸位學子心思細膩，玲瓏百竅，要過的最難的關，反而是信這一關。今日，諸位見我侃侃而言，或許深信不已，沈某離開之後，不需三日，多半便會覺得今日一切如夢如煙，對沈某所言之功法便無法深信，能堅持習練者又有幾人？！”沈方感歎道。


  弟子斬釘截鐵道，“弟子定會刻苦修練。”


  沈方苦笑道，“可惜這修行一途，缺的可不是刻苦之人，而是機緣福報。今日，我便格這修行之道，以便讓諸位生起信心。”


  所有人都豎起了耳朵，在修行道路上走了無數彎路的章惇已大致清楚沈方將要講什麽，他也一樣準備認真地體會沈方格修行之道這個過程本身所含的理。