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第428章 大唐風采

  格物遊藝坊內,人群已圍成了一圈。

  坊內陳列著各式基礎實驗器材:滑輪組、槓桿、不同材質的斜面、磁石、銅線圈、簡易的「太孫瓶」、粗細不一的玻璃管與陶罐,甚至還有一小桶水銀和幾塊不同密度的金屬塊。

  牆上掛著《格物蒙學初編》中的原理圖示,角落裡甚至有一台演示用的簡易蒸汽機模型。

  狄仁傑站定,環視四周,心中已有計較。他看向阿爾沙克與朴正煥,平靜道:「既為切磋印證,便請二位先出題。狄某逐一應對,再提出一題請二位解答,如此可顯公平。」

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  阿爾沙克冷哼一聲,率先上前,指著牆上歐幾里得幾何圖形與槓桿原理結合的一張圖示,那是格物院為說明「力矩平衡」而繪製的教學圖。

  「狄郎君請看......」阿爾沙克語氣帶著傲然,「此圖以幾何法解槓桿平衡,固然精妙。然我波斯學者曾提出一疑:若槓桿非均勻材質,重心不在中點,且支點可動,如何以幾何與力學統一求解最優省力點?此問題在泰西封曾難倒數位學者,不知狄郎君可有思路?」

  問題一出,周圍懂行的學子微微吸氣。

  這已不是基礎問題,涉及非均勻物體重心計算與動態優化,確實刁鑽。

  帕麗娜擔憂地看向狄仁傑,金真珠也凝神細聽。

  狄仁傑略一沉吟,眼中卻閃過明悟的光芒。他走到器材架前,取來一根木質不均勻的長杆、一個可移動的刀口支座、一組砝碼和一把刻度尺。

  「阿爾沙克兄所問,本質是『在約束下求極值』。」狄仁傑一邊擺放器材,一邊清晰說道,「格物院李太史令曾教導:凡此類問題,可分三步。一曰建模,二曰實驗探察,三曰數學驗證。」

  他將長杆架於可移動支座上,在杆上不同位置懸掛砝碼,並移動支座,示意眾人觀察杆的傾斜。

  「第一步,建模。將非均勻杆視為若干均勻小段之組合,每段重心可測。第二步,實驗探察。」

  他取來細沙,均勻撒在一側托盤中,將杆水平放置時,沙面與杆上一標記線齊平。

  「此為粗略測整體重心之法,源自《九章算術》『盈不足術』與格物院改進之『分段懸吊法』。測得重心位置後……」

  狄仁傑在杆上標出重心點,然後取來算紙,用炭筆快速作圖演算。

  「第三步,數學驗證。設杆總長L,重心距一端為a,支點距同端為x,另一端懸掛重物W……」

  他筆下流暢,列出力矩平衡方程,並引入「槓桿效率」概念——這是李易在《格物基礎原理》中提出的新量。

  「求效率最大,即求函數極值。此問題可化為求導數零點——此乃格物院自西域傳入之『微分術』雛形,在《新算學精要》附錄中有簡述。」

  他迅速演算,最後得出一個簡潔的表達式:「最優支點位置 x_opt = a +√(a(L-a)),此式與杆之密度分布無關,僅取決於重心位置與杆長。此結論可經實驗驗證。」

  說罷,他調整支座至計算所得位置,懸掛砝碼,槓桿果然以最小輸入力保持平衡,且最為穩定。

  周圍一片寂靜,隨即大唐學子中爆發出低聲讚嘆。

  阿爾沙克臉色變了變,他盯著狄仁傑的演算紙,試圖找出破綻,卻發現邏輯嚴密,且實驗與計算吻合。他不得不勉強點頭:「狄郎君……思慮周全。」

  帕麗娜眼中異彩連連,金真珠也微微頷首。

  朴正煥見狀,急欲扳回一城,大步上前:「紙上談兵罷了!看我新羅機關之術!」

  他掃視器材,抓起幾個滑輪、繩索、木塊和一把彈簧秤。

  「一炷香內,用這些材料製作一傳訊機關,需滿足:一、觸發機關後,能將此小木塊傳遞至三丈外指定位置;二、途中需經過一次垂直上升一尺;三、不得用人手直接推送。誰的設計更巧、用時更短、用料更省,便為勝!」

  這題目考驗的是機械設計、能量傳遞與空間布局的實用能力。

  朴正煥顯然早有準備,迅速動手。

  他採用「重錘下落驅動繩索滑輪組」為主幹,設計了一條迂迴軌道,利用重力勢能轉化,使木塊先滑行,再通過一個巧妙的角度碰撞彈入垂直竹筒,由筒內預拉的皮筋提供上升力。

  設計複雜,用了二十餘個零件,但確實滿足要求。

  眾人屏息觀看。

  朴正煥手法熟練,半柱香便完成大半,臉上露出得意之色。

  狄仁傑卻未急於動手。

  他觀察著器材,目光落在那個蒸汽機模型旁的一截銅管和幾個小磁鐵上。

  他忽然想起趙教習在實驗課上講過的一則趣聞:皇太孫殿下曾演示過「磁力與運動轉化」的簡易裝置。

  他心中一動,有了主意。

  狄仁傑只取了五樣東西:一根細長光滑的木製導軌、一小塊嵌有鐵片的木塊、一塊圓形磁鐵、一根銅線圈、一節從廢棄演示器材上拆下的小彈簧。

  他先將導軌水平架設,一端略高於另一端,形成微小坡度。

  在高端起點處,他將磁鐵固定於木塊下方。

  在導軌低端終點上方三寸處,他懸掛了那枚銅線圈,線圈下端連接著一片輕質木片製成的「接料盤」。

  「朴兄的設計倚重重力與碰撞,精巧卻多耗材。」狄仁傑一邊組裝,一邊解釋,「格物之理,貴在簡而效宏。磁鐵與線圈,可生感應之力。」

  他輕輕一推起始端的木塊。

  木塊沿導軌滑下,由於嵌有磁鐵,當它滑至懸掛線圈正下方時,快速運動的磁鐵切割了線圈的「磁感線」。

  就在那一瞬間,線圈中產生微弱感應電流,電流產生的磁場與磁鐵相互作用,給木塊一個輕微的向上「推力」。

  同時,狄仁傑預先調整了導軌末端角度,木塊恰在此刻脫離導軌,借著那微弱的磁推力與慣性,劃出一道低平弧線,精準落入一尺高處的接料盤中!

  整個裝置只用了五個部件,無複雜滑輪繩索,卻完成了「滑行—上升—精準投遞」的全過程,且利用了電磁感應原理,正是格物院近年推崇的「清潔而高效」的能量轉換思想。

  朴正煥的機關此時也剛完成,木塊在哐當作響中經過一系列碰撞,最終勉強落入目標區。

  兩相比較,高下立判。

  周圍人群靜默片刻,隨即爆發出熱烈掌聲。

  連遊藝坊的格物院值守教習都忍不住撫掌:「妙哉!以簡馭繁,深得格物『致用』之精髓!此設計當記入教學案例!」

  朴正煥看著自己那複雜而嘈雜的裝置,又看看狄仁傑簡潔優雅的磁力傳遞系統,臉上一陣紅一陣白。

  他張了張嘴,最終抱拳:「狄郎君……技高一籌。在下服了。」

  阿爾沙克見同伴認輸,雖心有不甘,卻也無話可說。狄仁傑方才的理論推演與眼前的實踐巧思,皆展現出紮實而靈動的格物素養,非死記硬背可比。

  狄仁傑卻無驕色,反而向二人拱手:「二位所學各有淵源,波斯幾何深邃,新羅機關務實,皆值得狄某學習。格物之學,本無國界,唯真理是求。今日切磋,狄某亦受益良多。」

  他頓了頓,微笑道:「既如此,按先前約定,狄某也有一題,請二位指教。」

  他走到那桶水銀和不同金屬塊前,取出一枚鐵球、一枚銅球、一枚木球。

  「三年前,皇太孫殿下於演武場演示鐵球銅球同時墜地,破千年迷思。今日狄某想問:若將此三球同時置於此水銀槽中,何者沉得最快?何者最慢?請詳釋其理。」

  這問題看似簡單,實則暗藏玄機。

  水銀密度極大,鐵與銅皆浮於其上,只有木球會下沉嗎?

  但若考慮水銀的粘滯阻力、物體形狀、甚至可能的表面張力與化學反應呢?

  狄仁傑此問,意在引導眾人思考「落體問題」在複雜流體環境中的拓展,正是格物院高階研究的方向之一。

  阿爾沙克與朴正煥聞言,皆陷入沉思。

  圍觀學子們也紛紛討論起來,遊藝坊內頓時充滿了探究真理的熱烈氣氛。

  帕麗娜與金真珠相視一笑,看向狄仁傑的目光中,欽佩之外,更添了幾分對大唐新學深不可測的敬畏。

  狄仁傑立於人群中央,青衫磊落,神色從容。

  他知道,這場小小的比試,不僅捍衛了大唐學子的尊嚴,更向萬國學子展示了格物之學真正的魅力。

  不是炫技,不是爭鬥,而是在實證與邏輯中,不斷逼近天地萬物運行之理。

  遠處,長安大學的鐘聲隱約傳來,悠長而恢弘。