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第四百零九章 旋轉的魅力


更新時間:2019年01月18日  作者:米糕羊  分類: 歷史 | 兩晉隋唐 | 米糕羊 | 逆水行周 

《》


洛陽皇宮,處理完政務的宇文溫閑來無事,便于書房擺弄起一個裝置,這裝置方方正正,宛若尋常梳妝盒大小,正面有幾個小窗口,還有一排旋鈕,側面則有一個搖把。

前不久,宇文溫北巡歸來,沒有回長安,而是東出潼關到洛陽,準備和家人在這里待到明年春暖花開再西返。

洛陽皇宮不能總是空著,而宇文溫沒有太多行宮,所以隔一段時間就要在長安、洛陽兩地輪換住一下,算是調整心情,順便節省開支。

他在兩京之間走動,不僅家眷跟著,文武百官也得跟著,這本身就會產生大量費用,但比起關東物資輸入關中的巨額運輸成本,這就算不上什么了。

雖然如今有了火輪船,有了水陸轉運避開砥柱之險的軌道,海量物資西運的“物流成本”依舊不小,這就是現實。

當宇文溫帶著文武百官在洛陽暫居時,自關東匯集的海量物資,只需要運抵洛陽即可,省去了不少運輸成本,所以,他時不時到洛陽居住,是個省錢的辦法。

當然,這和歷史上唐朝皇帝因為關中人口超負荷導致糧食短缺、不得不帶著文武百官到洛陽“就食”不一樣。

宇文溫專心致志操作著那裝置,宛若孩童把玩一件寶貝玩具,愛不釋手,一旁幫著整理書籍、奏章的蕭九娘和尉遲明月見狀覺得奇怪。

她們覺得宇文溫成日擺弄的這些裝置,大多稀奇古怪,好像從來沒見實用過,所以都不知道意義何在。

不過宇文溫如今拿在手中的裝置,大有來頭,名為“手搖式機械加減計算器”,可以進行加減法的計算,計算時需要使用者搖動搖把。

此刻,宇文溫就時不時搖那搖把,盒子正面上的小窗口不停有數字出現。

這些數字,是“西陽數學”的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,共十個。尉遲明月在一旁看了看,發現這計算器果然有些實用價值。

如果,在頻繁進行大量累加、累減的計算作時,用這種計算器計算,比用算盤算數省力。

因為累加、累減實際上是重復計算,計算規則不變,仿佛打鐵一般,只要不停的鍛打就行。

既然鍛打鐵器可以用機械替代人力,那么累加、累減有機械裝置幫忙,人就不需要反復的撥算盤珠子。

對于尉遲明月的看法,宇文溫很認同:“沒錯,稅吏們在收稅時,需要進行大量繁雜卻重復的累加或者累減,雖然用算籌和算盤也行,但有了計算器,能夠提高效率。”

“打算盤,噼里啪啦的十分爽快,可大量繁雜又重復的加減計算,其計算量依舊會讓人疲憊,有了加減計算器,替代手指撥算盤,計算速度就上來了。”

“當然,這種計算器的適用場合,目前主要就是稅收計稅,其他大部分行業,目前來說算盤足矣。”

蕭九娘對這種神奇的計算器十分感興趣,問起其中奧妙,宇文溫便讓兩人坐在身邊,開始進行“科普”:“這計算器的運作原理,其實和鐘表差不多,靠著旋轉的齒輪來實現。”

“一個十齒齒輪,代表著十個數字,齒輪轉一圈,撥動另一個齒輪進一位,即為十進制。”

“第一個齒輪代表著個位,第二個齒輪代表著十位,第三個齒輪代表百位,以此類推。”

聽到這里,蕭九娘問:“可是,齒輪轉起來,如何實現轉一圈,撥動另一個齒輪動一下?”

“道理很簡單,卻又不簡單。”宇文溫提筆在紙上畫起來,“一開始,誰也想不出如何實現這個轉動、進位,后來嘛,你們看看這個齒輪。”

紙上,宇文溫畫了一個十齒齒輪,這個齒輪有一個齒略長,旋轉一圈后,凸出的長齒剛好撥動相鄰的另一個齒輪。

這就代表著“進一位”,蕭九娘和尉遲明月看了恍然大悟。

宇文溫繼續說:“正轉累加,反轉累減,結構就是這么簡單,還有另外一種組合,那就是同軸單齒,原理是一樣的,當然,實際應用時會復雜一些。”

“如今,車床、鏜床、明輪等旋轉加工機械用的轉速測量器,靠的就是這個原理來計數,當然,計算行駛里程的里程表,也是靠著記錄車輪的轉動圈數來實現的。”

“同理,風速表,各種流量計,也是這個結構。”

見著尉遲明月舉手,宇文溫問:“明月有何疑問?”

“這個計算器,若計算....”尉遲明月提筆在紙上寫了個數字,“若計算999991,那么就要轉動....五...六個代表不同位數的齒輪...搖那搖把要多大力氣?”

“會不會因為用力過大,導致這些齒輪被搖壞了?”

尉遲明月管賬管了那么多年,經常進行大數字計算,所以對于這種計算十分敏感。

宇文溫聞言一愣,看著尉遲明月,贊許的點點頭:“明月說得沒錯,這就是計算器在實際使用時會遇到的問題,如果單純靠累計進位,計算大額數字時,搖起來吃力不說,萬一動作太大,齒輪組崩壞都有可能。”

“所以,需要一個特別的‘擒縱器’,按需要,‘擒縱’各個位數的齒輪,臨時構成結構簡單的齒輪組進行進位,即省力,又保護齒輪。”

“這個擒縱器原理有些復雜,為夫畫不出來,但你們若是看了結構運轉,會發現這擒縱器的結構也復雜不到哪里去,但是...”

“這看起來簡單的結構,歷經二十多年,才由一個鐘表匠實現,而采用了這種擒縱器,會導致齒輪組無法反轉,也就是只能加不能減,一個問題解決了,卻引發新問題。”

“對此,許多工匠的解決思路,是設計更巧妙的裝置來切換齒輪組的旋轉方向,卻引發更多的新問題。”

“工程設計,結構越復雜,出錯的幾率就越大,可結構越簡單,設計的難度就越大。”

“這個問題,工匠們絞盡腦汁都解決不了,后來是一位精于計算的天文學者,巧妙解決了這個問題,你們猜猜,他想出的是什么辦法?”

尉遲明月和蕭九娘是今天才知道有加減計算器這種裝置,所以怎么可能知道那個天文學者是如何解決問題的。

但蕭九娘從“精于計算”這四個字里,大概猜出個端倪:“莫非,是改變計算規則?”

“沒錯。”宇文溫點點頭,對于蕭九娘的思維敏捷表示佩服,“不是大幅增加新結構,而是增加了一個計算規則,原理簡單,但解釋起來很麻煩,為夫就不多說了。”

“無數人的心血,二十多年光陰,才有了今日這加減計算器的問世,可真是得來不易。”

宇文溫摩挲著加減計算器,仿佛摩挲的是一個寶貝,感慨著:

“雖然,目前只有加減計算器,距離實現加減乘除四則計算器還很遠,但是,旋轉的齒輪組,讓精于機械結構的工匠和精于理論計算的學者聯系在一起,這樣的組合,威力是無窮的。”

“旋轉的竹蜻蜓能飛起來,旋轉的水車、風車能提水、推動石磨,推動旋轉的傳動軸能夠帶動機器,旋轉的明輪能夠帶動船只前進。”

“旋轉,可以實現許多匪夷所思的事情,旋轉的魅力,真的讓人欲罷不能,碧如這個....”

宇文溫擺出一個模型,蕭九娘和尉遲明月看了,發現是夫君經常鼓吹的“船舶螺旋槳推進器”。

宇文溫搖動手柄,以人力驅動讓那螺旋槳旋轉起來:“當船舶螺旋槳真的旋轉起來時,世界,就會變得愈發不一樣了。”

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