第1130章 落体实验和半球实验

  “比萨斜塔实验？”

  徐光启听得一头雾水。

  因为他从未听传教士讲过这个实验，从泰西出使归来、和伽利略有交往的孙元化也没提过。

  这让他不由好奇道：

  “这是什么实验？”

  “臣怎么没听说过？”

  “没听说过？”朱由检很是惊讶。

  因为在他想来，这个实验应该很有名才是，难道现在还没开始举办？
  这却是他受到了小学课本的误导，《两个铁球同时着地》这篇文章里的实验，从来没有真正做过。

  伽利略的理论，是在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》里提出的，这本书在泰西刚刚出版。

  根据自由落体理论，所有的物体，无论重量或密度大小，在真空中会以完全相同的方式均匀加速。

  为了方便人们理解，伽利略在《对话》的虚构对话中，让代表自己的萨尔维阿蒂解释了这一理论：

  “亚里士多德说：‘从100肘高处下落的重100磅的铁球，比从同一高处下落的1磅重的铁球更早落地，后者在同一时间里只下降了1肘。’但要我说，它们是在同一时刻到达地面的。”

  这完全是他用理论推导的结果，却没做过实验。

  朱由检对此并不清楚，但他从徐光启这里听说比萨斜塔并未举行什么实验后，当即决定道：

  “泰西没有做过，咱们就自己做。”

  “准备同样材质、不同重量的大小铁球，还有同样重量、不同大小的铁球和木球。”

  “从热气球上往下坠，看看谁先着地，再格出其中的原理。”

  “有能解释并用数学计算出来者，授予世袭爵士和科学院院士身份！”

  命徐光启以大学士身份负责这个实验，促进科学研究。

  徐光启听了仍是不解，但是他知道皇帝的用意是好的。

  这个实验的名气传开，能够让人们加强对科学的关注。

  并且能转移热点，减少自己受到的非议。

  而如果自己用西学解释出这个实验的原理，西学的处境也会得到改善。

  他决定按皇帝的要求负责这个实验，格出其中的道理。

  朱由检为了防止无人解答，稍微做出提点，说道：

  “这个实验，可以称之为落体实验，主要受重力和浮力、或者说空气阻力的影响。”

  “空气能让热气球漂浮，它是有力量的。和水能浮起物体一样，空气有浮力存在。”

  “这个浮力，不足以让铁球和木球在空气中浮起来，但是在它们落下时，却会形成阻力。”

  “按照朕的估测，同样材质的铁球坠下去，大概会同时落地。”

  “或许会因为阻力有一定差异，但是用肉眼很难区分。”

  （比萨斜塔高56.7米，根据计算，大球落地的时候，小球在其上2.42米的位置。重力加速度下，落到地面时铁球速度接近40米每秒，2.42米再往下落的时间不到0.1秒，肉眼比较难以区分）

  徐光启听得更懵了，万万没想到皇帝还能知道这些。

  他不知道皇帝说的是对是错，但直觉上感觉没问题。

  不过在没有得到证实前，还是不能传出，他打算等实验结果得出后再公布出去。

  小心记下这些，徐光启又问道：
  “那用木球做什么？”

  “难道木球也和铁球同时落地？”

  朱由检道：
  “同样重量、但是不同大小的铁球和木球下落，一定是铁球先落地。”

  “因为木球的体积更大，会受到更大的阻力。”

  “用它们两个比较，是为了让人们感受到浮力。”

  “朕对热气球的悬赏开出几年了，现在都没有人解答，用这个实验启发他们。”

  对热气球的悬赏，朱由检本来是抱有很大希望的。

  但是这个问题在热闹了一阵后，因为无人解答出来，就被高高挂起。

  所以朱由检用木球和铁球对比，直观地展现空气浮力。并引出密度、阻力、重力等概念，促进物理研究。

  当然，他用的是格物的名义，让士子格物致知，研究其中道理。

  解释了落体实验，朱由检感慨道：
  “落体实验最理想的环境，应该是在真空中，排除空气阻力等干扰，可以称之为自由落体实验。”

  “那样所有的物体，无论重量或密度大小，都会同时落地。”

  “但是现实中找不到这样的地方，只能等以后飞到太空，才有可能做这个实验。”

  “太空”这两个字，对徐光启来说又是陌生的词语。

  他知道皇帝说的不是特别空的意思，应该是极高的天空。顿时就劝谏道：
  “飞天之说，虚无缥缈。”

  “天上到底是什么，谁也无法得知。”

  “陛下不可投身如此虚无缥缈之事，徒然浪费心力。”

  朱由检摇了摇头，说道：
  “太空上的事情，不是虚无缥缈。”

  “按照浮力理论，越往上空气越稀薄，直到什么都没有，完全变为真空。”

  “那样的地方，人是无法呼吸和生存的。但是自由落体实验，同样不会受空气影响。”

  “未来后人若真的登上太空，朕希望他们在真空中做实验，验证自由落体理论。”

  让旁边的起居注记下，作为自己的期许。

  他希望大明的生产力发展后，能够面向太空。

  人类不能永远困于地球上，要走向星辰大海。

  这么宏伟的目标，他自然是看不到的，只能寄望后代。

  徐光启听皇帝这么说，也放下了担心。知道皇帝不是追求太空入脑，不顾一切让人上天。

  不过，对于皇帝说空气越往上越稀薄、直到变成真空，他是有些不大相信的。

  因为此时西方主流的观点，是空气中充斥着以太，根本没有真空存在。

  对此，朱由检听得失笑。

  他虽然不知道伽利略的弟子托里拆利怎么证明真空的，但是用过真空袋保存衣物的他，知道怎样抽出真空来。

  想着自己命人研发的压水井，朱由检画了个图，说道：
  “命文思院制作抽气泵，要能抽出空气。”

  “还有，准备两个空心的半球，把它们合起来后抽走空气，里面就是真空存在。”

  “外面空气会向真空流动，在受到阻隔之后，会把两个半球挤压在一起，几匹马都拉不开。”

  “这个实验就是半球实验，可以证明真空和大气压存在。”      “朕希望有人能计算出大气压，并且制造更方便使用的真空泵、真空袋，用以储存食物减缓变坏。”

  “两个都悬赏世袭爵士，看学识授予院士身份。”

  又开出了悬赏，让徐光启主持半球实验。

  这个实验更加难以理解，因为徐光启想象不出为何抽走半球中的空气后，几匹马都拉不开？

  他担心皇帝说的是错的，决定实验举行后，再宣布悬赏。

  从这两个悬赏中，他充分感受到皇帝对科学的重视。

  未来只要能格出其中的原理，做好格物致知，科学在儒家的地位就能立起来。

  他也能减少因为西学受到的诟病，成为科学的创始人。
——
  带着两个实验要求，徐光启找来陈子龙做安排。

  陈子龙听说以后，当即道：
  “学生会发动科学院、文思院，支持两个实验。”

  “实验宣传上面，老师有规划没有？”

  “是不是先在报纸上宣传一阵子，吸引更多的人观看？”

  徐光启犹豫道：

  “若是实验的结果和皇上说的不一样，开不出悬赏怎么办？”

  陈子龙不以为然道：

  “皇上圣明天纵，又在梦中接受过太祖成祖指点。”

  “他连天上都去过，说不定就在天上做过自由落体实验。”

  “这根本不可能错，一定是皇上说的对！”

  这是很多人的想法，在朱由检不断用预言证明后，已经有很多人相信他是在世真神，可以沟通上天。

  在陈子龙等年轻士子心中，相信皇帝是人间至高神的大有人在。

  反而是徐光启这些大学士，因为和皇帝接触比较多，没有那么多敬畏。

  他们对皇帝是人间至高神的说法将信将疑，只是不反对而已。

  听到陈子龙这样说，他张大了嘴巴，最终道：

  “那就先做落体实验吧！”

  “等到落体实验证明了，再做半球实验。”

  “铁球和木球也容易准备，你让文思院尽快做出来。”

  陈子龙点了点头，当即去文思院找人安排。

  在皇帝指点下造出热气球、并且因此被特赐元士出身的吕祥，对此非常关心。

  浮力这个概念，没少困扰他，他也想解释清楚热气球的原理。

  无奈他的学识不够，一直解释不清浮力。

  听到落体实验和浮力有关，他亲自带领文思院的九级铁匠，制造出重量不一的大小铁球。

  并按照小铁球的重量，用自己精湛的木工手艺，选择非常轻的木材，制作出和铁球同样重量、体积却大了很多的木球。

  这四个球，就是落体实验的器材。

  还有承载它们的热气球，能升到五十米的高空，把它们从天上坠下来。

  在陈子龙的大力宣扬下，很多京城的士民，都知道了实验的事情。

  喜欢看热闹的人，在十月一日齐聚黄金台，观看这个实验。

  陈子龙自告奋勇登上热气球，拿着扩音喇叭大喊道：
  “都离远一点，小心被砸到。”

  “待会儿可要看清了，格出其中道理的，可以拿到世袭爵士爵位。”

  不顾徐光启的交代，直接把悬赏道了出来，吸引观众的注意力。

  围观的士民听到格出道理就能封爵，一个个瞪大了眼。

  当今皇帝封爵虽然很大方，但是除了立功外，一个世袭爵士，就需要花十五万石粮食捐纳。

  大明绝大多数人，是掏不出这个钱粮的，爵位和他们基本无缘。

  如今听到有成为世袭爵士的机会，他们有一个算一个，都盯着热气球中的陈子龙，生怕错过任何细节。

  陈子龙指挥科学院的护卫空出一块场地，这才在黄金台上对铁球和木球称重，乘坐热气球慢悠悠地飘了上去。

  此时的热气球，因为火炮校射和城中瞭望的功能，已经成为大明军警不可缺少的装备。

  它的完善速度也非常快，吕祥等人虽然不知原理，却利用经验大大提高了它的性能，已经变得非常安全。

  陈子龙没一会儿，就通过绳子上的刻度，飘到了五十米高空。

  望着周围密密麻麻的建筑和人群，他当真有一览众山小的感叹：
  “这热气球真是个好东西，谁能想到这么简单就能飞起来？”

  “希望有人能解释清楚浮力，用科学计算出来。”

  念叨了一声“陛下保佑”，陈子龙首先拿着大小铁球，同时脱手而出，从空中落了下去。

  人们只听到“嘭”的一声，两个铁球几乎同时，落在了地上。

  这让一些坚信大铁球更重应该先落地的，不由陷入怀疑。

  而后没等多久，陈子龙又托出一个小铁球和一个大木球，把同样重量的两个球，同样坠了下去。

  这次两个球落地的时间就不一样了，木球明显慢一下，甚至受到风的影响，落地时有了一些偏移。

  人们看着这个结果，大多感到茫然，很多人根本不知道，其中到底蕴含着什么道理？
  陈子龙见状急忙让热气球降低高度，拿着扩音喇叭大声宣读悬赏。

  而后又宣告十日后举行半球实验，地点同样是黄金台。

  期间有人解释出来原理，他会像皇帝请求更高的封赏。

  但是这显然是不可能的，大多数人对此根本没有头绪，更别说是通过科学计算解释出来。

  很多人只是看热闹，当个谈资而已。

  这也让十日后的半球实验，引来更多的人观看。

  在他们看到两匹马、四匹马、甚至八匹马都没把抽成真空的两个半球分开，直到用十六匹马才拉开两个半球时，都是惊讶地纷纷感叹。

  没举行这个实验前，他们没想到空气还有力量。这个实验算是把空气的力量完全展现出来。

  真空这个概念，浮现在人们眼前。而且不同于佛教的内涵，成了一个科学概念。

  很多人都着手研究真空，尤其是看着很简单的真空泵、真空袋。

  他们希望摸索出方便抽真空保存食物的办法，获得皇帝悬赏的爵位。

  大明上下掀起了一阵科学热潮，人人都在谈论格物致知，格出实验原理。

  科学的名声也愈加响亮，成为大明的显学之一。(本章完)