资源锁死科技树最典型的案例就是新大陆缺少马匹和铁矿,导致新大陆连个马车都没有,而中原王朝缺金银铜,还缺少那种浅层的易开采的煤田,一般深于三丈的煤,都得开矿洞,开井、支撑、排水、通风、瓦斯等等。
而且煤田要在腹地,而不是在边方,这样的成本会更低,这年头的运输成本实在是太过于高昂了,为了四百万石的漕粮,大明都需要费尽心机。
南北美洲的新大陆其实也有铁山,但是铁山距离核心腹地区实在是太远了。
资源锁死科技树的核心逻辑其实非常简单,煤贵和煤贱,一斤煤就要六到八文钱,而且一到下雨天和下雪天煤价就会飙升,完全足以说明,供给小于需求,所以没有多余的煤去烧,来点亮蒸汽机的科技树。
不是没有需求,而是没有足够的煤,每一斤煤都是冒着风险从窑井里抬出来的。
煤如果是露天刨出来的,可能一斤只卖一文,而且量足够的话,自然能把煤用到增加生产效率之上,烧出一台能用的抽水的机器来,增加采煤效率就回本了。
可是大明的煤是从窑井里,深入地下四五十楼层的深度,量很少,那就只能省着点烧。
泰西的蒸汽机也不是一蹴而就的,天才发明家瓦特说要有蒸汽机,便有了蒸汽机。
十六世纪末到十七世纪,英格兰的采煤行业高度发达,单靠人力和畜力已经难以满足抽取矿井抽取地下水的需求,而煤场拥有丰富而廉价的煤炭,对于“以火力提水”的探索和试验,从十六世纪末就开始了,整整烧了一百多年,才在十八世纪末,由瓦特将蒸汽机彻底改良,成为了工业革命的核心动力。
这个漫长的发展过程,是量变引发质变。
大明没办法如此奢侈的大量烧煤,但是没关系,朱翊钧拿出了白银来,鼓励工匠们进行创新。
朱翊钧不打算等了,下旨内阁,他愿意从内帑拿出五十万两白银来作为恩赏,以皇家格物院的名义,促进以火力提水的探索和实验,寻找解决方案。
这笔银子,就西山煤局也要用五年的时间赚出来,但是皇帝直接从内帑拿出银子来。
“母亲,孩儿去西山煤局看过来,窑民下井都是抱着五死一生的想法,下窑去挖煤,目前西山煤局用的是水排掏水,导致西山煤局的渗水之事,层出不穷,去年一整年,西山煤局的渗水事发生了一百五十三起,窑民死1750人之众,占了全部死亡的九成。”朱翊钧现在还没有亲政,内帑花五十万两,自然要跟李太后好好说明。
李太后出身贫寒,她看着朱翊钧颇为欣慰的笑着说道:“皇帝已经长大了,虽然看起来没有亲政,但做事已经有了章法,娘亲一个妇道人家,不懂那么多,这银子在娘亲看来,就是和宝岐司一样的事儿,既然有利于天下生民,那就大胆的做吧。”
陈太后喝了口茶说道:“天下都是陛下的,用点银子而已,陛下觉得值就值,陛下说它值,它就值。”
朱翊钧其实准备好了故事,来说服两宫太后,但是他就起了个头,两宫太后,直接表示了支持。
若是让小皇帝开始讲道理,两宫太后甚至有一种面对朝中言官的感觉,不用讲故事,放心大胆的干,出了事,就下懿旨骂张居正就好了,谁让张居正是太傅,皇帝没教育好,都怪太傅。
在两宫太后看来,陛下要用内帑做什么都是可以的,这皇宫、天下都是陛下的,皇帝重视算学和万物无穷之理,在两宫太后看来,和嘉靖皇帝修仙也没什么区别,都是不务正业。
嘉靖皇帝修道修了二十多年,隆庆皇帝赏百艺动辄十数万两,朝臣们都反对,张居正连章反对,不也没什么用?
大明的皇帝的权力是无限大的,但是大明皇帝本人是一个物理意义上存在的人。
朱翊钧和两宫太后聊了许久,在慈宁宫吃了饭才离开。
而朱翊钧又召见了张居正,询问这条政令是否合理,毕竟是他面向大明匠人集体的第一道诏书,他必须确认这道政令是否合适。
“臣拜见陛下,陛下圣躬安否?”张居正见礼。
皇帝的这条政令,让张居正非常意外,按过往的经验而言,尚节俭到了抠门的皇帝,有点像貔貅,只进不出,但是皇帝一开口就是五十万,这怎么看都不像是吝啬鬼能做出的事儿。
“朕安,先生免礼。”朱翊钧笑着说道:“先生,朕御门听政已久,对于政令若有所悟,还请先生斧正一二。”
“自从先生上陈五事疏后,朕看了所有的政令,朕都发现了一个共同的特点,那就是这个政令的愿景、任务、目标,在奏疏里写的天花乱坠、鲜花锦簇,写的什么都好,上利朝廷、下利穷民苦力,但是绝口不提成本的时候,朕就要立刻表示反对。”
“天下没有这种全是好处,没有坏处的馅饼。”
“就以今日西山煤局为例,西山采煤日久,从南宋时金国盘踞幽州开始,至今已经四五百年的时间,这么长的时间里,浅层的富矿已经开采完了,只能下到深井之中开采。”
“西山煤局之政令,上利朝廷,毕竟朝廷可以以此聚敛兴利,下利穷民苦力,毕竟柴米油盐,柴字当头,京师煤贱而柴贵,只要煤炭能够稳定供应,就可以让京畿的百姓喘口气。”
“但是代价是什么?朕、三位国公、姑父李和把自家的窑井投献朝廷,用以统一采卖,许从诚为此人头落地,这个代价看似是权豪缙绅,但不完全是,其实还有一个代价,就是穷民苦力。”
“具体而言,就是下井的窑民,他们也是代价,用自己的命在换煤,朕于心不忍。”
像陈四六千千万万的穷民苦力,他们才是多数,天下是天下人天下,而他们就是天下人。
西山煤局这个政令的成本,不仅仅是势要豪右赞助,还有具体挖煤的窑民,势要豪右损失的是资财,而挖煤的窑民丢的是命。
“陛下英明。”张居正十分认真的听完了陛下的话,再次真心实意的说道,陛下已经具备了亲政的所有条件。
明摄宗并不打算一直僭越皇帝的威权,一直摄政,既然打算归政,就要细细考量陛下是否能够胜任,而现在陛下已经是个英明的君王了。
张居正自己心里很清楚陛下是很英明的。
在嘉靖年间、隆庆年间,张居正都是那种不讨皇帝喜欢、但又不能不用的臣子,张居正骂嘉靖修道不顾天下苍生,说嘉靖皇帝克终太难,半途而废易,将嘉靖皇帝和唐玄宗李隆基相提并论,张居正依仗内阁反对隆庆皇帝奢靡,讨价还价不给隆庆皇帝花钱,隆庆皇帝但凡是靡费过重,张居正就上书反对。
嘉靖皇帝和隆庆皇帝眼中,张居正是个比海瑞还要讨厌的臣子,海瑞毕竟只能说两句,张居正能够切实的影响到政令的推行。
但是到了万历年间,不讨皇帝喜欢的张居正,更多的时候,都是规劝皇帝不要太激进,要仁恕。
因为明事理这三个字着实不易。
就以陛下分析政令的原则为例,陛下能够像孙悟空一样,火眼金睛的看清楚对方的根本目的,用成本和代价说话。
这就是英明,张居正说陛下英明,是因为陛下真的英明。
朱翊钧十分确信的说道:“按照先生的矛盾说而言,一件事、一个政令必然有一体两面,只提好处,不提坏处,那就是有几种可能。”
“第一就是隐形的成本是巨大的、昂贵的、甚至是动摇社稷的,所以只能回避;第二,贯彻政令的意志来自于至高无上的皇帝,不得不执行,反对有政治风向,只能回避;第三,执行的时候,会承担着不可想象的风险和压力,是不可执行的,只能回避。”
“仍以西山煤局为例,采煤之事的成本是权豪是小民的命,用命来换煤,是朝廷苛责穷民苦力的危害,而政令的意志来自于朕,窑民下井采煤不可想象的风险。”
“现在这条政令在执行之中,朕拿出五十万两白银,来鼓励生产工具的革故鼎新,来减少窑井坍塌的风险,就显得顺理成章了起来。”
朱翊钧首先承认了自己在西山煤局这个政令中,做出的一些错误决定,太过于理想化了,觉得有王崇古这个聚敛兴利的臣子在,就可以做成。
没错,的确是做成了,但是朝廷为此也背上了鱼肉小民的风险,上一个鱼肉小民的胡元,已经被莫道石人一只眼、挑动黄河天下反给推翻了。
朱翊钧询问过西山煤局的待遇,和毛呢官厂是一致的,也就是说,若是窑民下井再也不出来,朝廷每人会给二十两白银的抚恤,这和大明京军的抚恤已经相差无几了。
但是鱼肉小民的风险仍在,那么设立五十万两白银的奖金,降低风险,就显得很有必要了。
一个熟练的工匠死于矿难,是对匠人家庭的巨大损失,也是多官厂的巨大损失,那么降低损失,就是在降低成本,所以朱翊钧的鼓励生产工具的革新,鼓励技术进步,是非常合理的一件事了。
“陛下英明。”张居正再次俯首,陛下的矛盾说分析法已经炉火纯青了,贱儒们已经忽悠不了小皇帝了,读矛盾说,就注定了陛下思考问题,会基于事实,这种思维定式已经完全养成,张居正已经没有必要担忧什么了。
他这个明摄宗的使命已经彻底完成。
“先生,朕有一个好物。”朱翊钧站起身来,开始了他的表演,确切的说,他制作了一个火力抽水的基本模型。
“这是泰西的一种汽转球,很简单的,这里添水,把水烧热后,蒸汽顺着铜管进入小球,小球开始喷出,带动小球开始旋转。”朱翊钧首先演示了第一个物件,汽转球。
一个三足鼎立的密闭锅可以注水,一个空心的小球,小球上带着两个和圆相切的出气管。
朱翊钧点燃了桌底的油灯,油灯开始加热,很快小球开始缓慢转动,当密闭锅中的水开始沸腾的时候,小球的转动速度越来越快,甚至产生了啸叫声,慢慢的水变少了,朱翊钧用盖子,熄灭了油灯,小球缓缓停止。
火力、蒸汽、转动,如果再搭配上一个曲柄,就可以实现往复运动。
“说是亚历山大里亚的算学博士希罗在一千四百多年前发明,但是按照泰西的说辞,这东西出现的时间,应该不到五十年时间。”朱翊钧解释着此物的来源。
汽转球最早记载在《机械集》之中,汽转球是文艺复兴时的发明,托名先贤而已,就连机械集很大概率都是文艺复兴时候创作。
“这个汽转球是朕想到的第一种火力提水的办法,但是这个办法,效率极低,先生且随我来。”朱翊钧十分明确的说明,蒸汽喷气的效率实在是太低了。
朱翊钧之所以如此确定,是他做了一个锅。
这个锅的造型很是别致,像一个茶壶,但是茶壶嘴在顶部,又细又长,壶嘴吹向铜制的叶片,而叶片带动一个曲柄,实现往复运动,用来磨粉,但是无论如何尝试,这个喷气吹动叶片的方法,都没有成功。
动了,但是动的太慢了,磨粉效率太低了。
“朕之所以做这个,还要说到鳌山灯火,冯大伴让人做了一种走马灯,走马灯上有一个轮辐,点着了灯之后,热气带动轮辐旋转,轮辐带动灯屏,徐徐旋转,走马灯,灯走马,灯熄马停步。”朱翊钧摸出了一盏宫灯,将宫灯拆开。
正月十五闹花灯,大明的鳌山灯会已经如期举行,朱翊钧为了不赏钱,依旧没有去凑热闹,但是他关注到了一个很有趣的东西,走马灯。
走马灯有一个叶轮,热气吹动叶轮转动,叶轮带动画屏转动,这东西在两宋时候就已经极为流行了,而朱翊钧还专门弄了个蒸汽锅来,试着吹动叶轮。
“可惜失败了。”朱翊钧略显苦恼的说道,对于蒸汽机的原理,他很清楚,但是这个探索的过程,似乎并不顺利,到了这里,朱翊钧就停下了脚步,这是目前,他根据大明已知的科技树,弄的两个玩具。
无一例外,都不能实践的玩具。
朱载堉看着陛下做的茶壶轮机和叶片,若有所思了起来,朱翊钧没有察觉到朱载堉思考。
大明皇家格物院的第一任祭酒、大明大科学家、十二平均律和紧密乐器发明者、郑王表冠名者、皇帝陛下的叔叔朱载堉,在结束奏对后回到了钦天监衙门。
他思考着陛下的试验,陛下的试验,给朱载堉带来了许多新奇的思路,他隐隐约约察觉出了陛下未能成形的缘故。
喷出的蒸汽,速度太慢了,而喷出的蒸汽在一个开放的环境下,叶轮只有一片,而且叶轮不够密集。
朱载堉首先要解决喷气速度太慢的问题,如何把蒸汽锁在一个密闭的空间里,而后将蒸汽以一种极快的速度喷发而出,吹动叶片,就成为了朱载堉的头等工作。
密封不是什么难事,利用螺旋和铜片就可以完全做到,朱载堉设计出了一个很奇怪的锅。
锅重四十多斤,全铁打造而成,锅盖底部有垫铜片,用螺丝压紧密封,注水口也可以旋转密封,而出水口上压着一个四两重的铁块。
在朱载堉的设计里,蒸汽膨胀的力足够大,将铁块顶起,蒸汽的速度自然极快。
第一次实验毫无疑问的失败了,轰鸣的爆炸声响起,幸好烧火的人离得远,爆炸的铁片飞的哪里都是,但是失败的实验没有打击朱载堉的热情,而是将四两重的铁块降低到了到了二两。
在不断的实验中,朱载堉详实的记录了过程,最终确定了高压锅的方案。
在进行高压锅实验之中,他还制作了新的密闭的走马灯叶轮,而这这一次他在密闭圆形的内径为三寸的叶轮舱里增加了四个叶轮,让高速气流,带动叶轮旋转。
朱载堉越是实验越是兴奋,在万历五年二月中旬,朱载堉带着自己的轮机来到了皇帝面前。
“这么大的个头吗?”朱翊钧看着面前两人高、三四丈长的红绸布,满是疑惑的说道。
朱载堉拉开了厚重的红绸布说道:“陛下,这里是十六个锅,蒸汽通过管道进入叶轮室,叶轮带动轴飞速旋转。”
一个锅提供的蒸汽不够,那就十六个一起提供,朱翊钧点检了并排放置的十六口锅,锅的原理很简单,就是高压锅,那个压着出气口的铁块,就是安全阀,当锅内的气压足够大,将安全阀顶起时,蒸汽就开始咆哮。
展示所用的叶轮舱,已经拼接好了,但是朱载堉很贴心的准备了一个敞开的叶轮舱,供陛下查看,朱翊钧见到了一个很有趣的东西,轴承。
大铁环套着小铁环,小铁环上并排放着一些铜柱,这些铜柱表面光滑,上面涂满了鲛油,四面叶轮固定在轴上。
鲛油就是吕宋总督殷正茂献上的奇物,其实这东西就是鲸鱼的脑油,不过三百斤,但是这等奇物是天然的润滑剂,所以朱翊钧就看到了轴承。
叶轮舱的叶轮也从一层,涨到了四层,叶轮舱是个喇叭状的头小脚大的设计,轴承带着个飞轮,只要能转起来,从地底取水这件事,就不再困难。
朱翊钧眉头紧皱的拿起了一个叶片,这个叶片是一种扁平状,一面是平的,一面是流线型的曲面,这就是水翼帆船的基本原理,利用流体产生的压力差,催动叶轮旋转,而不是直接吹动。
直接吹动的效率实在是太低了。
而朱载堉将这个技术用到了叶轮上,水翼帆船的经验告诉朱载堉,大明的硬帆可以逆风航行,对风的利用效率更高,那么叶轮上直接使用这种样式的叶片,可以有效的增加效率。
密密麻麻的叶轮片,错落有致的摆放着,最大效率的利用到了快速流动的风。
是的,在朱载堉看来,陛下要的就是一个陆地上利用风力的机械,高速流动的蒸汽不就是一种风力吗?跑马灯上的叶轮不就是轴承的风帆吗?如何更加高效的利用风力,就是朱载堉要做的事儿。
化学能转化为蒸汽的热能,蒸汽的热能转化为了流体能,流体能转化为了机械能,这就是整个过程的能量转化。
朱翊钧检查了所有的东西之后,示意朱载堉开始展示。
“加水!陛下暂且离远一点。”朱载堉对上次的爆炸心有余悸,生怕这次再出现什么事故,请求陛下离远一些。
这东西要是炸了,伤到了他朱载堉不要紧,要是伤到了陛下,这火力提水之事,就没有必要再研究了,所有参与到此事的工匠,可能统统都要斩首。
复古派们,怕是要高兴的以头抢地了。
朱翊钧站在远处,看着那个怪物,面色五味成杂,就像是有一个村民给朱翊钧分享了可控核聚变一样的荒诞感。
大明首席科学家,搞出来的不是传统的往复式蒸汽机,而是蒸汽轮机,虽然它只有四层。
“点火!”朱载堉大声的说道,一声令下,等待后的太监们,开始往里面添煤,几个太监不停的煽动着蒲扇,很快煤被点燃,朱翊钧等了将近一刻钟的时间,轮机开始转动,飞轮的速度由缓慢,变成了尖啸的轰鸣声。
朱翊钧甚至产生了一种飞机起飞的错觉。
过了仅仅半刻钟,朱载堉让人停火,等到轮机完全停止之后,朱载堉才满是懊恼的说道:“陛下,它能转,也就是能转而已。”
“臣观察到,这个蒸汽每经过一片叶轮,就会降速,这让这台机械的转速比较缓慢,臣正在想办法解决。”
朱翊钧面色平静的说道:“怎么降速就怎么提速,在叶轮之间,安装一个固定不转动的方向相反的叶轮,只用来导流,不就可以了吗?”
朱载堉猛地瞪大了眼睛,左手握拳用力的砸在了右手上,满脸狂喜的说道:“对呀!我怎么没想到呢?”
朱载堉已经迫不及待了,因为流速减小的缘故,其实只有第一片叶轮能够利用蒸汽的高速气流,但是通过下面三片叶轮的气流速度会降低,甚至会起到反作用,非但不能让飞轮速度更快,一片叶轮的利用效率反而高于了四片。
可是小皇帝一句话,让朱载堉找到了解决之道,怎么减速就怎么增速,装一个完全相反的叶轮,就可以再次加速蒸汽了。
朱翊钧和朱载堉聊了很久,首先从单向的叶轮,对称一下设计成为了两个,就成为了一个中间细,两头粗的结构,之所以中间细两头粗,是因为压力和体积成反比,蒸汽气压降低的时候,体积会增大,所以要中间细,两头粗,之所以如此设计,是为了尽可能的利用蒸汽的流速。
第三天朱翊钧就见到了新的叶轮,从四片变成了七片,负责加速蒸汽的定子有三片,负责带动轴承旋转的转子有四片,由单缸变成了双杠,中间以鲛油润滑,利用效率进一步的提升。
朱翊钧呆呆的看着面前冒着蓬勃蒸汽、咆哮着的巨兽,而朱载堉高兴的就跟孩子一样,这看看,那看看,他在度数旁通。
记录蒸汽进入的风速和出风口的风速,在朱载堉看来,出风口的风速的降低,是效率进一步提升的证明,而叶轮稳定工作的时间,更是朱载堉要迫切关心的问题。
如何进一步的改良,增加叶轮、改变叶片的造型、进一步改良叶片的风机大小等等,转起来只是第一步,如何更加高效的、更加稳定的、更长时间的转起来,就是朱载堉的课题。
张居正叹为观止的看着这一幕,他知道一个全新的时代,已经悄然开启。
“皇叔这东西叫什么?”朱翊钧满是笑意的问道。
“万历造蒸汽机。”朱载堉言简意赅的说道,万历年间发明创造出来的蒸汽轮机,这就是朱载堉给的答案。
朱翊钧沉默片刻说道:“叫郑王造吧。”
“臣不想袭封郑王。”朱载堉十分确信的说道。
朱翊钧想了想说道:“那朕给皇叔封个新的王?封德王好了。”
“陛下,德王是英庙次子的封王已经封过了。”张居正小心的提醒着陛下,已经有德王了。
“让德王府改名,不改就废庶人好了,反正父亲也废过辽王,也不差这么一个德王了。”朱翊钧非常确定的说道,这玩意儿的意义,张居正显然很懂,德王府不肯让,那就直接废藩,送到凤阳高墙去。
“臣若是领了王爵,就不能在京办事了,祖宗成法仍在,臣只想托庇于陛下,继续做这些个奇技淫巧便是。”朱载堉仍然不肯答应,他不要王爵,是因为做了王,就有了藩禁,哪里都去不得,只要陛下继续支持他做事,就已经是天大的幸运了。
朱翊钧看着咆哮的蒸汽机,一时间不知道说些什么好,千言万语汇成了一句话,皇叔牛皮。
朱载堉这台机械一切都来自于大明眼下现有的技术,有了动力,大明生产力即将产生飞跃。
朱翊钧想了想说道:“皇叔明日到内帑领五十万两白银吧,皇叔既然攻克了真的课题,朕必然要恩赏。”
朱载堉摇头说道:“千金买马骨,若是陛下给了臣,必然让外廷以为是左手倒右手,臣以为臣这是一种路,也有其他路可以走,陛下赏给别人吧。”
“臣本就是拿着陛下的钱在做事,就不必再加恩赏了。”
朱载堉还是不肯领赏,皇帝对他进行了深入的投资,这几年他在京师所有的花费,包括算学教材的编修、观星用的反射千里镜、历法天文生、内书房的学徒、万历律历的编修,没有陛下的鼎力支持,他一件事也做不成。
他没钱,这些东西,哪个不是烧钱的玩意儿?
他不后悔,不后悔被陛下用一个六分仪引诱到京师来做牛做马,相反,当下大明朝的风力舆论之下,他研究的东西,无一例外都是离经叛道,必须要托庇于皇权,他的才智才能完全发挥出来。
所以,他把蒸汽机命名为万历造,这是万历年间的产物,不仅仅是他一个人的智慧。
朱载堉带着新的改良方案离开了,朱翊钧看着已经熄火的蒸汽机对冯保说道:“下旨工部,为皇叔在皇家格物院营建一个王府,规制就按洪武年间亲王制营造,朝鲜送来的高丽姬、吕宋送来的泰西女、北虏送来的海拉尔,也要一个地方安置。”
“下旨礼部,皇叔一应礼制,以亲王礼待之,不可有任何的懈怠。”
“下旨兵部,给皇叔配红盔勋卫四百名,皇叔有难,则连坐瓜蔓,绝不姑息。”
“冯大伴,给皇叔配奢员若干,一切安保之事,位于亲王之上,一切出入起居,皆由宫中负责安顿。”
“朕还能赏赐点什么?就拿出这么点东西,日后说起来,怕是又要骂朕薄凉寡恩了,还是给皇叔五十万两白银,真金白银的砸下去,更加安心一些呢。”
“奇物啊。”
往复式蒸汽机不是点错了科技树,只是当时并没有关于流体能的研究,所以往复式蒸汽机是一个符合泰西的,但是大明已经研究过硬帆了。求月票,嗷呜!!!!!
(本章完)
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