第9章 重錘定天下
六歲兒童一次殺了40個匈奴人 作者：九指神蓋 投票推薦 加入書簽 留言反饋
張家母子乘坐著村裏的車子，帶了小半車采買來的物資，迴到了村裏。付給車夫大哥4個錢，車夫樂的合不攏嘴。
不消過夜，全村都會知道張家這是發了財了。但是張家到底靠什麽發財，村裏人並不知道，看到張家母子帶了兩個包袱去了集市，迴來的時候就帶了這麽多東西，雖然不知道這些東西裏還有不少銅錢，但是就看這些大包小裹，就知道這趕集的收獲不小。
迴到家裏，張誠和母親把銅錢放到一個陶罐裏，罐口堆了草灰，蓋上一個蓋子，然後挖坑埋到廚房角落裏。
這裏就是張家秘密的小金庫。有這一罐銅錢，張家今年的田稅就不是問題了。裝草灰的目的是防潮。當然如果這個世界上有油紙，可以做更好的密封。陶罐裏如果放一些石灰進去，防潮的效果也會更好。不過眼下條件簡陋，也就隻能蓋一個蓋子，用草灰來簡單防潮。反正這些錢也要經常拿出來花掉，倒也不用那麽複雜。
張誠急急忙忙到穀倉去製作自己的測量裝置。
即便在最貧窮的生活環境下，科學研究和科學實驗也是可以進行的。對張誠自己來說，在自己力所能及的範圍內完成這些科學測量，甚至比吃飽肚子還重要。
用銅線在穀倉的房梁上纏繞成一個吊掛裝置，把幾股蠶絲擰成更粗一點的絲線，穿過這個吊環。用在集市上向木匠定製的木條比量了絲線的長度。在最下端掛上銅權和鈴鐺。這就是一個單擺裝置。
原理很簡單，用單擺記錄一晝夜的擺動次數，每一次就是一個平均的單擺周期。這個方式可以在這個時代相對精確的計算時間。單擺周期公式包含三個參數，就是時間、擺長和重力加速度。當然裏麵還有一個常數就是π。
l（擺線長度）=g（重力加速度常數）t（時間）2\/4π（圓周率長度）2
確定其中兩個參數就可以推出第三個參數，這一次張誠要通過測量時間的方法，和取已知的大略重力加速度的方式，來推算擺長，有了擺長的具體長度，就可以確定一米的標準。
有了米，我就能有升、有克……
長度、體積、重量，是謂度量衡。秦始皇偉大的功績之一，就是統一度量衡。不過大秦的度量衡並沒有一個深植於自然界的基礎，而是因循舊製，隨便製定的。張誠則按照國際標準測量工具的原則，以腳下的地球作為測量標準，重新確立。這樣的度量衡可以超越曆史和時間的變化。
一米的長度是地球赤道到北極點的距離的千萬分之一。如果有更精密的測量工具，一米可以是氪－86原子的2p10和5d5能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1 650 763.73倍。放在宇宙尺度中，都是恆久不變的。當然，要實現那麽精密的測量，就需要有光學儀器、有光譜分析能力，拿到氪同位素……眼前是不現實的。
就還是學法國人，先以大地為尺度，校準一根米尺就好。
1升是長寬高各0.1米的正立方體的容積。
1千克則是四攝氏度的一升水的質量。
這個世界就標準化了。
用天文學的方法校準米尺，也需要進行大地測量。要選擇南北兩地，先測量出子午線的長度。對四歲的孩子來說，這一切都不現實。張誠選擇的是利用現有的物理常數，靠手邊的一根繩子，逆推一下這個長度。
之所以要用一晝夜來完成這次測量，因為在這個時代，張誠手裏也沒有靠譜的計時器，隻能通過日晷來記錄一整天的長度。張誠在正對著穀倉門口的院中，立起了一根木杆，又在單擺的下方設立兩個標記點，單擺的角度是5度以內，振幅在10度以內，就可以保證均衡的擺動周期，隻要確保這個擺持續運行，記錄下一個晝夜內，擺動次數，就可以得到一個比較準確的擺動周期。
當然，在現有條件下，所有測量都是粗糙的。比如一晝夜的記錄，隻能使用日晷。也隻能使用正午日影作為記錄點。日晷計時是不準確的。一晝夜24小時，從天文意義上說也是不準確的。另一方麵，本地的重力加速度並沒有經過測量，所以隻能套用一下g=9.81的常數來湊合一下。
但是這種粗糙的方法，可以得到的長度數據還是相當準確的，誤差可以到千分之一以下。甚至不是這個世界的測量工具能體現出來的。
這樣就夠了。
能得到一個精確度達到千分之一的測量工具，接下來張誠還能據此製作出一個計量精度達到秒級的鍾擺，空間和時間都可以測量，這個世界就不再有秘密了。
在庭院裏用重錘和立柱設置了一個簡單的日晷。用了三天的時間，找到了正午的日影線，在日影線上又放置了兩個標記柱，這樣當正午時刻到的時候，日影剛好遮蓋住兩個標記柱。這就有了這次測量的原點。
記住這一天吧，這天是秦王政廿四年戊寅年十月五日。時間和長度被精確測量的第一天。
計劃了所有工作，準備了幹糧和水，甚至準備了便桶，張誠和母親交代了接下來自己兩天要在穀倉裏做一點東西，要母親在這兩天內不能打擾自己，而且絕對不要碰觸庭院中的那個日晷裝置，就打開穀倉的門，坐在那個擺錘裝置後麵，等待正午的來臨。
手邊幾塊木板，一束炭條，就是記錄用的工具。
日影落在了標記的位置，張誠放開已經拉起的擺錘，這個擺開始擺動。
秦王政廿四年十月五日正午。
張誠激動的用一塊燒黑的木炭條在一塊木板上寫下這段文字。這種楷體字，在這個時代沒有人能夠認出。這是張誠在這個世界上的第一份實驗報告。張誠覺得無論如何，這一刻都值得載入史冊。
當然，這個試驗的設計、這個試驗的結論，對這個世界來說是不可理解的，必須作為高度機密將之封存。
但是，可以用另外的辦法來記錄或者重現這一實驗。張誠想。
單擺擺動，到達擺動頂點的時候，鈴鐺發出叮的一響。
用鈴鐺的原因，而不是用視覺記錄的原因，很簡單，是因為家裏並沒有油燈之類的東西。夜晚根本看不到擺動的狀況。
鈴鐺響2聲，張誠念一個數。數夠100，在木板上畫一根線，五根線記錄成一個正字。
這個試驗非常枯燥，張誠不停的用一根尖木棍刺自己的大腿，讓自己保持清醒。
實驗永遠是枯燥的。以前在實驗室裏，幾天幾夜熬一個實驗等待數據出來，都是尋常事。隻不過那個時代各種數據有自動記錄裝置，還有一些助手、研究生來幫助自己完成實驗，自己隻要看最後的結果或者圖形就好。在這個時代，隻能靠這樣枯燥的記錄。
雖然沒有任何靠譜的尺度，張誠靠目測估算，這根擺錘線的長度大概不到2米。那麽一個擺動周期大概要在不到3秒，100次擺動是5分鍾，一個正字是25分鍾左右，一晝夜大概要畫不到100個的正字。張誠已經測試了自己在完全黑暗中，靠自己手指摸索在木板上寫下正字而不重疊的方法。就坐在一個固定的位置上，記錄這一切。
白天是沒有任何問題的，夜晚是難熬的。整個實驗是枯燥的，也是極為損耗精神的。好在張誠做了大量的自我建設，堅持到第二天太陽升起。
當擺動振幅開始變小的時候，張誠就用手撥弄一下擺錘，放到事先做好標記的位置，確保這個擺繼續運動。雖然有手動去重新啟動單擺的這個過程，但是在整個一晝夜超過2萬次擺動的過程中，這幾次用手矯正的時間可以忽略不計。
這也是這個試驗的精確之處。隻用了一個單擺，和一個太陽，得到可以接受的精度的計量單位！
當日影再次覆蓋在地上的兩個標記的時候，張誠念到了47。立刻在木板上寫下47這個數字，然後開始數之前寫下的那些正字。雖然有很多正字在夜裏憑感覺寫下，歪歪扭扭，但確實沒有重疊和模糊。一共69個正字另3筆。簡單算了一下，這一晝夜，擺動了次，四則運算得知，這個單擺的一個周期是2.秒。小數點後4位，就已經足夠精確了。
這根擺線的長度是1.5271米。
張誠在空白的木尺上，用小刀刻記了這根擺線的長度，並且記錄下這個尺寸的數據。接下來隻要調整擺線長度，重複這個試驗，就可以找到一個準確的米尺的長度了。
因為自己實驗耽誤了幾天，泥叫兒的製作就耽誤下來了。好在現在調整了訂單，這個月隻要交出去500個泥叫就夠了。壓力並不大。利用空餘時間，張誠用羊油給泥叫兒脫模，製作了一個模具，這樣就更簡單了。隻要把揉好的泥團塞入模具，兩片模子一壓，一個泥叫兒就成型，然後把葦管從模具上的兩個孔插進去，泥叫的音孔和音腔就自動成型，一壓一插，幾秒鍾的事兒，剩下就隻需要陰幹、上色就可以了。
張誠還實驗了一下，在院子一角壘一個泥灶燒紙泥叫兒，燒成的泥叫就變成陶器，更加結實耐用。
就叫“泥叫兒2.0”吧，張誠惡趣味的想著。
這個家庭小作坊，從純手工業生產升級到了模具化生產。這是一大進步。
就不知道，商行能吃下多少了。
幾天以後，張誠通過調整擺線長度的方法，最終得到了一根一米擺，現在不僅僅有了長度單位，張誠還非常準確的得到了一個一秒的時間長度。
隻不過，這根擺線，還不足以製作出鍾表來。
不消過夜，全村都會知道張家這是發了財了。但是張家到底靠什麽發財，村裏人並不知道，看到張家母子帶了兩個包袱去了集市，迴來的時候就帶了這麽多東西，雖然不知道這些東西裏還有不少銅錢，但是就看這些大包小裹，就知道這趕集的收獲不小。
迴到家裏，張誠和母親把銅錢放到一個陶罐裏，罐口堆了草灰，蓋上一個蓋子，然後挖坑埋到廚房角落裏。
這裏就是張家秘密的小金庫。有這一罐銅錢，張家今年的田稅就不是問題了。裝草灰的目的是防潮。當然如果這個世界上有油紙，可以做更好的密封。陶罐裏如果放一些石灰進去，防潮的效果也會更好。不過眼下條件簡陋，也就隻能蓋一個蓋子，用草灰來簡單防潮。反正這些錢也要經常拿出來花掉，倒也不用那麽複雜。
張誠急急忙忙到穀倉去製作自己的測量裝置。
即便在最貧窮的生活環境下，科學研究和科學實驗也是可以進行的。對張誠自己來說，在自己力所能及的範圍內完成這些科學測量，甚至比吃飽肚子還重要。
用銅線在穀倉的房梁上纏繞成一個吊掛裝置，把幾股蠶絲擰成更粗一點的絲線，穿過這個吊環。用在集市上向木匠定製的木條比量了絲線的長度。在最下端掛上銅權和鈴鐺。這就是一個單擺裝置。
原理很簡單，用單擺記錄一晝夜的擺動次數，每一次就是一個平均的單擺周期。這個方式可以在這個時代相對精確的計算時間。單擺周期公式包含三個參數，就是時間、擺長和重力加速度。當然裏麵還有一個常數就是π。
l（擺線長度）=g（重力加速度常數）t（時間）2\/4π（圓周率長度）2
確定其中兩個參數就可以推出第三個參數，這一次張誠要通過測量時間的方法，和取已知的大略重力加速度的方式，來推算擺長，有了擺長的具體長度，就可以確定一米的標準。
有了米，我就能有升、有克……
長度、體積、重量，是謂度量衡。秦始皇偉大的功績之一，就是統一度量衡。不過大秦的度量衡並沒有一個深植於自然界的基礎，而是因循舊製，隨便製定的。張誠則按照國際標準測量工具的原則，以腳下的地球作為測量標準，重新確立。這樣的度量衡可以超越曆史和時間的變化。
一米的長度是地球赤道到北極點的距離的千萬分之一。如果有更精密的測量工具，一米可以是氪－86原子的2p10和5d5能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1 650 763.73倍。放在宇宙尺度中，都是恆久不變的。當然，要實現那麽精密的測量，就需要有光學儀器、有光譜分析能力，拿到氪同位素……眼前是不現實的。
就還是學法國人，先以大地為尺度，校準一根米尺就好。
1升是長寬高各0.1米的正立方體的容積。
1千克則是四攝氏度的一升水的質量。
這個世界就標準化了。
用天文學的方法校準米尺，也需要進行大地測量。要選擇南北兩地，先測量出子午線的長度。對四歲的孩子來說，這一切都不現實。張誠選擇的是利用現有的物理常數，靠手邊的一根繩子，逆推一下這個長度。
之所以要用一晝夜來完成這次測量，因為在這個時代，張誠手裏也沒有靠譜的計時器，隻能通過日晷來記錄一整天的長度。張誠在正對著穀倉門口的院中，立起了一根木杆，又在單擺的下方設立兩個標記點，單擺的角度是5度以內，振幅在10度以內，就可以保證均衡的擺動周期，隻要確保這個擺持續運行，記錄下一個晝夜內，擺動次數，就可以得到一個比較準確的擺動周期。
當然，在現有條件下，所有測量都是粗糙的。比如一晝夜的記錄，隻能使用日晷。也隻能使用正午日影作為記錄點。日晷計時是不準確的。一晝夜24小時，從天文意義上說也是不準確的。另一方麵，本地的重力加速度並沒有經過測量，所以隻能套用一下g=9.81的常數來湊合一下。
但是這種粗糙的方法，可以得到的長度數據還是相當準確的，誤差可以到千分之一以下。甚至不是這個世界的測量工具能體現出來的。
這樣就夠了。
能得到一個精確度達到千分之一的測量工具，接下來張誠還能據此製作出一個計量精度達到秒級的鍾擺，空間和時間都可以測量，這個世界就不再有秘密了。
在庭院裏用重錘和立柱設置了一個簡單的日晷。用了三天的時間，找到了正午的日影線，在日影線上又放置了兩個標記柱，這樣當正午時刻到的時候，日影剛好遮蓋住兩個標記柱。這就有了這次測量的原點。
記住這一天吧，這天是秦王政廿四年戊寅年十月五日。時間和長度被精確測量的第一天。
計劃了所有工作，準備了幹糧和水，甚至準備了便桶，張誠和母親交代了接下來自己兩天要在穀倉裏做一點東西，要母親在這兩天內不能打擾自己，而且絕對不要碰觸庭院中的那個日晷裝置，就打開穀倉的門，坐在那個擺錘裝置後麵，等待正午的來臨。
手邊幾塊木板，一束炭條，就是記錄用的工具。
日影落在了標記的位置，張誠放開已經拉起的擺錘，這個擺開始擺動。
秦王政廿四年十月五日正午。
張誠激動的用一塊燒黑的木炭條在一塊木板上寫下這段文字。這種楷體字，在這個時代沒有人能夠認出。這是張誠在這個世界上的第一份實驗報告。張誠覺得無論如何，這一刻都值得載入史冊。
當然，這個試驗的設計、這個試驗的結論，對這個世界來說是不可理解的，必須作為高度機密將之封存。
但是，可以用另外的辦法來記錄或者重現這一實驗。張誠想。
單擺擺動，到達擺動頂點的時候，鈴鐺發出叮的一響。
用鈴鐺的原因，而不是用視覺記錄的原因，很簡單，是因為家裏並沒有油燈之類的東西。夜晚根本看不到擺動的狀況。
鈴鐺響2聲，張誠念一個數。數夠100，在木板上畫一根線，五根線記錄成一個正字。
這個試驗非常枯燥，張誠不停的用一根尖木棍刺自己的大腿，讓自己保持清醒。
實驗永遠是枯燥的。以前在實驗室裏，幾天幾夜熬一個實驗等待數據出來，都是尋常事。隻不過那個時代各種數據有自動記錄裝置，還有一些助手、研究生來幫助自己完成實驗，自己隻要看最後的結果或者圖形就好。在這個時代，隻能靠這樣枯燥的記錄。
雖然沒有任何靠譜的尺度，張誠靠目測估算，這根擺錘線的長度大概不到2米。那麽一個擺動周期大概要在不到3秒，100次擺動是5分鍾，一個正字是25分鍾左右，一晝夜大概要畫不到100個的正字。張誠已經測試了自己在完全黑暗中，靠自己手指摸索在木板上寫下正字而不重疊的方法。就坐在一個固定的位置上，記錄這一切。
白天是沒有任何問題的，夜晚是難熬的。整個實驗是枯燥的，也是極為損耗精神的。好在張誠做了大量的自我建設，堅持到第二天太陽升起。
當擺動振幅開始變小的時候，張誠就用手撥弄一下擺錘，放到事先做好標記的位置，確保這個擺繼續運動。雖然有手動去重新啟動單擺的這個過程，但是在整個一晝夜超過2萬次擺動的過程中，這幾次用手矯正的時間可以忽略不計。
這也是這個試驗的精確之處。隻用了一個單擺，和一個太陽，得到可以接受的精度的計量單位！
當日影再次覆蓋在地上的兩個標記的時候，張誠念到了47。立刻在木板上寫下47這個數字，然後開始數之前寫下的那些正字。雖然有很多正字在夜裏憑感覺寫下，歪歪扭扭，但確實沒有重疊和模糊。一共69個正字另3筆。簡單算了一下，這一晝夜，擺動了次，四則運算得知，這個單擺的一個周期是2.秒。小數點後4位，就已經足夠精確了。
這根擺線的長度是1.5271米。
張誠在空白的木尺上，用小刀刻記了這根擺線的長度，並且記錄下這個尺寸的數據。接下來隻要調整擺線長度，重複這個試驗，就可以找到一個準確的米尺的長度了。
因為自己實驗耽誤了幾天，泥叫兒的製作就耽誤下來了。好在現在調整了訂單，這個月隻要交出去500個泥叫就夠了。壓力並不大。利用空餘時間，張誠用羊油給泥叫兒脫模，製作了一個模具，這樣就更簡單了。隻要把揉好的泥團塞入模具，兩片模子一壓，一個泥叫兒就成型，然後把葦管從模具上的兩個孔插進去，泥叫的音孔和音腔就自動成型，一壓一插，幾秒鍾的事兒，剩下就隻需要陰幹、上色就可以了。
張誠還實驗了一下，在院子一角壘一個泥灶燒紙泥叫兒，燒成的泥叫就變成陶器，更加結實耐用。
就叫“泥叫兒2.0”吧，張誠惡趣味的想著。
這個家庭小作坊，從純手工業生產升級到了模具化生產。這是一大進步。
就不知道，商行能吃下多少了。
幾天以後，張誠通過調整擺線長度的方法，最終得到了一根一米擺，現在不僅僅有了長度單位，張誠還非常準確的得到了一個一秒的時間長度。
隻不過，這根擺線，還不足以製作出鍾表來。