《炎兒,給司馬家積點兒德吧》第232章 格物院的銅壺(1)

作者:玉期期·9個月前

開元七年六月的洛陽,暑氣初起。

皇城東南角的格物院,卻比往日更加安靜。這處由前朝太史局舊址改建而成的院落,三進三出,青磚灰瓦,與金碧輝煌的宮室相比顯得樸實無華。院中古柏參天,蟬鳴陣陣,唯有東側偏殿內不時傳來金屬敲擊聲和低低的交談聲,打破了午後的沉寂。

偏殿內,三丈見方的空間裡,一座龐然大物佔據了大半。

那是一尊高達八尺的銅製儀器,由上、中、下三層組成,結構繁複精巧。最上層是一個渾天儀,銅鑄的星宿綴在球面,二十八宿、黃道赤道、南北極圈一應俱全。中層是數層交錯的齒輪組,銅齒咬合緊密。最下層則是四個大小不一的銅壺,最大的足可裝水三石,最小的僅如茶盞。清水從最高處的“天池壺”緩緩流出,經過“平水壺”、“分水壺”的調節,最後滴入最下方的“受水壺”。隨著水滴,中層齒輪緩緩轉動,帶動上層的渾天儀模擬星辰執行。

這便是漢代張衡所創“漏水轉渾天儀”的仿製品。

格物院首席張衡——與四百年前那位天文學家同名,也繼承了其探索精神——此刻正站在儀器前,眉頭緊鎖。這位年過五旬的老者鬚髮花白,身穿一襲洗得發白的青布袍,袍角還沾著幾點銅鏽。他手中拿著一卷泛黃的圖紙,正是當年張衡所繪《渾天儀圖注》的摹本。

“還是不對。”張衡放下圖紙,指著受水壺旁的一個浮箭,“一日十二時辰,這浮箭指示快了半個時辰。連續七日,日日如此。”

旁邊站著的司天監少監李淳風,是個三十出頭的年輕人,師承家傳曆法之學,三年前調入格物院協助天文儀器研製。他俯身觀察水流的細微變化,沉吟道:“張公,學生以為問題出在平水壺的漏孔。漢代所用漏孔尺寸,乃依洛陽水質而定。如今雖用同一水源,但百年來河道變遷,水中泥沙含量有變,流速自然不同。”

“有道理。”張衡點頭,喚來一旁的工匠頭領,“周師傅,將平水壺拆下,重製漏孔。”

工匠頭領周大錘是個五十餘歲的粗壯漢子,雙臂筋肉虯結,卻有一雙極靈巧的手。他帶著兩個徒弟上前,小心翼翼地將平水壺卸下。這銅壺重三十餘斤,壺底有一個直徑三分的漏孔,孔緣光滑如鏡。

“張公,李少監,這漏孔尺寸如何調整?”周大錘問。

張衡從懷中掏出一個小布包,展開是十餘根銅針,從細如髮絲到粗如竹籤。“先試減少半分。淳風,你計算一下,若孔縮小半分,一日累計誤差可減少多少?”

李淳風走到一旁的書案前,案上攤著算籌和紙筆。他快速擺弄算籌,片刻後答道:“依學生演算,孔縮半分,日誤差可減三刻,但仍有一刻偏差。”

“那就再製一個縮小一分的。”張衡將一根稍粗的銅針遞給周大錘,“用這根做芯,澆鑄時裹泥範,務必保證孔圓、壁滑。”

“得嘞!”周大錘接過銅針,帶著徒弟去了院中的鑄造坊。

張衡與李淳風繼續研究其他部分。這尊渾天儀自開元五年開始仿製,歷時兩年,耗銅三千斤,動用工匠三十餘人。司馬柬對此極為重視,每月必問進展。因為準確的時間計量,不僅關乎天文觀測、曆法修訂,更關係到朝廷政令釋出、軍事行動協調、市場開閉管理等方方面面。

“張公,”李淳風指著渾天儀上的星宿位置,“學生近日觀測,發現北斗七星之位,較漢代星圖有細微偏移。是否應在渾天儀上相應調整?”

張衡眼睛一亮:“有資料否?”

“有。”李淳風取來一卷觀測記錄,“去歲冬至、今歲春分、夏至三次測量,北斗天樞星位置較永平年間(東漢)東移三分。”

“好!好!”張衡連說兩個好字,“這才是格物院該做的事——不泥古,要求實。周師傅回來,讓他一併調整星位。”

說話間,周大錘已捧著新鑄的平水壺回來了。銅壺還帶著餘溫,漏孔在光線下泛著金黃的光澤。師徒三人將壺重新安裝,注入清水。張衡手持沙漏——這是目前最可靠的計時工具——與銅壺滴漏對比。

水滴聲在寂靜的殿中格外清晰,嗒,嗒,嗒,規律而持久。

一個時辰過去,張衡檢視浮箭刻度,又對照沙漏,臉上終於露出笑容:“誤差減至一刻。有進展!”

李淳風卻道:“張公,一刻誤差,對於天文觀測仍是太大。學生有一想法:可否在受水壺上加設一副壺,以浮杆聯動,將水滴積累的重量轉化為齒輪動力,再透過一組減速齒輪,驅動更精細的刻度盤?”

張衡沉思片刻,猛地拍案:“妙啊!漢代渾天儀以漏水流速直接驅動,水流稍有變化,誤差即生。若改為以受水重量驅動,只要水源穩定,重量積累的誤差遠小於流速誤差。周師傅,取紙筆來!”

三人圍在案前,張衡執筆勾勒草圖。他畫出一個雙層受水壺,上層接滴水,下層為稱重壺,壺底設槓桿,槓桿另一端連線齒輪組。李淳風在一旁計算齒輪傳動比,周大錘則琢磨如何鑄造那些精細的銅齒。

“這裡需用黃銅,韌性足。”周大錘指著一個小齒輪,“齒牙不能超過米粒大小,需特製刻刀。”

“院中可有錢糧購置?”張衡問。

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