第74章 秀才孙云球

刘云龙来到玻璃坊，几个工人正在磨制镜片，其中一个工人看着像童工。

他立马把周泉叫过来，问怎么回事？

周泉介绍道，这个孩子叫孙云球，年纪确实小，才15岁，不过他是薄珏的徒弟。他父亲叫孙志儒，是崇祯年间的进士出身，任过福建莆田知县，后看到官场腐败就辞官回了苏州。他去年就中了秀才，看到父亲辞官回家，也就厌倦了追逐功名，放弃仕途，却对光学、机械极有兴趣，听他说自学了徐光启翻译的《几何原本》、《测量法义》、李之藻翻译的《同文算指》，并拜薄珏为师，学习机械知识，今年夏天还特意跑到杭州去拜陈天瞿为师，学习磨镜技术，刚刚从杭州回来不久。薄珏听说玻璃厂要招聘磨镜师后，就把孙云球介绍过来了。

刘云龙听后心想，历史上，这个孙云球也是苏州的名人，确实拜过薄珏为师，曾把他的一生所学写了本《镜史》，是中国第一个研制显微镜的人。没想到他竟然就以童工的身份来到玻璃厂打工了。于是，他把孙云球叫过来，问道：“你懂磨镜技术？”

孙云球说道：“这有什么难的，就是把镜片磨制出一个曲面。”

“为啥要磨制成曲面？”

“因为光线通过镜片时，光线会发生折射。凸透镜、凹透镜就是利用了光线的折射原理。”

“用凸透镜时，太阳光会聚集在什么地方？”

“太阳光属于平行光线，它通过凸透镜后聚集于一个点。这个点称之为焦点。”

“知道了这个焦点，有什么用处呢？”

“当物体在焦点以内，我们看到的是放大的虚像，这就是放大镜的原理，老花镜就是利用这个原理，把物体放在焦点以内。”

“物体在凸透镜焦距以外呢？”

“当物体在焦距以外，2倍焦距以内，我们看到的是放大的倒立实像；当物体在2倍焦距以外时，我们看到的是缩小的倒立实像。”

刘云龙听后心想，看来史书上记载的孙云球还果真是把刷子。他继续问道：“凹透镜有焦点吗？”

“光线通过凹面后，呈发散状，因此凹透镜没有实焦点，只有虚焦点。无论物体在哪里，总是成正立、缩小的虚像。近视眼镜利用的就是这个原理。”

“如果物体是虚物呢？”

“当物体为虚物，虚物在凹透镜的焦距以内时，成正立、放大的实像；虚物正好在凹透镜的焦点时，成像于无穷远；虚物在凹透镜焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像；　虚物在凹透镜两倍焦距时，成与物体同样大小的虚像；虚物在凹透镜的两倍焦距以外时，成倒立、缩小的虚像。”

“行呀，是你师傅教的？”

“师傅教了一点，杭州的陈师傅也教了一点。”

“凹透镜和凸透镜结合起来呢？”

“如果目镜是凸透镜，物镜是凹透镜，可以看到放大、正立的虚像，利用这个原理，可以看见很远很远的东西。”

“那假如物镜、目镜都是凸透镜呢？”

“我没镜片，所以没试过，还不知道，但听人说起过。”

“听人说起过什么？”

“说是可以看见很小很小的东西。”

“想试试吗？”

“想。”

“好，我这里镜片很多，随你怎么试。你试试二种情况，一种是目镜的焦距大一点，物镜的焦距小一点；一种是目镜的焦距小一点，物镜的焦距大一点。”

“好。”

“你知道光有几种颜色吗？”

“不知道。”

“彩虹见过吗？”

“见过。彩虹有青橙黄绿青蓝紫七种颜色。”

“光也有这七种颜色。我让周干事给你做一块三菱镜，你不用去看彩虹就可以看见光的七种颜色了。”

“好。在你这里我可以好好研究光学了。”

“你是秀才了，为啥要来我这里打工？”

“你这里的秀才还少吗？他们可以来做工，我又为啥不可以呢？再说做工不是我的目的，我是想研究光学。”

“你还小，我这里是不用童工的。”

“好多铺坊都有小孩在做工，为啥你不能用？”

“小孩子就应该好好读书。”

“我书都读完了，还读什么书？”

“你读完的是四书五经，可学无止境，你还可以学很多东西，比如这个光学，你的县学就没教过。”

“我的四书五经都背完了，可我们的县学就教这么多内容，还有什么书可读的？学校里又不教光学的。”

“谁说学校里不教光学的？”

“吴县县学教吗？长洲县学教吗？苏州府学教吗？”

“他们不教，我的学校就教呀！”

“他们说你的学校是专门教炼丹的，我又不想长生不老，学啥炼丹呀。”

刘云龙听后，真有点哭笑不得，原来外面是这么传言他的学校的。就对孙云球说道：“我的学校除了教炼丹之外，还教你感兴趣的光学、运动学、机械学。”

“运动学是什么？”

“你不是对机械也感兴趣吗？运动学是机械学的基础。”

“真的？”

“真的。”

“那我去听课，可以吗？”

“你已是秀才了，学校上语文、乐律、历史课时，你在这里研究你的光学，其他的课你去听，行不？”

“去听课要收多少钱？”

“我的学校是免费的，不收费。”

“还有免费的学校？那好。”

于是，孙云球有时在玻璃厂研究他的光学，有时去刘云龙的学校听刘云龙讲物理、化学。

刘云龙见孙云球又埋头磨制镜片后，心想中国造的望远镜、显微镜可以提前诞生了。

在明代，中国的光学已有所应用，如眼睛。

眼镜在元代就传入中国，但价格昂贵，非平常百姓能用得起的。即使到了明代中期，眼睛价格有所下降，但也是单片镜，一片“单片镜”的价格是30两银子，得拿在手里使用。苏州“四大才子”之一的祝枝山就因高度近视，因此常把单片镜拿在手里“借光”。

崇祯年间杭州有个叫陈天衢的人用水晶磨制镜片，苏州人从陈天瞿那里学会了磨制镜片，但水晶镜片的价格还是很贵，装上玳瑁架子后，一副眼镜的价格也要20两银子。

在后世，玳瑁是国家二级保护动物，但在明代玳瑁很多。玳瑁不仅能入药，自古以来还被认为是吉祥长寿、辟邪纳福的象征，因此不仅皇家贵族，即使平民百姓也喜欢带玳瑁手镯、玳瑁耳环，有钱人家还用玳瑁做花瓶、笔筒、毛笔杆。玳瑁甲片加热后可以加工成任何形状，苏州的眼镜作坊就用玳瑁来做眼镜架。即使现在玻璃厂用玻璃片做成近视、老光镜片，再装上用玳瑁做的架子，就是一副近视眼眼镜或老光眼镜。不过因玳瑁本身就贵，因此玻璃厂生产的眼镜，无论近视还是远视，每副眼镜5两银子。

不过崇祯十四年中国还没能制造望远镜、显微镜。而荷兰人亚斯·詹森于1590年就发明了显微镜，意大利人伽利略于1609年就发明了望远镜，用于观测天文。历史上中国造的第一台望远镜、显微镜就是由孙云球制造的，此时已是清朝统一中国的事了。

刘云龙从镜片磨制车间来到镜子车间巡视。

自从有了硝酸后，玻璃坊就不再用水银制作镜子了，改用硝酸银做镜子。

以前做镜子用的水银易引起重金属中毒，操作起来得十分小心。现在有了硝酸后自然有了硝酸银，工人们就按照刘云龙提供的工艺改用硝酸银制作镜子。做镜子时的还原液由蒸馏水、酒石酸氢钠及微量硝酸银组成。

工人将玻璃用铁红粉水将玻璃研磨光滑，冲洗后，用微量氯化亚锡擦洗镀银面，去除玻璃表面的铁质，然后用水冲洗干净。将银液、还原液均匀倒在玻璃镀银面上，待形成银镜反应后，倒掉玻璃上多余的液体，用水冲洗，再倒上1％的明胶水，晾干后，涂上铁红漆，镜子就做成了。

刘云龙巡视了镜子车间后，接着巡视煤球车间。

煤球是用铁铺运来的机器做的，十分简单，可以做流水作业，几台机器一天可以做几千斤煤球。

周泉担心做的煤球卖不出去。

刘云龙说暂时卖不出去不要紧，你可以拿几个煤炉样品给苏州的几个浴室试用，等他们看到使用煤炉的好处后，就会来买的。也可以让几家老百姓试用煤炉来烧菜做饭，看看是不是比烧木材方便？只要老百姓认可了煤炉，今后就不愁卖不出去。

刘云龙离开玻璃坊后，来到铁铺巡视。

他见铁铺已在制作锅炉，看到要靠铁锤将钢板弯曲，心想得尽快研制液压机了。

陆东鸣陪着刘云龙来到席梦思车间。制作席梦思的图纸自然是来自刘云龙。

工人们把十几个弹簧固定在底垫上，四周钉上木板，再罩上棉布，一张后世的席梦思就成了。

陆东鸣对刘云龙说道，铁铺要制作螺栓、螺母、铁钉、铁针、煤炉，还要做席梦思、炼钢机械、管道等，制作的东西太多了，场地不够用了。

刘云龙让陆东鸣把周边的几个店铺，连同这些店铺后面的空地一起买下来。今后铁铺的规模至少要扩大到40亩地。

刘云龙趁空给学生上课，今天是做实验课。

现在实验室里已摆满了玻璃坊送来的各种玻璃试管、酒精灯、水银温度计，铁铺送来的各种实验用架子、摆球、铁球、天平、砝码，肥皂坊送来的炼碱、烧碱、活性炭、甘油，七子山硫酸厂送来的硫酸、盐酸、硝酸、磷酸，还有各个矿送来的矿石样本。

刘云龙在一个玻璃缸中点燃了一支蜡烛，然后，他对学生们说道：“所有的燃烧都需要氧气，也会消耗氧气。没有了氧气，燃烧就没法继续进行。氧气存在在哪里呢？存在在土壤中，存在在我们呼吸的空气中。现在，我把盖子盖在这个玻璃缸上，我们来看看蜡烛会怎样？”

说着他把一个玻璃盖子盖在了玻璃缸上，玻璃缸中的蜡烛燃烧了一会儿就熄灭了。

他说道：“在盖子刚盖上去时，玻璃缸中还有氧气，所以蜡烛还能继续燃烧，但是随着燃烧的进行，玻璃缸中的氧气渐渐被耗尽，蜡烛就熄灭了。假如在蜡烛快熄灭时，我打开这个盖子，让空气进入杯中，因空气中有氧气，蜡烛就会复燃。”

说着，他重复了这个实验，在蜡烛快熄灭时，他打开盖子，快熄灭的蜡烛再次燃烧起来了。

他说道：“蜡烛没了氧气会熄灭，所有的动物包括人，没了氧气也会死亡。我们来接着看一个实验。”

他在玻璃缸里，放进一只双腿已绑起来的活鸡，盖上盖子。半个时辰后，鸡挣扎了一会儿，被憋死了。

刘云龙说道：“鸡和人一样，也需要呼吸。它吸进去的是玻璃缸中的空气，用空气中的氧气来维持它的生命，呼出来的是二氧化碳。但是由于玻璃缸加了盖子，没有新鲜空气进去，当玻璃缸中的氧气耗尽时，鸡就被憋死了。”

他说道：“那么空气中氧气的含量究竟有多少呢？”他拿出一个有刻度的玻璃杯，说道：“这个玻璃杯上有5个等分的刻度，我们来试验一下。”

说着，点燃了一支蜡烛，把它插在一块木块上，放进盛有水的玻璃缸里，蜡烛就浮在水面上。他把玻璃杯倒过来，扣住蜡烛。随着蜡烛的燃烧，玻璃杯中的水面渐渐上升，等到蜡烛熄灭时，玻璃杯中的水面上升了五分之一。

他说道：“这个实验说明空气中的氧气占空气的五分之一。玻璃杯中水面为什么会随着氧气的消耗而上升呢？因为我们的空气是有气压的，玻璃杯中的氧气被消耗后，玻璃杯中存在负压，玻璃杯外面的水在气压作用下，被压进了玻璃杯中。那么，空气中的气压究竟有多大呢？”

他拿出一根有刻度的玻璃管，在里面灌满水银，然后说道：“这个玻璃管的长度是3.125尺（即1米），里面灌有水银。我们把它倒过来，放进水里看看。”

说着，他用手指压住玻璃管的口子，把它倒立后放进水缸里，放开压住玻璃管口子的手指，玻璃管内的水银向下流，流到7.5寸（即24厘米）时，水银柱不再下降。

他说道：“现在玻璃管中的水银柱的高度是23.75寸，这个实验说明，空气的气压是23.75寸（即76厘米）水银柱高。等以后你们学了压强知识后，就能把它换算成压强了。”

做了几个实验后，刘云龙说道：“今天的实验课就讲到这里。我们来复习一下......”