况且化学科确实与传统学科有所不同,公输班的工技里没有这个说法,墨家哪怕细分过各业,依旧没有化学的相关门类。
真要说与化学有关的,倒是先秦方士,他们的炼金术貌似与化学有关。
鲁总监作为研究院副院长,对于冷门的新学科,只能先在这儿挂了个“研究员”的名,以抛砖引玉为出发点;
乾德皇帝认为石油以后会是化学主要原料,既然如今石油有研究室,鲁有林等就该属于化学科。
物理科里几个琢磨金属配比的研究员,想着或许能从化学里寻些“变物质”的思路,也跟着报了名;
再就是三两个二十出头的年轻人,都是些地理科书生,识得些字,又爱琢磨新鲜玩意儿,抱着“凑个热闹、学个能混饭的本事”的念头来的——
拢共算下来,化学科满打满算就七个人,一只手都数得过来,真是冷清的有些不像话。
每个月初一的清晨,朱有建都会抽半个时辰,来化学科那间教室授课。
屋里倒是摆着十多张崭新桌椅,楠木讲板上是白色的硬宣纸。
每次上课前,王承恩都捧着一叠书页,里面是朱有建亲手写的讲义,他是真想化学在大明能够发展起来。
一上讲台,他就拿墨笔在写字板上画满奇奇怪怪的符号——
圆圈里点个点代表水,三角套圆圈代表火,还有些歪歪扭扭的“金”“木”“水”“火”简写标记,看得底下人眼神发直,鲁总监每次都要凑到第一排,眯着眼才能看清。
课上翻来覆去讲的,始终是“化学到底是什么”。
这问题说浅了像家常,说深了能探到天地万物的根本,朱有建只能尽量掰开揉碎了讲,先从“化”字的意思说起:
“诸位看这‘化’字,左边是单人旁,右边是‘匕’,像人拿着刀子改变模样——
放到学问里,就是‘转化’‘变化’的意思。”
他随手拿起桌上的玻璃烧杯,舀了半勺盐、一勺草木灰液倒进同一个水杯,用琉璃棒搅了搅,
“就说这盐和灰液,本是两种不一样的东西,现在放进水里搅一搅,看着混在一处,捞出来晾干照样能分开;
可若是换个法子,比如用煤油炉烧到一定温度,或是用酸水泡上几天,让两种以上不同的物质,在特定的温度、特定的环境里真真切切变一变,最后变成了另一种全新的东西——
底层会出现沉淀物,而这种沉淀物不再会融化,此时盐就转化成另外物质,不再会析出盐晶,这便是化学要研究的门道。”
可道理好讲,真要让这群只懂物理的人理解,却比登天还难。
连着上了六个月的课,底下的人还是一知半解:
鲁总监记笔记的手总慢半拍,满纸都是“转化”“变化”的字眼,却总问“这和铁匠铺里把铁烧软了打兵器,不是一回事吗”,始终分不清化学和物理的差别;
那几个物理科来挂名的老匠人,听着听着就忍不住往“新材料”上绕,追着朱有建问“能不能用这‘化学’炼出比铝钢还硬的铁”,眼里满是急功近利的盼头;
年轻人们倒听得认真,手里的笔没停过,可眼里的疑惑却越来越重,想问又怕问错——
毕竟陛下说的“特定条件”“全新物质”,离他们平日里“制作”“读书”的认知实在太远,连“酸水”是不是陈醋,都得琢磨半天。
为了让大家摸透化学的门道,朱有建特意举了许多生活里常见的例子——
铁生出的红锈、铜带绿蚀,金属变了颜色,都能往化学的“合成变化”上靠。
可越往细里说,新问题就越多:
很多日常见惯不怪的事,一旦较真抠起“为什么会变”的原理,反倒让这群习惯了“知其然不知其所以然”的人犯了糊涂。
就说最普通的煤块燃烧吧,烧完后飘走的那些碳氧气体看不见摸不着,到底算不算“新物质”,该怎么定义?
留下的煤灰倒好理解,众人都觉得是煤里没烧透的矿渣或是天生带的杂质。
可鲁总监很快就揪出了关键疑问,他敲着桌子问:
“要是拿同一块煤炭来烧,按说剩下的矿渣分量该差不多才对,可为啥我之前用石油泡过的煤,烧完后矿渣看着反倒更小了?
石油里也有杂质,按道理掺了油的煤,烧完矿渣该变多才是!”
这话一出口,满屋子人都愣了——
之前没人留意过这细节,这会儿被点破,你看我我看你,竟没一个能答上来。
这个“煤渣大小”的问题一研究就拖了半年,连物理科的人都来凑过热闹,最后竟被一头扎在连珠铳研究里的戴苍给解了。
他抱着一叠画满曲线的实验记录,在化学科的小教室里站定,一板一眼地讲:
“其实关键在‘高温聚合’。
煤块单纯烧的时候,和掺了石油在高温下复合燃烧,出来的渣滓看着不一样——
单纯燃烧的渣滓是松散的,全是细沫子,看着体积大;
高温复合燃烧的渣滓会紧紧聚成小硬块,看着就小。
但真要拿秤称重量就会发现,两者的重量其实差不了多少,只是形态不同罢了。”
其实戴苍还发现了个细节:
用石油浸泡过的煤块,泡完后看着体积没变大,重量反倒比原来重了些。
至于煤里的杂质到底是啥成分,当时还没摸透,但他能确定这些杂质的熔点不一样——
高温灸烧时,一部分杂质会先融化,像熬化的胶水似的,把其他松散的杂质粘在一起,煤块的体积自然就收缩变小了,烧出来的渣才会成块。
说起来,戴苍一开始研究这个,根本不是为了煤块,而是为了连珠铳。
他总觉得现有的钢材做连珠铳的底层结构不够紧致,开枪时容易晃,想找种更坚硬的材质。
可高炉里的温度始终差口气,炼不出更密的钢;
皇庄里能产生高热量的设备,又都被工坊占着炼铝钢,没法再调出更高温度。
后来他从研镜工坊借了块巴掌大的凸透镜,想靠聚集阳光的热量来熔炼钢料,盼着能炼出更精炼的钢。