青林便从流体力学的基本原理讲起,解释弧形面如何减少水流阻力,又画出曲轴的结构图,说明其如何将直线运动转化为旋转运动。祖冲之听得入迷,不时停下笔提问,两人一问一答,从船舶设计聊到数学计算,从天文历法谈到机械原理,不知不觉竟已过了大半日。
夜幕降临时,祖冲之的弟子送来晚饭,简单的粟米饭配着腌菜,两人却吃得津津有味。饭罢,祖冲之引着青林来到后院,那里停放着一艘半尺长的木船模型,正是按照图纸制作的千里船雏形。祖冲之上前摇动船尾的曲柄,船身两侧的轮叶便缓缓转动,放入水缸中,竟真的稳稳向前行驶。
“此模型仅能载一人,若要造真船,还需解决材料与强度的问题。”祖冲之抚摸着船身,语气中带着一丝遗憾,“江南多木材,却难寻足够坚韧的大料;铁器虽坚,却成本过高,寻常工匠难以锻造。”
青林看着模型,突然想起未来的复合材料:“先生,若将木材与竹篾编织结合,再涂上桐油防水,或许能在减轻重量的同时提高强度。此外,齿轮若用铸铁打造,虽成本高些,但耐用性远胜木材。在未来,人们还会用‘焊接’之法连接金属部件,只是此法需高温火焰,不知如今能否实现?”
祖冲之沉吟片刻:“竹篾编织与桐油防水,此法可行;铸铁齿轮虽难,却也并非不可尝试。至于高温火焰,或许可用风箱鼓风,提高炭火温度,再辅以硝石助燃,或能达到所需温度。明日我便召集工匠,按此改进!”
接下来的日子里,青林便留在祖冲之身边,协助他完善千里船的设计与圆周率的计算。他虽无未来科技设备,却能凭借记忆中的知识,为祖冲之提供新的思路:计算圆周率时,他建议用十进制小数代替传统的分数计数,使计算过程更简便;设计船舶时,他引入“浮力定律”的基本概念,帮助祖冲之更精准地计算船舶的载重。
祖冲之则将自己的学识倾囊相授,教青林识读篆体文字,讲解古代的天文历法,甚至带着他观测星象,用浑天仪测量星辰的位置。青林渐渐发现,这位伟大的科学家不仅在数学与机械领域天赋异禀,在天文历法上更是造诣深厚——他编制的《大明历》,首次将“岁差”引入历法计算,使回归年的长度精确到了365.2428天,这一数值与现代测量的365.2422天仅相差0.0006天,误差极小。
一月后的清晨,建康城外的长江边,一艘长三丈、宽八尺的木船静静停泊在岸边,船身两侧的明轮巨大而坚固,船尾的曲轴上装有八个脚踏板,足够八人同时发力。这便是祖冲之与青林共同改进的千里船,船身采用竹木结构,外涂桐油,齿轮与轴杆皆为铸铁打造,轮叶则制成了弧形,看起来既古朴又充满机械美感。
“今日便试航!”祖冲之手持船桨,神情激动。岸边围了不少百姓与工匠,都好奇地看着这艘造型奇特的大船。
青林与八位工匠一同登上船,分站在曲轴两侧,脚踩踏板。随着祖冲之一声令下,众人齐声发力,曲轴缓缓转动,明轮叶拨开水面,发出哗哗的声响。船身先是微微晃动,随即稳稳地向前行驶,速度竟比寻常帆船还要快上几分。
“动了!真的动了!”岸边百姓发出惊呼,纷纷追着船奔跑。
船行至江心,恰逢逆风,寻常帆船早已停滞不前,可千里船却依旧稳稳向前,甚至在工匠们加快踩踏速度时,还能提速。祖冲之站在船头,迎着江风大笑:“日行千里,或非虚言!”
青林看着祖冲之的背影,心中突然涌起一股复杂的情绪。他知道,按照历史的轨迹,祖冲之的千里船最终并未大规模推广,或许是因为材料限制,或许是因为时代的局限,这一伟大发明最终被淹没在历史的尘埃中。而他的圆周率计算成果,也直到数百年后才被世人广泛认可。
“后生在想什么?”祖冲之走到他身边,轻声问道。
青林回过神,望着远处的江面:“先生,您的这些发明与计算,在未来会被世人铭记,成为人类文明史上的瑰宝。只是……为何如此伟大的成果,在当下却难以普及?”
祖冲之沉默片刻,目光投向远方的建康城:“乱世之中,政权更迭,百姓流离,能安身立命已属不易,何谈科技之兴?我毕生所求,不过是为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平。即便我的成果今日不能普及,只要能为后世留下一丝火种,便已足矣。”
青林心中一震,突然明白为何祖冲之能在那样的时代取得如此成就——他的心中,不仅有对科学的热爱,更有对苍生的关怀。正是这份情怀,支撑着他在简陋的条件下,日复一日地演算、设计,为人类文明的进步点亮了一盏明灯。
试航结束后,千里船的消息很快传遍了建康城,甚至惊动了南朝宋的皇帝刘骏。皇帝派人召祖冲之入宫,询问千里船的详情,祖冲之如实禀报,并请求朝廷支持大规模建造,以方便百姓出行与物资运输。
然而,朝廷的回复却令人失望——皇帝虽赞赏祖冲之的才华,却认为建