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江右游子

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第141章 定义度量衡

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“噢耶,我对了”,杏儿一跃而起,兴奋地拉住旁边的李三妮,洋洋得意道:“妮妮,你看,我厉不厉害”。

李三妮连连点头:“杏儿你真厉害”。

所有的大人都一脸无语的看着王伦,先生,我们知道你宠小孩,但你也不能没有原则吧,什么啊,杏儿这就回答正确了。

虽然同样宠爱杏儿妹妹,但是长顺觉得不能无原则的溺爱,于是反抗道:“郎君,我不服”。

兴奋的杏儿好不容易被王伦安抚坐下,小手背在身后,小身子坐得笔直,目光炯炯的看着先生叔叔,那个认真劲啊,让在场所有大人都为之汗颜。

王伦这才转向长顺道:“你有什么不服”。

“郎君,谁看不出您刚才黑板上的尺子是画出来的”,长顺梗着脖子道:“您不能为了宠杏儿就乱表扬吧”。

“呵呵”,王伦皮笑肉不笑的看了一眼在场的大人:“你们也是这样认为的吧”。

此刻,大家的沉默震耳欲聋。

王伦笑了:“好吧,我们先要弄清楚一个基础的定义,那就是长度是什么”。

他在黑板上点了两个点,缓缓的从左侧的点画了一条线到右侧的点,然后说道:“看清楚了吗,长度就是两个点之间的距离,所以杏儿说的这个尺是画出来的,是从一个点画到另一个点,不就是正确答案吗”。

众人之中,聪明的已经若有所思,比较聪明的翻着白眼,不聪明的摸着脑袋。

强词夺理结束之后,王伦继续说道:“尺子其实就是把这一段距离的长度固化到一个物体上面,然后用这个物体也就是尺子,就可以更加便捷的把其它长度测量出来,等于尺子简化了这个画距离的过程。

就比如我们的温度计就是把水的冰点到沸点,也就是零到一百度固化到温度计上,然后,我们就可以用温度计去测量其它物体的在这个范围里面的温度”。

“实际上,当我们定义了长度之后,就可以用这个长度来构建世间所有物体的形状,比如,一个物体高多少、宽多少、长多少,这三个维度的长度数值决定了一个物体的形状。

也就是说,长度,是我们认识世界的一个重要概念”。

王伦洋洋酒洒说了一大通,想到啥说啥,也没有太多的系统性,说到三维立体的概念之后,觉得差不多了,在场的人也不大可能出现科研人才,再加上自己也是一个半吊子,还是就此打住。

“当然,这里面的学问太大了,我也只是想到一些皮毛,真要深入研究,需要更多的人付出一生甚至几代人的一生去研究,我们现在还是回头说度量衡的具体应用吧”。

半吊子王伦暗暗透了一口气,还好收住了,以后这理论方面还是不要深入的讲述,否则容易露怯。

想了想,王伦老师再次开始课堂提问了:“刚才说,长度是认识世界的重要概念,那么现在我们就拿金属温度计来做例子,谁知道温度计在哪些方面用到了长度这个概念吗”。

好学的几个停下笔记,开始思索起来。

还是接触温度计最多的郑天寿首先说道:“之前我们看到过铜条和铁条在温度升高时会出现长度变化,然后我们用螺旋形状使它变长时就能推动中间水晶上的盖帽,这里面就是利用了长度变化的概念”。

“还有,指针因为温度变化,在刻度盘上移动的距离,也是长度,在这里这个长度就成了温度”,长顺也豁然开朗。

“好,说得对”,王伦高兴道:“所以说,长度是认识世界重要的概念,在温度计里,通过一系列的过程,长度就变成了温度,完成了概念的转换”。

“而这种将长度概念转换成其它概念的应用场景还有不少,比如度量衡的量和衡,甚至,长度不仅能定义空间,还能定义时间”,王伦又开始发散思维了。

“时间?”,这次大家并没有马上提出反对意见,而是开始认真思考起来。

“是圭表吗?”,朱贵弱弱的说道,在这个大家庭里,实在太有趣了,他已经开始真正的融入进去了。

“什么是圭表?”,其他人大多没有见过圭表。

王伦在黑板上简单的画了一个圭表:“朱贵兄弟说的不错,这个圭表就是这样子的,竖起来的地方对着太阳,太阳照射下形成的影子落在平放的刻度表上,不同时间的影子长度不同,故此可以用来确定时间,这个到时候我们可以做个简单的,让孩子们可以直观理解”。

栾廷玉也想起一个东西:“那么,日晷是不是也是一个道理”。

“栾兄说的很对,日晷是利用太阳照射的影子移动角度来定时的”,王伦又画了一个大圆盘代表着日晷。

时迁不甘落后道:“那一炷香,是不是用烧掉的香的长度来代表时间”。

“有关系,但这个不是单纯的长度概念转换,而是烧香速度决定的”,王伦点点头:“不过,速度就是指一个时间段里移动的长度,如果知道烧香的大概速度,又知道烧掉的长度,是可以反推出时间的。利用这个原理的计时工具还有漏壶、沙漏等,这个速度问题以后再探讨吧”。

说到这里,王伦的脑子再次被闪电打出了一个洞。

富有弹性的螺旋形金属蚊香盘、固定速度往复移动的物体,这时,一个古旧的物件在王伦的脑海里出现,同时出现的还有那“嘀嗒嘀嗒”的节奏。

这个东西,好像有提前几百年制造出来的可能性啊,王伦有点小激动,一会要记录下来,等以后材料上达到要求,就可以试验了。

而且,王伦脑海里面又出现了一个来回摆动的物件,这个好像制造难度还要更低一点啊,有机会也可以先制造出来。

把灵感暂时搁置,王伦要回归正题了。

“好了,我们再来说说量和衡的问题吧”,王伦老师再次提问:“为什么只要定义了‘度’,就能够定义‘量’和‘衡’,大家说说看”。

通过这种课程讨论,王伦不仅是灌输科学的理念,更是启发大家的思维活跃,有益于大家在自己各种擅长的方面走得更远,这种形式王伦觉得只要有时间,就应该一直贯彻下去,他要的不是一群只知道听命的忠狗,而是一批又一批各行各业的志同道合者,只有这样才能真正建立一个后世的那样的国家。

果然,现在大家的思路就打开了。

连钱平老人都说道:“我知道,收粮时用的斗,上面都会写着‘方’多少,‘深’多少,是不是也是长度啊”。

王伦笑着道:“大叔果然生活经验丰富,不错,所谓的‘方’就是平面横直的长度,‘深’就是高的长度,你们看,所谓的量,其实就是包括长宽高在内的立体长度”。

被老爹这么一说,钱忠也不甘示弱,也说道:“我记得帮粮行打造过秤砣,他们也是明确要求了铁制秤砣需要的长宽高,这是不是一种‘衡’啊”。

“不错,钱忠大哥说的对,‘衡’是称量重量的,秤砣就是最常见的,同一材质的物体,在某一个特定长宽高时,其重量一致,这就出现了‘衡’”,王伦说道:“所以,到了现在,大家应该认识到度量衡的重要性了吧”。

王伦继续道:“而我们以后的事业将会越来越大,涉及的产业也会越来越多,也就需要更多类似于温度计这样的工具,而最基本的度量衡一定要有一个精确的定义,有了一个精确的标尺,才能让我们所有的产业标准化、规范化,这点,以后大家就会更加明白了”。

“因此,郑天寿兄弟能够将误差降到头发丝这一个级别,对于我们制定精确的标尺,是至关重要的”,王伦总结道。

好吧,花了这么多口舌,就是为了证明自己交给郑天寿的任务很重要,似乎,有点小题大做。

但其实不然,这一则是开拓了大家的认知、启发了大家的思维。

另外就是,只有来自后世的王伦才知道,谁制定了标准,谁就具备了主导权,王伦通过这样的一番讨论,就是要让大家以后对于标准的制定更重视起来。

“好了,现在我正式的将要求完成的度量衡标准说一遍,郑兄弟需要着重记录”,王伦一边诉说,一边在黑板上进行关键词的板书。

“首先,我们还是以现有的尺为基础,没有必要另起炉灶,但是,一尺太短,一丈太长,我需要以三尺为一个新长度单位,就称之为‘米尺’,简称一米”。

“为什么要叫米尺啊”,长顺就是问题多多,仗着亲密程度,挑战王伦的权威。

“呃”,王伦心想,难道说是我后世的习惯吗,脑筋一转道:“因为大米是人生存的基石,所以我就用米尺来定义长度的基石”。

“那为什么不用‘麦尺’呢”,长顺抬杠道。

“麦尺,还卖尺呢,人家不知道还以为你要卖掉它呢”,王伦眼睛一瞪:“就这样定了,不许再叽叽歪歪的”。

他就怕长顺再搞出一个面尺、粟尺来,长顺只好撇了撇嘴,闭上嘴巴。

王伦继续说道:“既然有了米尺,那么我们依照米尺来进行十进制扩展,一米分为十份,一份就是一分米,再十等分,一份是为一厘米,再十等分,是为一毫米,再十等分,差不多就是郑兄弟手艺的极致头发丝粗细了,故此,称为丝米”。

“往大扩展时,就是十米、百米,一丈就相当于三米三分,一里原为三百六十步,但这个一步其实也无法确定为固定数值,我们就将一里定为差不多长短的五百米,那么一千米就是两里,称为一大里或者一公里,再一直延展下去”。

众人都频频点头,先生果然胸有定计。

王伦还抽空跟小朋友们用易懂的话语普及了一下长度的单位,并将这些单位写到数符、韵符的下面,提供大家反复观摩熟悉。

“如此,长度单位就定义结束了,郑兄弟可以先用硬木尺制作出一根标尺,后续让钱大哥打造一根精钢尺出来,以后就改用精钢材质来制作标尺,之前已经看到过了,铁条比铜条热胀冷缩幅度要小,精钢应该更小,而且不易生锈,正好用来制作标尺,如果以后能够锻造出镔铁再改用镔铁”。

钱忠和郑天寿都是点点头,把任务记录下来。

说到这里,王伦想起以后还可以用9毫米十等分之后的游标来跟标尺组合成游标卡尺,可以达到更稳定的丝米级别测量,当然这个还要等更以后再说了。

“好了,现在‘度’的标准已经定义完了,接下来就是‘量’的定义”,王伦说道:“这个最简单,只要直接套用长度单位就行,平面的横直为平方,再加上高度就是立方”。

“比如,长宽高都是1厘米,那就是1乘以1再乘以1,就是1立方厘米,如果都是2厘米,就是8立方厘米,以后我们自己的事业就以立方单位作为‘量’的标准,不再使用斗、升,只有对外时才换算过去,虽然开始时有点麻烦,但是却是产业标准化必须的过程”。

“然后,就是‘衡’了,这个因为每种材质的单位重量不同,比如同样大小的金银铜铁锡石木冰,重量天差地别,所以制定标准比较困难”,王伦继续在黑板上画图道:

“我想啊,清水是最常见最容易获得的,也是人体最需要的,而且,温度计也是用水温来制定的,那么,我们就用水来作为‘衡’的基础材质”。

指了指黑板上大概1立方厘米的方块图:“我们把1立方厘米的清水重量记为1刻或者1克,也可以记做1毫升”。

在黑板上写下“刻”和“克”两个字:“刻,是为本意,但是书写复杂,我们就用克字来替代之”。

又画了1立方分米大小的图形:“这就是1立方分米,差不多就是1升的样子,也就是说1立方分米或者1升的水就是1千克,相信大家也知道,1升水大约是2斤的重量,故此,1斤水就是500克。

由此,我们也可以把1千克也就是2斤,称之为1大斤或者1公斤。

那么,仍然以十进制改正,而旧制的1两就是50克,1钱是5克,1钧是30斤,1石是120斤。

往大扩展是10千克,100千克,1000千克,这里1000千克将作为大重量物体的一个基数,可以记为1吨”。

王伦一客不烦二主,对郑天寿说道:“郑兄弟可以先制作几个1立方厘米容器,然后通过同等重量的清水来制作天秤,再利用天秤来制作1克为基数的纯锡块,再就是更大重量的锡块,以后过渡到精钢块或者镔铁块”。

“至此,我们就算是把度量衡的标准基本制定好了”,经过如此的长篇大论,王伦总算是把以后工业化的基础,度量衡标准给搞出来了。

抹了一把不存在的虚汗,王伦暗自松了口气:总算是结束了。

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