2.15 学以致用 方为真本领

钟，是一种金属制成的响器，敲时发声，例如战国编钟。

表，是一种公文文体，大臣们写给君主的呈文，例如《出师表》。

“钟表”二字组合在一起，在宋朝时没有任何含义。鉴于此，郭笨聪为钟表起了新的名字，叫做“计时盘”。

琼州大学的教室里，又多了三张新桌子，是牛大力今日一早送来的。这三张桌子，尺寸与第一张桌子相同，长度为三米，宽度为一米五。其中的一张桌子上，放了一个长约五十厘米的木箱子。木箱子旁边，摆了两根红木条、一根带有滑块的粗木杆、一根绳子、一个称砣，以及一个类似水井辘辘的木制卷轴。

桌上的这些物品，是郭笨聪用来制造计时盘的零件。当然，现在还无法组装计时盘，因为最重要的齿轮机构还未制成。

前院传来水镜的声音：“咦？笨聪呢？”一稚嫩的声音接道：“对啊，笨聪呢？”正是郭三。

郭笨聪听到声音，忙向前院走去。

水镜牵着郭三的小手，立在院中，看着郭笨聪，微微笑道：“笨聪，我今日还得去一次制镜厂。熔炉已做好，听说又运来了碱与方石，或许能开炉了。”

郭笨聪喜道：“好啊，终于能开炉了。不过花大哥才是制镜厂的主管，为何你要去呢？那些炉子甚么的，极是危险，小心烫着了。”说话时，又看到水镜那花容月貌般的俏脸，心中颇为她担忧。

水镜道：“花神虽然有了水晶镜，但佩戴镜片之后行动终究不便，我是有些担心。”郭笨聪恍然道：“原来如此，那还是要去的。”心里又想：“那种电焊帽式的眼镜，确实有些不方便。我还是找个工匠，为他做一副铜制的镜架吧。”

水镜蹲下身来，往郭三手中塞了几块糖，细细叮嘱一番，这才离去。

郭三道：“哥，不如咱们进屋，下一盘棋吧。”郭笨聪摇头道：“今日不行，我还有急事。”站在原地寻思片刻，已想到了办法，对着郭三说道：“还是送你去行宫吧。”

二人出了府门，行得片刻，已到了一片田野边上。有微风吹来，夹带着泥土特有的清香，将那一片庄稼吹得有如波浪般，涟漪荡漾。时值四月，南方的一些庄稼已到收获季节，远远望去，滴翠流金，又不时看到各色蝴蝶在花丛中飞舞，更增添了几分颜色。

郭笨聪心情大好，拉着郭三缓步前行，口中说道：“小妹，我给你讲一个故事。”郭三喜道：“好，讲故事。”郭笨聪道：“故事的名字叫做‘小猫钓鱼’。”郭三听得一愣，抬头看着郭笨聪，问：“谁是小猫？”郭笨聪道：“就是一只猫。”郭三奇道：“猫会钓鱼？”郭笨聪道：“故事里的猫，自然会钓鱼。”郭三又问：“那为甚么不是老猫，偏偏是小猫？”郭笨聪哑口无言，他也不知道为什么是小猫，而且是会钓鱼的小猫，忽又想起，自己听过的童话，大多是“小猫”、“小兔”、“小狗”，心里不免暗叹一声，看来那些写童话的人，除了写些小猫、小狗、小乌龟，也没别的招数了。

前方出现一片水塘，有“扑通”的声音传来，像是鱼跳出了水面。

郭三奇道：“咦？小猫在钓鱼？”郭笨聪道：“又在瞎说，小猫怎会钓鱼？”郭三叹道：“这不是你刚刚说的么。”

二人走顺着声音寻去。

池塘边上坐了一位身穿粉衣的姑娘。郭笨聪虽然站在那姑娘的侧面，却也看出她着装淡雅宜人，身段婀娜多姿，不失江南女子特有的秀丽。

那粉衣姑娘坐在地上，随手捡起身边的小石子，用力扔向池塘，却终究因为坐着使不上力，只扔到不远处的草地上；她又在地下寻了另一粒石子，换了姿势再次扔去，始终无法扔到池塘中。

郭笨聪看得纳闷，为甚么姑娘家都不会扔石子呢？心中暗自叹息，微微摇头，再转头看向郭三，却见她两只小手紧紧地地握在一起，嘴巴张得老大，那粉衣姑娘只要扔出石子，她便将手握成拳头状，似乎在暗中使劲。

那姑娘将身边的石子扔光，又四下寻找，转过头时，已看到了郭笨聪，“呀”的一声惊叫出来。这姑娘正是侍琴。

侍琴刚一转过头，郭笨聪已识出她的相貌，又听到侍琴惊叫出声，心底忽然闪过一个念头：“她不会以为我是在偷看吧？”顿时口不择言，慌乱道：“原来是侍琴姑娘， 你……吃饭了没？”

侍琴呆呆地坐在地上，也忘了站起身来，点了点头，愣愣地答道：“吃了……”

郭笨聪忽然想起郭三还在身边，忙转头叫道：“郭三，快过来。”却不见了郭三的影子，当下更是着急，郭三不出来作证，便显得他确实是在偷看了。

侍琴看着郭笨聪，只见他眼光游离，面色慌张，转头四处张望，瞧那神情，像极了歹徒做坏事前的模样，虽知他不是坏人，心中却难免惊疑不定，也跟着四处胡乱望去。

郭笨聪站了片刻，问道：“你……还好吗？”侍琴结结巴巴道：“我……好。你呢？”郭笨聪忙道：“我也好。”又转头张望一阵，急道：“我得去找郭三，免得她走丢了。郭三刚才真的和我在一起的。”当下落荒而逃，留下侍琴一人呆坐在原地。

郭三并未走远，只是坐在前边不远处，在路边等着郭笨聪。

郭笨聪气极，问：“郭三，你为何不跟着出来，却显得我在偷看一样。”郭三道：“你本来就是在偷看。”郭笨聪愣住，又不甘心，继续道：“是咱们俩人一起偷看。”郭三道：“她又未发现我。”犹豫一阵，又道：“我就是不想和她说话。”

郭笨聪吃了一惊，急问：“为何不想与她说话？她不喜欢你？”郭三摇头道：“她也喜欢我，只是听琴姐姐与她说话时，她总不理。”郭笨聪奇道：“她二人不是好姐妹么？”郭三道：“反正她不理听琴姐姐，我就不理她。”

郭笨聪愣了半晌，也不知如何劝说这个妹妹，更不知郭三说的究竟是何意思，当下拉着郭三，继续向行宫走去，边走边问：“那你与公主说话么？”郭三道：“她从不说话，但喜欢听我说。”

不多时，已至行宫门口。有宫人进去传话。云竹走了出来，看见郭三，喜道：“郭三来啦，今日玩甚么呢？”郭三道：“不如下棋吧。”

郭笨聪看着郭三走进院门，不敢再做片刻停歇，直奔火炮厂。

石韦早已在火炮厂门口等候多时，看到郭笨聪，忙上来招呼。

二人进入院内。

前方围了十几人。郭笨聪认得其中几人，有夏源起、周承之、刘维汉、火炮厂的厂监周文广，以及那铸炮师铁铸。

这十几人围成一个圈，中间蹲了一人。郭笨聪凑到人群边上细看，已认出这人是秦起。

秦起的身边，放了一套木制模型；这模型有六、七个齿轮，以及一个大齿轮箱。齿轮箱带有轴承支架。整套模型看上去像是个减速箱。

这模型，其实是崖山舰主炮的高低机。

崖山舰有两门主炮，分置前后甲板，呈背负状；主炮重三吨，长近三米，口径十六厘米，每次用火药十斤，炮弹重十八斤，射程为两里。火炮的射击仰角，从水平至二十度可调。

按着郭笨聪的设计，高低机的齿轮、齿轮箱、传动轴，全部使用铁质，只有齿轮箱上的轴承使用了青铜。高低机的顶杆，与火炮预留的垂直支座连接，以控制炮管的升降。高低机只是改变火炮的出射角，并不承担火炮发射时引起的后座力。为了以防万一，火炮在升起一定角度后，会有士兵在炮身下放入类似“提升楔”的装置，以稳固炮身。在炮管的最尾端，有炮耳与基座连接。基座最终吸收了所有后座力。

秦起蹲在木制模型的跟前，转动高低机的摇臂，顶杆渐渐升起。众人看得连连点头，赞不绝口。郭笨聪虽然知道其中原理，但看到这模型真正动作起来，也不由得好奇，凑到模型跟前细看。秦起看到郭笨聪，忙站起身来。

郭笨聪与众人寒暄几句，也学着秦起的样子，蹲在高低机旁边，轻轻转动摇臂，那顶杆慢慢升了起来。郭笨聪看得欢喜之极，只是不知道做出实物并真正装在火炮架上之后，又会是甚么样子；他寻思片刻，将那些零件逐个查看一遍，觉得最难做的还是轴承。

刘维汉站在一旁，看到郭笨聪想得入神，问道：“少监，可有何不妥当？”郭笨聪道：“我在寻思着，如何将这模型制成实物。”刘维汉道：“少监请放心，我们已想好了办法。所有的齿轮，先用木模做出熔腔，再浇铸出蜡制模具，然后将蜡模修整之后，用熔模法铸造，便与木模型的精度完全一样了。”

郭笨聪喜道：“果然如此，我也正这么想着，但轴承又该如何做法？”刘维汉道：“轴承亦不难。将内孔铸得稍小一些，大约半毫，然后用镟刀刮去内层，再套上木轴抛光，然后装在木工圆床上，再用刀具乱去外层。”

郭笨聪点头道：“如此也行，只要能转动顺畅，便算可以了。”

确实，高低机上的轴承，只要能运转顺畅，对精度的要求并不高，这与车床轴承是不同的。当然，轴承精度降低，可能在操作时会费些力气，但并不影响使用效果，因为炮身的支撑，是通过自锁装置实现的，高低机完成升降之后，便不再受力。

刘维汉说的这种方法，显然是可行的。试想一下，木制模型能转动顺畅，那么完全按着木模型铸出的铁齿轮与齿轮箱，其位置公差、形状公差，都不会有多大问题。

高低机的另一个关键部位，就是齿轮箱。齿轮箱其实是四块铁板，其中三面的档板使用自锁的形式固定，最后一块盖板，需要用到四根长螺栓。

如何制造高强度的螺栓，郭笨聪还未想到办法。

铁铸走过来，将那木模型抱在怀里，然后走入一间屋子，估计是铸造蜡模去了。

过了片刻，有十几名士兵推着七、八辆木车进入火炮厂，每辆木车上均装了十余根铁条。铁条是从铁厂运过来的。

经过高炉炼制的铁条，含碳量虽然有所降低，但仍属于铸铁一类。

含碳量是一个很重要的指标。含碳量越低，铁的延展性越好，但这并不是钢与铸铁根本区别。在工业上，将含碳量为百分之二至四的铁，称为铸铁。有时候，碳素钢的含碳量也会超过百分之二，但碳素钢并不属于铸铁。

区别铸铁、铁，以及钢的关键，是看碳元素以哪种形式存在。如果碳以石墨的形式存在，则归于灰铸铁一类；如果以渗碳体的形式存在，则可能是白铸铁；如果以球状形式存在，则可能是球墨铸铁。这种球墨铸铁，是郭笨聪最想得到的。

通常情况下，钢的含碳量要少于铸铁的含碳量。高炉炼出的铁，其含碳量已不算高，但仍然不足以铸造火炮，还需进一步降低碳含量。“百炼成钢”的说法，并不是空穴来风。

生铁经过多次高温煅烧，固然会降低铁中的碳含量，但还有另一种方法，就是锻造。

如今，火炮厂已盖了一座锻造房。

所谓锻造房，其实就是间房子，里面有一群铁匠聚在一起，轮番用铁锤敲打烧红的铁条。铁条被锻打之后，内部受到挤压，会将碳析出。

锻好铁条被集中堆放，攒够一定数量之后，会进入熔炉重新熔炼，然后倒入炮模与齿轮模浇铸。

然而这仅仅是第一步，真正的金属处理工艺，才刚刚开始。

铁水进入模腔后，会受冷凝固，这个凝固的过程叫做“结晶”。

铁水并不是纯金属，因此其结晶过温度不是固定的数值，而是一个范围；较低的那个温度，叫做“固相线温度”；较高的那个温度，叫做“液相线温度”。

铁水凝固时，铸模壁与最中间的铁水之间，存在着一个过渡区，叫做“两相区”。铁水的结晶过程，只能在两相区之间进行。如何控制铸件的凝固温度，大有学问，因为这直接影响到晶体的形状。

以火炮厂目前的情况，根本不具备控制结晶过程的技术，只能像以往一样，依靠自然冷却法。不过这并不要紧，因为铸件取出之后，还可以对其进行热处理，这一过程叫做“调质”，可以理解为“调整铁的性质”。

金属热处理这一步，至关重要。同样一块铁，经过不同的热处理方式，会有着完全不同的表现。最简单的例子就是淬火。铁烧红之后，迅速放入冷水中，被称作淬火。淬火后的铁，硬度极大，其金相结构为马氏体组织，例如刀刃，就是一种马氏体组织。

对于有些铁件，淬火之后会提高硬度，但同时会存在一种“淬火内应力”，使得铁材变脆，易碎。此时需要回火。所谓回火，是将淬火后的材料重新加热到一个适当的温度，然后以一定的速度冷却。

回火也不简单，根据回火加热的温度不同，冷却的速度不同，最终的材料性能也各不相同。

一门铁炮，从铁矿石变为铁水，再铸成铁锭，然后去碳，再浇铸，还要经过内壁切削，最终热处理，其过程复杂之极。然而这些步骤所用到的知识，只占到《金属热处理》这一学科的百分之十不到。

按着郭笨聪的想法，火炮取模之后，炮身会留有铸造时的残余应力，这使得炮管硬度增加，无法使用镟刀切削。如果将火炮进行“去应力退火”，便可以使用硬质刀具旋制炮管内壁。在切削过程中，每切削一次，炮管内壁就会变硬一些，这是因为存在了一种加工残余应力；遇到这种情况，需要多次退火，多次切削。完成整个内壁的加工之后，再对身管进行一次淬火，并经回火处理，最终完成。

铸造铜炮时，其步骤会简化许多，但造铁炮就是这么麻烦

离开火炮厂之后，郭笨聪直奔海边，一路上心情极好，似乎只要他懂得某些技术，火炮厂的人自然也就懂了，又或者说，迟早都会懂的。

观看铸炮，对郭笨聪也是一种知识的总结；他虽然学过不少金属处理的专业课程，但在此之前都是纸上谈兵，直到他进入炮厂，眼看着一堆铁矿石如何变成一门火炮之扣，才明白自己学的知识极为有用，同时也更加坚定了开办琼州大学的信心与决心。

前方不远处，就是万宁军用码头。远远望去，崖山舰仍然静静地停在海面上。

郭笨聪与石韦边走边聊。石韦道：“少监，苏大哥似乎有些心事。”郭笨聪奇道：“有心事？是甚么心事呢？”石韦摇头道：“我也不知，问他时，他也不说。”郭笨聪道：“每个人都会有心事的，比如你的心事，或许是想讨个老婆吧。”说刚出口，又觉得石韦比自己大几岁，这种玩笑似乎开得有些过了。

石韦毫不介意，笑道：“我倒是想讨个老婆，但眼下却不是时候。等大宋光复旧土之后，我会回到老家，然后托人寻一房亲事，生十几个娃。”郭笨聪也笑道：“若要生十几个，除非双胞胎。”寻思道：“也不知我能生几个，这个年代又没甚么计划生育，多多益善。”走了几步，忍不住又想：“如果娶了听琴，她身材纤细苗条，生多了恐她不愿。”如此想着，郭笨聪不由得面露笑意，脚步也缓了下来。

石韦走了一阵，惊道：“咦？一日未见，崖山舰竟然变了样！”说话间，忽然发现身边不见了郭笨聪的身影，忙转头一看，只见军器少监正站在后面不远处，面露傻笑，一个人在那里发痴。

石韦忙跑到郭笨聪身边，顺着他的视线看去，只见远处一片大海，除了海鸥在飞，就只有天上悠闲飘过的白云。石韦甚是不解，以为郭笨聪又在思考甚么重大问题，不敢打扰，当下悄悄站在一边，耐心等候。过了半晌，郭笨聪回过神来，惊道：“咦？一日未见，崖山舰竟然变了样！”却将石韦吓了一跳。

崖山舰的侧舷，已经开了两排火炮射击口，上层十五个，其中有两个位于舰首，两个位于舰尾；下层有十一个，两个位于舰首。

按着这样的布置，崖山舰将装备五十二门火炮，其中舰首八门，舰尾四门，两侧各有二十门，几乎可以朝着任意方向开炮射击。

二人走上码头的木桥。

石韦问道：“少监，如果崖山舰备齐了火炮，至少敌过二十艘元军战船。”郭笨聪道：“倘若元军仍使用投石机，恐怕三十艘也不在话下。”说话间，已登上了崖山舰。

甲板上有几十号士兵忙碌着。郭笨聪仔细看去，前方甲板上已有工匠在规划主炮的基座位置。不远处放着几十根方木，是用来固定火炮阻退器滑轨的。

崖山舰的主炮重达三吨，再加上瞄准机、基座，总重量已近五吨。如此重量，普通战船根本无法承受，但崖山舰在张弘范手中时，曾在前后甲板上安置过两台大型投石机。元军的大型投石机重达三吨，甲板下方早就经过加固。这两门主炮放在前后甲板，只需对甲板稍做补强即可。

有两人走了过来，其中一人招呼道：“郭兄弟！”郭笨聪转头一看，这二人他均认识，问话这人名叫文克武，是武克文的哥哥，另一人名叫杨连胜，郭笨聪来到大宋的第二天就见过他。

文克武边走边问道：“郭兄弟，听说铁炮的射程有两里，究竟是真是假？”郭笨聪道：“即使没有两里，一里半是有的。对了，听说两位大哥调任崖山舰，可是掌管火炮？”杨连胜道：“正是。我在下层，文兄在中层。最上层的两门主炮，是由**亲自指挥的。”杨连胜说的“**”，是指张世杰。

文克武道：“到了今日，崖山舰只装了两门火炮。听说再过六天，又有二十二门新炮铸成，但崖山舰只有六门，其余的要装给宁远舰。”说着，用手指向不远处的一艘战船。郭笨聪顺着他的手势望去，点头道：“确实如此，宁远舰的三桅已经改造完毕，等装了火炮之后，就与万宁舰一样了。”复又叹道：“只可惜，这是我们最后的铜炮了。”那二人跟着嗟叹不已。

所谓“最后的火炮”，意思是说，大宋朝庭再没有铜材了。如今，旧式火炮全部回炉熔炼，朝庭的铜材用尽，就差从民间收集铜盆铜勺了；这也是郭笨聪急着铸造铁炮的原因。

三人又聊了几句，郭笨聪早已等不及，走下两层火炮室细看了一番，极是满意。

到了晚饭时分，有士兵送餐进来。郭笨聪眼看时间不早，连忙起身告辞。杨连胜道：“不瞒兄弟，我二人已有两日未下崖山舰，吃饭睡觉均在舰上。兄弟若不嫌弃，不如用了晚饭再走。”郭笨聪忙道：“怎敢嫌弃；只是兄弟与右丞相约好了，过一会儿要在琼州大学见面的。”

其实，与郭笨聪见面的不止文天祥一人，还有夏源起、周承之、秦起、刘维汉等人，因为有一位姑娘制作了全套的木制齿轮，今晚要在琼州大学的教室内组装计时盘。