第四百零九章 旋转的魅力
洛阳皇宫，处理完政务的宇文温闲来无事，便于书房摆弄起一个装置，这装置方方正正，宛若寻常梳妆盒大小，正面有几个小窗口，还有一排旋钮，侧面则有一个摇把。 前不久，宇文温北巡归来，没有回长安，而是东出潼关到洛阳，准备和家人在这里待到明年春暖花开再西返。 洛阳皇宫不能总是空着，而宇文温没有太多行宫，所以隔一段时间就要在长安、洛阳两地轮换住一下，算是调整心情，顺便节省开支。 他在两京之间走动，不仅家眷跟着，文武百官也得跟着，这本身就会产生大量费用，但比起关东物资输入关中的巨额运输成本，这就算不上什么了。 虽然如今有了火轮船，有了水陆转运避开砥柱之险的轨道，海量物资西运的“物流成本”依旧不小，这就是现实。 当宇文温带着文武百官在洛阳暂居时，自关东汇集的海量物资，只需要运抵洛阳即可，省去了不少运输成本，所以，他时不时到洛阳居住，是个省钱的办法。 当然，这和历史上唐朝皇帝因为关中人口超负荷导致粮食短缺、不得不带着文武百官到洛阳“就食”不一样。 宇文温专心致志cao作着那装置，宛若孩童把玩一件宝贝玩具，爱不释手，一旁帮着整理书籍、奏章的萧九娘和尉迟明月见状觉得奇怪。 她们觉得宇文温成日摆弄的这些装置，大多稀奇古怪，好像从来没见实用过，所以都不知道意义何在。 不过宇文温如今拿在手中的装置，大有来头，名为“手摇式机械加减计算器”，可以进行加减法的计算，计算时需要使用者摇动摇把。 此刻，宇文温就时不时摇那摇把，盒子正面上的小窗口不停有数字出现。 这些数字，是“西阳数学”的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，共十个。尉迟明月在一旁看了看，发现这计算器果然有些实用价值。 如果，在频繁进行大量累加、累减的计算作时，用这种计算器计算，比用算盘算数省力。 因为累加、累减实际上是重复计算，计算规则不变，仿佛打铁一般，只要不停的锻打就行。 既然锻打铁器可以用机械替代人力，那么累加、累减有机械装置帮忙，人就不需要反复的拨算盘珠子。 对于尉迟明月的看法，宇文温很认同：“没错，税吏们在收税时，需要进行大量繁杂却重复的累加或者累减，虽然用算筹和算盘也行，但有了计算器，能够提高效率。” “打算盘，噼里啪啦的十分爽快，可大量繁杂又重复的加减计算，其计算量依旧会让人疲惫，有了加减计算器，替代手指拨算盘，计算速度就上来了。” “当然，这种计算器的适用场合，目前主要就是税收计税，其他大部分行业，目前来说算盘足矣。” 萧九娘对这种神奇的计算器十分感兴趣，问起其中奥妙，宇文温便让两人坐在身边，开始进行“科普”：“这计算器的运作原理，其实和钟表差不多，靠着旋转的齿轮来实现。” “一个十齿齿轮，代表着十个数字，齿轮转一圈，拨动另一个齿轮进一位，即为十进制。” “第一个齿轮代表着个位，第二个齿轮代表着十位，第三个齿轮代表百位，以此类推。” 听到这里，萧九娘问：“可是，齿轮转起来，如何实现转一圈，拨动另一个齿轮动一下？” “道理很简单，却又不简单。”宇文温提笔在纸上画起来，“一开始，谁也想不出如何实现这个转动、进位，后来嘛，你们看看这个齿轮。” 纸上，宇文温画了一个十齿齿轮，这个齿轮有一个齿略长，旋转一圈后，凸出的长齿刚好拨动相邻的另一个齿轮。 这就代表着“进一位”，萧九娘和尉迟明月看了恍然大悟。 宇文温继续说：“正转累加，反转累减，结构就是这么简单，还有另外一种组合，那就是同轴单齿，原理是一样的，当然，实际应用时会复杂一些。” “如今，车床、镗床、明轮等旋转加工机械用的转速测量器，靠的就是这个原理来计数，当然，计算行驶里程的里程表，也是靠着记录车轮的转动圈数来实现的。” “同理，风速表，各种流量计，也是这个结构。” 见着尉迟明月举手，宇文温问：“明月有何疑问？” “这个计算器，若计算....”尉迟明月提笔在纸上写了个数字，“若计算99999 1，那么就要转动....五...六个代表不同位数的齿轮...摇那摇把要多大力气？” “会不会因为用力过大，导致这些齿轮被摇坏了？” 尉迟明月管账管了那么多年，经常进行大数字计算，所以对于这种计算十分敏感。 宇文温闻言一愣，看着尉迟明月，赞许的点点头：“明月说得没错，这就是计算器在实际使用时会遇到的问题，如果单纯靠累计进位，计算大额数字时，摇起来吃力不说，万一动作太大，齿轮组崩坏都有可能。” “所以，需要一个特别的‘擒纵器’，按需要，‘擒纵’各个位数的齿轮，临时构成结构简单的齿轮组进行进位，即省力，又保护齿轮。” “这个擒纵器原理有些复杂，为夫画不出来，但你们若是看了结构运转，会发现这擒纵器的结构也复杂不到哪里去，但是...” “这看起来简单的结构，历经二十多年，才由一个钟表匠实现，而采用了这种擒纵器，会导致齿轮组无法反转，也就是只能加不能减，一个问题解决了，却引发新问题。” “对此，许多工匠的解决思路，是设计更巧妙的装置来切换齿轮组的旋转方向，却引发更多的新问题。” “工程设计，结构越复杂，出错的几率就越大，可结构越简单，设计的难度就越大。” “这个问题，工匠们绞尽脑汁都解决不了，后来是一位精于计算的天文学者，巧妙解决了这个问题，你们猜猜，他想出的是什么办法？” 尉迟明月和萧九娘是今天才知道有加减计算器这种装置，所以怎么可能知道那个天文学者是如何解决问题的。 但萧九娘从“精于计算”这四个字里，大概猜出个端倪：“莫非，是改变计算规则？” “没错。”宇文温点点头，对于萧九娘的思维敏捷表示佩服，“不是大幅增加新结构，而是增加了一个计算规则，原理简单，但解释起来很麻烦，为夫就不多说了。” “无数人的心血，二十多年光阴，才有了今日这加减计算器的问世，可真是得来不易。” 宇文温摩挲着加减计算器，仿佛摩挲的是一个宝贝，感慨着： “虽然，目前只有加减计算器，距离实现加减乘除四则计算器还很远，但是，旋转的齿轮组，让精于机械结构的工匠和精于理论计算的学者联系在一起，这样的组合，威力是无穷的。” “旋转的竹蜻蜓能飞起来，旋转的水车、风车能提水、推动石磨，推动旋转的传动轴能够带动机器，旋转的明轮能够带动船只前进。” “旋转，可以实现许多匪夷所思的事情，旋转的魅力，真的让人欲罢不能，碧如这个....” 宇文温摆出一个模型，萧九娘和尉迟明月看了，发现是夫君经常鼓吹的“船舶螺旋桨推进器”。 宇文温摇动手柄，以人力驱动让那螺旋桨旋转起来：“当船舶螺旋桨真的旋转起来时，世界，就会变得愈发不一样了。”