方以智奉命前來覲見,還帶著三個兒子,十歲的方中德、八歲的方中通、四歲的方中履。
「拜見陛下!」
三個孩童,隨父親端端正正作揖。
趙瀚看得頗為喜歡,當場考教了學問,便把自己的兒女也叫來。
長子趙匡桓六歲,次子趙匡栐、長女趙福榮、次女趙含錦都只三歲。
幾個小孩自去玩耍,趙瀚隨口問道:「最近有什麼物理研究成果?」
方以智回答說:「回稟陛下,臣發現萬有引力與物體質量無關。一斤重的鐵塊,十斤重的鐵塊,忽略細微的空氣阻力,它們從高處落下是同時著地的。」
「果然是一個驚人發現。」趙瀚笑著說。
半個世紀前,伽利略已經發現了,比薩斜塔嘛,兩個鐵球同時落下。
只不過伽利略不曉得萬有引力,中國這邊的萬有引力,還是趙瀚給定下的概念。
趙瀚又問:「除此之外呢?」
方以智回答道:「臣有一個學生,通過水可以結冰、水可以加熱沸騰為蒸汽,還有鐵可以加熱化為鐵水,提出了一個非常離譜的假設。即萬事萬物,都有實態、水態和氣態。冰為實態,加熱融化為水,再加熱蒸騰為氣。鐵是實態,加熱熔化為鐵水,再加熱升騰為鐵氣。」
趙瀚笑道:「他驗證自己的假設了嗎?」
方以智說道:「已經做了許多實驗,一些物品符合其假說。但另一些物體,比如鋼鐵,根本不可能升騰為氣。還有木頭,用火燒就燃了,用鍋煎則會發燙變黑似木炭。」
趙瀚說道:「你覺得他的假說如何?」
方以智回答:「臣認為應該是正確的。鐵水無法蒸騰為氣,可能是加熱還不夠。至於木頭……暫時還無頭緒。」
「有沒有可能,實態、水態和氣態,必須要純粹的物質,」趙瀚循序善誘,「鹽水也是水,但摻了鹽。把鹽水煮沸之後,水變成氣都沒了,剩下的就全是鹽,煮鹽法便是這麼來的。因此,鹽水不是純水。還有那木頭,鮮的木頭有水分,烘烤或者晾曬變輕,這是因為木頭裡的水份蒸發了。再加熱燃燒,就會變成木炭,肯定也是什麼東西變了?」
方以智沉思,始終也想不明白。
趙瀚提醒說:「不如製作一個溫度計。」
「何謂溫度計?」方以智問道。
趙瀚說道:「鐘錶有刻度,可記錄時間。秤桿有刻度,可稱量物重。為何不造一個工具,用來測量冷熱呢?」
方以智越想越迷糊:「水溫可用手測,如何用工具來測?」
趙瀚笑道:「你有沒有注意到,冬季在室外放一桶水,結冰之後體積會變大?又或者一扇門,冬天可以輕鬆關閉,到了夏天卻會撞到門框?」
方以智仔細想了想:「還真是這樣。」
「我猜測,萬事萬物,體積會隨冷熱改變,」趙瀚說道,「不如用玻璃製造一器具,向裡面灌入水銀,再標記相應刻度。放在熱水裡,水銀柱的高度不一樣,放在冷水裡,水銀柱的高度又不一樣。便把即將結冰的水,其水溫定為零度,在溫度計上標記刻度。再把即將煮沸的水,其水溫定為一百度。如此,從零度到一百度,均分為一百個刻度,便可知道每一度是多少,便可測量各種物體的冷熱。」
方以智再次開始思考。
趙瀚繼續說:「玻璃傳熱不便,可在溫度計弄一觸針,連接裡面的水銀,便以銅為溫度計的觸針。」
就此,方以智坐立不安,顯然想立即回家做實驗。
因為信息量太大了,先得證明「熱脹冷縮」原理。
熱脹冷縮,寥寥四個字,卻是人類邁入蒸汽時代的鑰匙。