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四月初三,劍門關外。
劉備派信使來找李素、請他回南鄭商議要事時,李素正在劍門關外調試驗收他的“杠杆式投石機”呢。
李素身邊,也跟著包括諸葛瑾、諸葛亮、糜威等等原本名義上應該跟著他學習的少年團,便於李素一邊實踐投石機的應用,一邊教他們基本的物理原理和數學算法。
這個冬天,他的《農政要術》終於寫完了,很多種田經驗細節,他原本不會的,也多方請教老農補全。從正月開始,李素閒來無事就在那兒鼓搗杠杆式投石車,順帶偶爾儘一下做老師的義務——
諸葛珪死的時候,可是把他幾個兒子的教育工作托孤給李素的。諸葛珪都死了一年半多了,李素對諸葛兄弟和糜威一貫是放養,經史子集都讓諸葛瑾教弟弟。
直到諸葛亮十周歲後,李素鼓搗投石機時,想起後世的諸葛亮也算是工程學奇才,改良了元戎連弩,還有木牛流馬的傳說。李素不想浪費諸葛亮的數學才能,才把他帶在身邊,學以致用教教他數學,啟發一下他的腦瓜。
教學之前,李素也測驗過一次諸葛亮的學問。
發現他一個10歲小孩兒、相當於小學四年級學生的年紀,但曆史和文學、哲學思辨水平早已達到了後世高中生的水平。
唯有數學課水平卻比他的肉體年齡還差,基本上才等於小學三年級,物理更是連基本常識都不懂,最多隻知道如何利用重力浮力這些零碎經驗,談不上學問。
既然如此,李素當然要大顯身手了,跟著鼓搗了幾個月投石車後,諸葛亮的數學水平就融彙貫通、突飛猛進到小學畢業的程度,物理常識基本上也達到了初中生剛上一年物理課的水平。
隻不過李素沒有給諸葛亮總結那麼多係統的“定律”,純粹是從實用角度出發,在投石車的工程實踐中講“重力/浮力/作用力與反作用力/力的分解分析/熱脹冷縮”。
這些諸葛亮都能理解,甚至能幫李素進行一些練習性的計算,那智商也是沒誰了。
……
“轟隆~”
隨著第一發杠杆式投石機的一百漢斤石彈,在滕盾和木柵工事的掩護下,飛出兩百步距離,砸在劍門關的城牆上,崩碎下來稀稀拉拉一些碎石,李素就知道他的實驗初步有成果了。
城頭微微有些慌亂,顯然劍門關的守軍第一次遭到投石車的攻擊,有些猝不及防,儘管隻有兩三個士兵因為托大,被碎石迸飛濺傷,因此而導致的嘈雜,卻是持續了好一會兒。
李素身邊那些少年們,則是歡呼雀躍,第一次質變地感受到“學物理”的價值。
十歲的諸葛亮比其他人更加細心,學師傅那樣拿著一把小一號的折扇,在那兒比劃、口中喃喃自語:
“沒想到,萬物受力,都可以這樣等效轉化、定量分析。往配重籃裡多加一塊二十斤的石碼,就能等效於原先通過滑輪多加一個勇士拉砲梢,一增一減,如此精確,天地不欺。”
諸葛亮這樣感慨,不是沒有道理的,而是因為,華夏自古以來的投石機,其實相比於同時代西方世界那些扭力機,更容易改造成“杠杆式配重投石機”。
後世很多人看演義,以為投石車就是劉曄在官渡之戰的時候發明,這當然隻是小說家言。華夏自從戰國時期就有投石器了。
同時代希臘末期和羅馬早期,用的是動物筋腱做成扭矩彈簧,擰發條一樣上弦蓄力,最後擊發。而華夏戰國時期的投石器,則是一根杠杆,拋射臂長、拖曳臂短,然後拖曳臂端垂下幾根麻繩,叫做砲梢,由人力拉蹺蹺板一樣往下拽,把另一頭的石頭射出去。
所以,在戰國時代,不得不承認,華夏的杠杆機效率、準確度,都不如希臘羅馬貨。那些年份西方的幾何學與物理理論,也確實比東方稍微強一些,畢竟他們有阿基米德和歐幾裡得。(但西方在希臘被羅馬取代之後,數學和物理基本上就停滯沒多大進步了,到羅馬中後期越來越差。東方東漢末到南北朝的時候,有張衡、祖衝之這些人,已經反超了,誰讓西方進入黑暗時代了呢)
人力拽繩式杠杆機,比扭力機最大的劣勢,就是每次發射的射程和力量是沒法精確量化控製的——扭弦發條上幾圈、石頭會拋多少遠,這是可以精確數學計算的,羅馬和希臘的戰爭工程師也都有一條射程數表。人拽就存在每個人每次力氣大小、發力是否整齊等誤差,就跟拔河比賽似的,拋出去的精度和距離也就沒法掌握。
戰國投石機基本上還隻有十幾個人拽繩子發力,協調起來容易。到了秦漢,大的投石機能有七十人拽繩,那就隻能上滑輪組,把要拽的繩子轉向成水平拉動,每條繩有好多人一起拉,跟拔河一樣。發力的同時性倒是解決了,但力量損耗更大,因為每個人都是在橫向平拉,而不是靠自己的體重往下墜。
但這一切,隨著人力拖拽變成了砝碼配重塊,卻直接跳過了西方扭力機的弊端,一步到位把杠杆式發揮到了“力量精確可算”的精確大殺器,而且蓄力效果遠超西方數倍。
二十漢斤的一塊小配重,就能平穩等效一個壯漢的發揮!這是多麼的節約人力!一千四百漢斤(330公斤)的配重,就等效於原先七十人拽砲梢的效果,可以把一百漢斤的石頭扔出兩三百步。
隻要準備兩根很長很粗的麻繩,每次發射前把繩結砍斷一小截、下次發射前再重新打結就行了。除此之外,消耗的就隻有石彈、幾個人的體力、機器的磨損折舊。
李素觀望了一會兒,看到劉焉軍士兵都被砸得沒脾氣躲起來了,士氣頗受打擊,便意氣風發地宣布:
“相信用不了兩三天,這邊被新式投石機持續轟擊城牆的軍情,就會傳到劉焉耳中。他一定會以為我們要仗著這種新武器,把劍門關作為主攻方向了,從而向這裡增兵、動員戒備。
如此一來,至少可以為東線巴郡戰場吸引走一大部分援軍火力。咱也可以放心虛則實之,主攻東線。”
“師傅,也得防止他們被砸得惱羞成怒、出關攻擊咱的投石車陣地啊。”年少的諸葛亮忍不住提醒。
李素得意地摸摸他頭發:“我豈會不防?劍閣道的地形,注定了誰主動出擊誰吃虧。我們這邊雖然沒有關隘城牆,但也是提前隔了兩百多步立了營寨。
有木柵尖樁護牆,每架器械前還有獨立的藤牌護盾、還有帶垛堞的箭樓、鹿角陷坑。張任的兵要是被砸得窩火敢主動衝出來,就這兒高順的八百人就可以教張任做人了。”
劍閣道那麼窄,進攻方兵力多了也展開不了的。防守方隻要單兵素質足夠精銳,怎麼防都防得住。八百陷陣營人人鐵甲手弩斬馬劍,張任的人衝上來就是“人馬俱碎”的下場。
乖乖等著被消耗到士氣狂泄吧。
李素正在得意,一個傳令兵快馬來報:“中郎,征西將軍有信使到,請中郎速回南鄭,說是聽說外鎮各將有以京師三公之名發起討伐董卓。得報時據傳已有七八家外鎮牧守響應,征西將軍想詢問對策。”
李素意猶未儘,用折扇撓了撓癢癢,招來高順問道:“你就領本部人馬,堵住這個營寨,每天丟石頭騷擾,彆讓張任反衝過來毀了營寨,沒問題吧?可能要守幾個月。”
高順一拱手:“中郎放心,守幾年都沒問題。”