第171章 浮力与机械（2 / 3）

“自是沉底。”台下有工匠答道。

陆仁将铁球轻轻放入水中，铁球果然迅速沉入盆底。众人皆觉理所当然。

接着，陆仁又取出一个大小形状几乎完全相同，但明显是空心的铁球（这是他让工匠连夜赶制的）。“若以此球再试，又如何？”

有人猜测：“或沉或浮，难料。”

陆仁将空心铁球小心放置水面，只见那铁球竟晃晃悠悠地漂浮在了水面上！

“咦？”堂下顿时响起一阵惊疑之声。连王阳明也微微直起了身子，眼中露出思索之色。唐寅更是瞪大了眼睛，觉得不可思议：同样是铁，为何一沉一浮？

陆仁待众人安静下来，才缓缓道出关键：“此非铁之变，乃其排开水之多寡使然。任何物体置于水中，水都会对其产生一个向上托举之力，此力之大小，恰等于该物体所排开的水之重量。”

他用水瓢舀起水，缓缓倒入一个连着精细秤杆的容器中，演示着排开水量与浮力的关系。

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“诸位可理解为，水有一种‘不甘被占据’的性子，你排开它多少，它便要用同等之力‘夺回’地盘。舟船之所以能浮，非因它轻，而是因为它巨大的船体排开了巨量的水，所获得的向上托举之力（我等可称之为‘浮力’），足以抗衡船体本身以及所载人、货之总重（可称之为‘重力’）。故造船之道，首重形制，需以尽可能小的自重，排开尽可能多的水，以获得足够的浮力承载。”

他指着浮着的空心铁球和沉下的实心铁球：“此二球，重量迥异，但体积相仿。空心者重量轻，其重力小于其所能获得的最大浮力，故浮；实心者重量大，其重力大于浮力，故沉。之于舟船，便是要造得‘空心’，但此‘空心’需结构坚固，能抵御风浪。”

这一番结合了直观实验的讲解，如同醍醐灌顶，让许多原本只知其然的工匠茅塞顿开。一位老船匠喃喃道：“原来如此！怪不得船造得越大，能载的货反而越多，并非木头自己变轻了，是排开的水多了啊！”

王阳明目光灼灼，低声对身旁的唐寅道：“格物至此，可谓穷理尽性矣。浮力一说，直指本质，胜过千言万语的模糊比喻。”

唐寅兴奋地点头：“妙极！此理一通，日后设计船型，计算载重，便有根有据，非全凭经验摸索了！”

讲解了浮力原理（陆仁称之为“排水浮沉律”）后，陆仁又将话题引向了船舶的动力与结构。“船浮于水，尚需前行。靠风？靠桨？靠橹？其本质，皆是外力克服水之阻隔，推动船体。此间涉及之力之传递、转换，便是机械之理。”

他走到另一块黑板前，画出了杠杆、滑轮、斜面、齿轮等基本机械的示意图。“世间万千机巧，大多可分解为此数种基本元素之组合。譬如船帆受风，风力通过桅杆（杠杆）转化为推动船身之力；船舵操控方向，亦是杠杆原理；乃至日后若用蒸汽机驱动明轮或螺旋桨，亦是蒸汽之力通过曲轴、齿轮（皆是杠杆、轮轴之变形）传递至水中。”

他特别强调了结构的重要性：“一艘大船，数十丈长，数千料重，航行于风波之中，其龙骨、肋材、船板，如何能承受巨力而不散架？此乃结构力学之范畴。需使力沿特定骨架顺畅传递，分散应力，避免集中于一点。譬如人体骨骼，支撑全身，而非一团软肉。”他简要介绍了力的传导、分布以及材料强度的重要性，指出未来的设计需要进行计算和模拟测试，而非仅凭经验。

“格物之学，便是要将这舟船之理，从依赖老师傅手感、‘大概其’的经验之谈，变为可以测量、可以计算、可以预测的精确学问。”陆仁总结道，“唯有如此，我们才能不仅仿造旧船，更能设计出更快、更稳、更坚固、更能装载、更适应战斗的新式战舰！”

这堂深入浅出的原理课，持续了近两个时辰。

从浮力到机械，从结构到材料，陆仁将现代船舶工程学的基础概念，用这个时代能够理解和接受的语言和实验，系统地灌输给了西山的核心团队。