第48章 方以智格物（3 / 4）

微镜对镜片的精度、纯净度、尤其是短焦距和高放大倍率的要求，高了何止一个数量级。方以智依据其所知的西方光学知识（主要来自与传教士的交流和一些零散的译着），绘制了大致的光路原理图。工匠们选用能找到的最纯净的水晶和玻璃料，日夜不停地反复打磨、抛光，但磨出的镜片要么内部充满气泡与条纹，要么曲率不准、焦点无法汇聚，看到的影像扭曲模糊、色散严重，根本无法用于观察。一次次失败，耗费了大量珍贵的时间和材料，挫败感开始蔓延。

方以智并未气馁，更未摆出大学者的架子，而是与工匠们吃住在一起，蹲在作坊里，反复试验不同的研磨料粗细、抛光介质、乃至支撑夹具的设计，尝试将不同曲率的透镜进行组合以增加放大倍率。王磊也时常前来，并非直接指导，而是提供一些来自现代的基本光学概念引导他们思考，如“焦距”、“像差”、“凸透镜与凹透镜的组合可能有助于消除色差”等。终于，在经历了不知多少次令人绝望的失败后，第一架勉强可用的复合式显微镜诞生了！它的结构粗糙笨重，调节困难，放大倍数仅数十倍，成像依然有些模糊并带有色晕，但当方以智小心翼翼地将一滴普通的池塘水滴置于载物台上，调整焦距，透过目镜向下看去时——一个全新的、波澜壮阔的、肉眼绝对无法察觉的微观世界，骤然呈现在眼前！无数从未想象过的微小生物在其中游动、穿梭！这一刻，整个格物院都轰动了！所有参与研制的工匠都激动得热泪盈眶，他们亲手打开了窥视造物主奥秘的一扇窗。

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温度计的研制则另有一番曲折。方以智知道西方有利用空气热胀冷缩原理制作的“验温器”，但如何将其精确量化、标准化是巨大的难题。最初尝试用细长的玻璃管，注入空气，然后将一端倒插入水中，利用空气受热膨胀将水排出、遇冷收缩将水吸入来显示温度变化。但很快发现，这种方法受外界气压影响极大，几乎无法准确反映温度变化，且极易损坏。

王磊适时提出了关键建议：能否用膨胀系数远大于玻璃的液体（如水银或酒精）来代替空气，并将其完全密封在玻璃管内，利用液柱的升降来指示温度？但密封玻璃管、并在其上刻划均匀、准确的刻度，又是接连遇到的难题。工匠们尝试了火焰熔封、特殊胶合剂等多种方法密封管口，但往往在液体反复加热冷却的膨胀收缩过程中，玻璃管因应力不均而破裂，或封口处缓慢漏气。刻度的划定更是引发了格物院内激烈的争论，以何为基准点？冰水混合物的温度？健康人的恒定体温？还是某个特定季节的平均温度？

方以智主持了多次开放讨论，最终务实决定：先解决从无到有的问题，再追求精确。暂以辽西本地冬季最易获得的冰水混合物温度定为“零度”基准点，以多名健康军士的腋下平均温度定为另一个基准点“十二度”（数值暂定，便于均分），将中间玻璃管长度均分为十二等份，刻上刻度。他们最终选用了膨胀系数较大、且凝固点更低的酒精作为工质。经过反复试验、改进封装工艺，终于制作出了第一批粗糙但能稳定、明显指示温度变化的玻璃酒精温度计。虽然其精度堪忧，基准也不够科学，但已是迈向精确测量、量化认知的革命性一步。

格物院的研究绝非闭门造车，孤芳自赏。其成果很快开始反哺实践。显微镜立刻被用于观察不同冶炼工艺下钢铁的细微金相结构，工匠们试图从中找出其强度、韧性与其内部结构的联系；医药坊的医师好奇地用它观察药物粉末的形态和纯度，促进了提纯工艺的改进；甚至有人大胆地尝试观察血液涂片、肌肉纤维，引发了医学领域前所未有的好奇与探索。温度计则被迅速送往各个高炉、焦炭窑，工匠们开始尝试记录不同温度与冶炼效果、焦炭质量的关系，摸索最优的工艺温度；它也用于开始系统记录每天的气温变化，积累最原始的气象数据。

方以智不仅亲自指导每一项研究，更将整个研制过程、成功与失败的经验、观察到的现象、引发的思考与争论，都详细记录下来，整理成册，命名为《格物院札记》。他定期在院中开设讲座，向那些经过选拔、对自然之理充满好奇的年轻学子、以及