大明不革命 - 第94章 有线电报能有多简单？

    第94章 有线电报能有多简单？
    朱简烜所在的船队驶出长江口后，首先在崇明岛附近汇合了第一批小规模护航船队。
    护送移民船队继续向南航行，在舟山军港与等待的主力护航舰队汇合。
    同时加入船队的还有詹姆斯·库克船长的两艘探索船。
    大明虽然已经与英国签署了和约，但是和约还没有被英国国王和议会正式批准。
    所以大明非常强硬的没有马上释放俘虏，理由是大明还没有正式接受北美的魁北克、蒙特利尔等地区。
    英国代表团对此虽然颇为恼怒，但是却没有任何办法，只能先回伦敦。
    库克本人曾经在应天府常驻，但他的两艘没有停在应天府的内河码头，一直放在更加宽敞的舟山军港。
    朱简烜的船队启程前往北美之前，库克就得到了朱简烜的许可和命令，带着自己的随行翻译提前返回了舟山。
    库克船长未来会是朱简烜的臣子，所以被皇帝许可直接跟着朱简烜去美洲。
    未来会从美洲再回伦敦，向英国海军交流差事之后返回美洲，以后就会永远追随朱简烜了。
    库克拿着皇帝给的批示，接收了自己原有的属下，接收了自己原有的探索船，然后等着朱简烜船队到来。
    全面的战争毕竟已经停止了，这次移民船队的护航舰队只有二十艘三级以上主力舰，四十艘四级及以下护卫舰和辅助战舰。
    总体规模只有北美船队的三分之一。
    不过这些战舰抵达北美后，就不会再次返回大明本土了。
    大明皇帝已经决定成立北美都督府，这支舰队将会加入北美都督府船队，长期驻守在中美洲地区。
    移民船队与主力护航船队汇合后，朱简烜也带着仆人、弟子、工匠、护卫们搬到了护航船队的旗舰长风号上居住。
    长风号是大明最大的十几艘战列舰之一，舰体的排水量超过三千吨。
    内部的空间是当今时代最大的，居住条件自然也更加舒适，也更方便朱简烜讲课做实验。
    船队离开舟山之后，朱简烜在长风号会议室再次召集了所有学生和工匠，开始上第二堂自然科学原理课。
    这次正式上课后之后，朱简烜的弟子们都非常的兴奋。
    毕竟都是十一二岁的男孩子，在课堂上得到了非常有意思的东西，做实验的过程更像是玩闹的过程。
    而工匠们明显都比上次冷静了很多。
    因为经过了实际验证，朱简烜的理论都是正确的，最起码现在还没有证伪。
    这只能说明，朱简烜以前自己早就验证过了。
    朱简烜提出的东西不是单纯的假说，而是经过了实验和计算得出的科学理论。
    宋问道为首的工匠们已经意识到，一套全新的更加全面的自然科学理论，正在朱简烜的主导迅速建立起来。
    自己这些人都是这个过程的直接参与者。
    他们对于学习的兴趣再次上升了，也再次庆幸自己追随朱简烜的决定。
    宋问道为首的工匠们已经全都迅速转换了心态，开始把自己摆到一无所知的学生的位置上。
    朱简烜第二堂课的内容，他们真的几乎一无所知了。
    朱简烜这次直接从电磁感应开始讲解，用了差不多一整天的时间，把电磁学入门知识全部通了一遍。
    这一次工匠们全程都是懵的了。
    电和磁这两种东西，竟然还能放在一块建立联系吗？
    电的理论真的有这么简单吗？
    如果说以前的热学和化学基本知识，工匠们还能跟着展开探讨和加入证伪过程，那电学的知识真的几乎都是全新的了。
    绝大部分认知都是直接超越当前时代的。
    在电学历史的早期研究中，最大的困难是电流没有实体，最大的限制是没有稳定安全可控的电源。
    所以虽然电学的原理相对简单，但是早期的电学研究进度却非常缓慢。
    现在电学上最重要的应用是避雷针。
    可以让雷电提前释放，避免摧毁建筑物，但雷电根本不可控。
    朱简烜前世历史上，富兰克林的风筝引雷实验，百分之九十九的概率是编造出来的。
    但不是新时代的知音读者意林们编的，而是富兰克林自己编的。
    富兰克林根本没有意识到，现实中的水基本都是导电的，用丝带也不可能隔绝电流。
    由于相关知识匮乏，历史上还真的有人信了。
    俄国有个科学家按照富兰克林的说法做实验，直接被雷电给劈死了。
    直到1800年伏打电堆问世，世界上有了第一种稳定的发电器，电学研究才进入了新时代。
    现在朱简烜直接拿出了完全成熟明确的电磁感应理论。
    进而直接拿出了电机原理图。
    发电机和电动机在某种程度上可以视为同一种设备。
    用其他机器带动转子旋转就能发电，为接上外部电源就能直接驱动转子旋转。
    朱简烜还讲解了电流和电压的概念，同时也直接拿出了简易的机械式电压表和电流表的原理图。
    朱简烜不知道怎么制作机械式电表，但可以根据电磁感应原理推导出设计思路。
    电流通过金属，会让金属产生磁性，放进一个凹型磁铁里面，金属就会自行旋转，这时候用弹簧固定住金属，不让他转圈。
    确定金属的尺寸重量，再加上一个合适的指针和一个表格，就能以通电后指针的偏转程度标记电能强度了。
    电流表和电压表的结构也是类似的，串联在电路中就是电流表，与电器并联就是电压表。
    不过电压表内部要串联一个大电阻分担电压，否则电压表会直接烧坏。
    电表的原理其实是与电机一样的，电表就是一台超小型的电机，但是一直处在启动状态，却始终转不完一圈。
    电机的轴上固定了一个指针，指针背后再加个表格背板，就能够用来标记电力强度了。
    和电压表类似，正常工作就需要并联在电路中的电机，若是通电后一直无法旋转，也会迅速烧毁。这一天的主要课程结束后，朱简烜再次安排了实验或者说作业，让工匠们带着弟子们分头制作电机和电表。
    朱简烜的船上带着吴王实验室用过的机床和各种工具设备。
    这些机床设备是这个世界上精度最高的。
    朱简烜在大明搞科学实验室，带领数百名高级工匠努力了八年。
    消耗时间最多的研究项目，就是不断地循环提升大明的钢铁冶炼工艺和机械加工工艺了。
    机床工艺的升级就是机械加工工艺提升中的重中之重。
    按照朱简烜的评估，现在吴王实验室用的最新式机床的精度，应该达到前世十九世纪后期的水平了。
    朱简烜身边的工匠也是现在全世界水平最高的。
    他们用机床手搓电机和电表部件，手工制作电机线圈也没有太大难度。
    只是要求做出一套能持续放电或者持续旋转的机器，不要求寻找最佳效率的线圈和最合理设计的话，难度本身也不高。
    所以工匠们带着朱简烜的弟子们，前后用了半个月的时间，完成了朱简烜这次的“作业”。
    三十二个工匠，三十二个学生，一对一组合后再分成八组，最终做出了四台电机，两台电流表，两台电压表。
    “作业检查”，或者说“实验成果验收”的时候到了。
    朱简烜让工匠们搬来一辆自行车，用钢铁架子支撑固定起来，用后轮驱动一台电机作为发电机
    发电机上引出两根橡胶包裹的导线，与旁边摆放的另一台电机连接起来，这台电机用作电动机。
    电动机的电机轴上安装了两扇桨叶，就变成了一台简单的电风扇，旁边还接了两台电压表。
    朱简烜让一个年轻的工匠去蹬自行车，自行车的轮子带动发电机旋转发电。
    电压表立刻动了起来，电动机也同时跟着旋转起来，带动两扇桨叶吹出了持续的凉风。
    这个结构好像没事找事，工匠直接蹬自行车直接吹风，比这样吹风效率更高。
    但是在场的工匠们都能想象得到，这两组设备可以拉开很远的距离
    可以在厂房里面或者河道上，用蒸汽机或者水车来驱动发电机，用导线将电力引入房间里面，再用电动机给房间里面吹风。
    或者是直接驱动纺织机或者车床以及所有需要动力的设备。
    在这个检查作业的过程中，验证电磁学理论的过程中，宋问道等工匠们都感觉自己在做梦。
    电机这个本身并不算多复杂的结构，只要简单的持续旋转就能产生稳定的电流，反过来还能用电流驱动电机稳定旋转。
    孩子们觉得这个过程非常的神奇。
    甚至主动跟蹬自行车的工匠换班，自己上去用力的踩踏自行车，看着电流表和电压表指针波动，看着对面的风扇速度变化。
    但是有些老工匠就有点无法接受这种看上去颇为简单的现实。
    “电的原理竟然就就是这个样子的？”
    “发电和电驱动竟然就这么简单？”
    “我们现在通过这么简单的设备，就直接控制了神奇的雷电！”
    “所以有了电磁学原理的话，我们还做什么蒸汽机？”
    “对啊，用水车直接驱动发电机，用电动机驱动纺织机等各种机械就行了……”
    “蒸汽机还是要的，蒸汽机可以用来持续供电，比水车稳定而且强力的多，同时不是所有地方都有水力。”
    朱简烜拍着一个满脸兴奋的学生的肩膀，笑呵呵的对这些感到神奇的工匠们们说：
    “电的原理就是这么简单，就是一窍通百窍通的一门学科。
    “所以这仅仅是一个开始，后面还有更多的成果等着我们去实现呢。
    “我现在给大家一个最简单的思路，大家一起来思考一下。
    “电流的联通和断开，乃至电流连接的时间长短的不同，这种状态能够用来做什么？”
    现场安静了不到三秒钟的时间，朱简烜手边的孩子猛地惊叫起来：
    “可以用来传话！就和旗语和鼓声一样！”
    其他的工匠和学生们也立刻反应过来，同时也马上想到了电的另外一个最大的特性。
    好多人瞬间就瞪大了眼睛。
    朱简烜也毫不犹豫的直接说出了答案：
    “电流的速度快到我们人类无法想象，是真正可以瞬息千万里的东西。
    “我们只要从应天府开始，架设一根电线通到巴黎，就可以在几分钟内，将消息穿过整个神欧大陆。
    “如果将几根电缆，铺设在太平洋和大西洋中，也可以直接从纽约向伦敦发送消息。
    “所以下一次的课堂作业，就是把这种收发信息的设备做出来。”
    最简单的有线电报原理确实非常简单。
    单纯通过电路连接的时间长短不同，就可以定义出不同的基本信息。
    就像是计算机的二进制代码，只需要最为简单的零和一两个数字，就能表达没有上限的信息量。
    只要收发双方约定一个编码表，将一个数字对应一个汉字，发送和接收双方各持一份。
    然后发送方查表，将汉字信息转化成数字信息，送到给千里之外的接收方。
    接收方记录数字信息，再去查汉字编码表，就能翻译出原始信息。
    当然这只是理论情况，远距离信息传递的实际情况要略微复杂一些，要保持电流有足够的强度且较为稳定。
    所以有了发电机之后，电报机确实可以直接生产出来。
    但是在相对较远距离上的应用，仍然需要稍微一段时间来解决工程问题。
    今天三章一万字完成。
    (本章完)