南武洲分封会议结束后,朱昭熙乘坐虞国最新的蒸汽快船返回坤泽城。船身劈开海面时,她望着舷窗外飞逝的浪花,心中却盘算着目前她需要处理的麻烦,按照大明联邦的制度,次年的联邦事务总理选举需她亲自前往玄中城。
但即便蒸汽船将航程缩短至一个半月,频繁的跨洲往返仍让虞国政务面临传导滞后的困境。飞鸽传书在横跨大洲的治理需求前如同儿戏一般,上次离开期间,坤泽城的基建项目便因指令延迟险些停工,这让她愈发迫切地意识到:必须突破通讯的距离的限制。
回到虞国朱昭熙就加紧处理着自己手头上的政务,好不容易休息下来,朱昭熙就立刻来到了科学院,朱昭熙找来的相关专业的技术人才早就等在了这里,厅内弥漫着墨水与油脂的气味,十几位研究员围坐桌旁,面前散落着玻璃棱镜、磁石与缠绕的铜丝。
“我需要一种工具,”朱昭熙指尖敲击着纸面,“能让玄中城的指令瞬间传到坤泽城,不需要信使,不需要信鸽。”她试图描述电报的概念:“通过电力在导线中传输信号,接收端能将其转化为文字。”
首席研究员陈懋推了推鼻梁上的水晶镜片:“陛下,目前我们对‘电’的认知仅停留在琥珀摩擦生电,以及雷雨天的闪电现象。更别提长距离传输。”他指向桌上一个玻璃球装置——毛皮摩擦过的玻璃球能吸附碎纸屑,但电荷瞬间便会消散。
朱昭熙沉默片刻。她上一世作为医学生,对电报的原理仅知“电磁感应”与“电码编码”,却忽略了这个时代连基础电磁理论都尚未建立。所谓的“电流”在此时只是偶然出现的物理现象,更遑论稳定的电力生成与传导。
“从零开始。”朱昭熙定下基调,“成立四个小组:电磁学小组,研究电与磁的本质;材料小组,寻找导电体与绝缘体;机械小组,设计信号收发装置;电力储备小组,解决能量储存问题。”
她画出一个简陋的示意图:发送端按键、中间导线、接收端指针——这是她记忆中电报机的基本框架,却缺乏具体的科学支撑。
电磁学小组的首次实验在地下室进行。陈懋带领团队重复着最基础的摩擦起电实验:丝绸摩擦玻璃棒产生静电,磁石吸引铁钉形成磁力场。
他们用“电质”描述电荷,用“磁力线”想象磁场分布,却无法解释两者的关联。一次意外中,当线圈靠近通电的导线时,旁边的磁针轻微偏转,陈懋在笔记中潦草记下:“电与磁或有关联,但力微难测。”
材料小组的进展更为蹒跚。朱昭熙要求寻找“良导体”,团队测试了金、银、铜。金与银成本过高,铜的导电性最佳,却缺乏合适的绝缘材料。
他们尝试用蜂蜡、树脂包裹铜线,却发现潮湿环境下绝缘层会漏电。“或许可以试试橡胶。”朱昭熙提示着这些研究人员,凭借着对于朱昭熙的信任,团队立刻提取树汁,加热硫化后制成绝缘层,但首批样品硬度不足,包裹铜线时容易破裂。
机械小组的任务是将“电信号”转化为可见标记。他们按照朱昭熙的草图制作初代原型机:发送端是弹簧按键,接收端是电磁铁带动的笔尖。但是驱动这些机器的动力都没有,也只能是做出了一个简单的模型,等电力研究出来之后,才能够真正制造机器。
电力储备小组的困境最为根本。他们尝试制作伏打电堆——用锌片、铜片和盐水堆叠,但产生的电压极低,且几分钟后便因电解质消耗而失效。改用硫酸后,电力输出有所提升,却仍无法满足电报机的基本需求,甚至连让小磁针持续偏转都做不到。
半年时间在重复实验与失败中流逝。电磁学小组未能突破“静电”的局限,无法解释电流的产生;材料小组的橡胶绝缘层仍在改良。
铜线的纯度也因冶炼技术限制而影响导电率;机械小组的原型机始终停留在“按下按键无反应”的阶段;电力储备小组的伏打电堆如同脆弱的玩具,每次实验都需要重新更换金属片与电解液。
朱昭熙在一次阶段性会议上看着桌上杂乱的实验器材,首次意识到自己的乐观近乎盲目。蒸汽机的成功让她误以为科技突破可以一蹴而就,却忽略了电报所需的电磁理论、材料科学与机械工程的交叉积累。
这个时代没有“欧姆定律”,没有“电磁感应现象”的系统认知,甚至连“电压”“电阻”的概念都尚未形成。
朱昭熙只能调整策略,“电磁学小组先放下应用研究,专注基础理论——电是什么?磁是什么?它们如何相互作用?材料小组不仅要找导体,还要研究金属的纯度与导电性的关系,橡胶的硫化工艺必须标准化。”
她下令从虞国各大学府选拔数学、物理方向的青年学者充实团队,并设立“基础科学奖励基金”,鼓励对电磁现象的纯理论研究。
深秋时节,电磁学小组的年轻研究员李诚在实验中发现:当线圈在磁场中运动时,导线两端会产生微弱的电流。“
这是否就是‘感应电’?”他在报告中用“切割磁力线”描述这一现象。朱昭熙立刻意识到,这可能是解决电流生成问题的关键——尽管此时的装置还只能产生瞬间电流,离稳定发电仍有距离,但已为后续的发电机研究埋下了伏笔。
材料小组传来另一个进展:通过反复煅烧与提纯,他们将铜线的纯度提升至98%,导电性能显着增强;橡胶与硫磺的配比经过二十三次试验后,终于制出具有弹性与绝缘性的硫化橡胶层。
机械小组则改进了电磁铁的绕线方式,用更细的铜线密绕铁芯,并尝试增加伏打电堆的层数以提升电压。
当三十层电堆串联时,电磁铁终于能吸动杠杆,带动笔尖在纸带上划出一道浅痕——尽管这道痕迹断断续续,且需要人工持续按压按键,却让整个团队看到了希望。
朱昭熙站在实验室里,看着那台勉强能“画痕”的原型机,摇了摇头,这仅仅是万里长征的第一步。从“制造电流”到“稳定输电”,从“电磁现象”到“电报编码”,中间隔着无数尚未被认知的科学鸿沟。