明州中學大廈圍成的天井四周,三千多名七年級學生端坐整齊,講堂后排還有不少來旁聽的士人學者。今日開學,最讓人好奇的是這門誰也未曾聽說過的「化學」。
臺下還有一批特別來旁聽的學者,皆是來自各地的秀才、舉人,甚至還有一些前宋進士,王伯庠與陸宏毅便坐在最前排,屏息凝神地看著她手中的書冊。翻開那本薄薄的教材,上面沒有四書五經,沒有陰陽五行,也沒有太極八卦,而是幾個從未見過的詞語——「物質、分子、原子、元素……」
站在講臺上的內閣總理大臣方夢華,翻開手中的新學教材,環視一圈,微微一笑道:
「你們去年在物理課中,學過杠桿、滑輪、浮力,知道天下萬物遵循規律,非神祇掌控。今日,我要帶諸位進一步認識世界——物理變化與化學變化。」
她舉起一張白紙,當著眾人的面,兩手一撕。
「這是一張紙,我撕開它,它仍是紙,對不對?」
學生們點頭。
「那么,若我將它點燃?」
她將碎紙片放入銅制的托盤中,取出一根點燃的火折子,輕輕一觸。剎那間,白紙卷曲燃燒,冒出青煙,化作灰燼。
「現在,它還是紙嗎?」
「不是了!」一名學生脫口而出,「它變成了灰!」
「正是!」方夢華微微頷首,「撕紙,是物理變化,它的本質未變;燒紙,是化學變化,它已變為灰燼與煙氣,無法復原。」
眾人恍然,低聲議論,似乎在消化這番話。
她不再多作解釋,而是讓學生自行思考,隨即翻過書頁,進入第二個話題。
「我知道你們中不少人家中長輩曾是舟山軍,甚至有些人家中從軍,或許見過軍中武器的變遷。」她掃視臺下,語氣一轉,「那么,有誰能說說,咱們舟山軍早年是用什么攻城守寨?」
「投石機!」幾個學生立刻應道。
「不錯,配重式投石機,利用杠桿原理,將石塊拋出,攻城拔寨。」她在黑板上畫出簡單的杠桿圖示,「這是物理學的應用,巧妙利用力矩原理,能將數十斤乃至百斤巨石遠遠投擲出去。」
眾人點頭,這些基本的物理原理,他們去年已經學過。
「可是,到了現在,舟山水師、明軍陸軍,已經不再倚賴投石機,而是使用更強大的火器。」她停頓了一下,轉身拿起案上一根黑色銅管——那是一枝小型手銃,專門用來展示結構。
「這,就是火器的雛形。」
學生們頓時屏息,許多從未近距離見過火銃的人都睜大了眼睛。
「這與投石機不同,火器并不依靠杠桿、滑輪這類物理機械原理,而是利用火藥的爆炸力來發射彈丸。」她打開火銃的藥槽,取出少許黑色粉末,在掌心攤開,「這就是火藥。它本身并無力氣,然而,一旦點燃——」
她將少許火藥撒入銅碗中,遠遠地伸出火折子,點燃!
「嘭!」
火光閃過,黑色粉末瞬間化作火焰與白煙,場內許多學生不由地驚呼出聲。
「火藥點燃,會釋放大量氣體,這些氣體無法迅速逃離,只能向外推動銅管內的彈丸,使之高速飛出——這就是火器發射的原理。」
她將火器與投石機并列在案上,目光掃過滿堂學生,語氣深沉:
「投石機,是物理學的應用,杠桿之力可計算、可調整,力矩越大,投石越遠。」
「而火器,則是化學的力量——火藥燃燒,產生氣體,推動彈丸。這不是杠桿能計算出的力,而是來自物質本質變化的推動力。」
「物理學,能讓我們制造更精巧的機械,提升生產效率;而化學,則能讓我們開發新材料、新藥物、新武器,改變整個世界。」
這番話,使整個大堂陷入短暫的沉默。
片刻后,一名學生喃喃道:「所以,學好這門學問,我們可以造出比火銃更強大的武器?」
「不止是武器。」方夢華微微一笑,「農田施肥、冶金鑄造、染料制作、藥材提煉,甚至食鹽的純化,都與化學相關。」
剛剛經歷過「火藥爆炸推動火器」的演示,學生們仍沉浸在震撼之中。然而,方夢華并未停下,她轉身從案上取出一個裝有透明液體的玻璃缸,缸內立著一根細長的蠟燭。
「剛才我們談到了火藥燃燒時產生大量氣體,現在我們來看另一個問題——火焰為什么會熄滅?」
她輕輕點燃蠟燭,火光跳動。接著,她拿起一個透明的玻璃罩,緩緩扣在蠟燭上。
「大家仔細觀察。」
蠟燭的火焰跳動了一下,逐漸變小,不一會兒,「噗」的一聲,完全熄滅。
「為什么蠟燭會熄滅?」
學生們沉思片刻,一名去年學過「壓強」的少年舉手:「大人,莫非是因為罩內空氣被用光了?」
「沒錯,火焰燃燒需要空氣中的某種成分,當這種成分被耗盡,火焰就會熄滅。」她頓了頓,「但空氣中真正支持燃燒的部分,到底占多少?」
她從案上拿起一個圓口長頸的玻璃瓶,瓶內裝了約五分之一的水。然后,她放入一根短蠟燭,點燃后迅速用透明的玻璃罩封住瓶口。
隨著蠟燭燃燒,瓶內的水面緩緩上升,直到火焰熄滅,水面正好上升至原本空氣體積的五分之一。
「這證明了什么?」方夢華環視眾人,「來,誰能說說?」
臺下議論紛紛,一名學習優秀的學子試探道:「火焰燒掉的,正是空氣中那五分之一的部分?」
「沒錯!」她點頭,「也就是說,空氣不是單一的,而是由不同的成分組成。其中五分之一的部分,支持燃燒;而剩下的五分之四,則不支持燃燒。」
此言一出,臺下士子一片驚嘆。他們原以為空氣是一種「氣」,如今才發現其中有不同成分之別!
方夢華見眾人理解,這才拿出一個小瓷瓶:「剛才我們發現,空氣中有一種支持燃燒的物質。那么,我再問你們,世上是否存在比空氣更能助燃的東西?」
學生們面面相覷,無人能答。
「這便是龍虎山天師道所用的『三仙丹』。」她將瓷瓶打開,倒出一撮暗紅色的粉末,「它的名字聽起來神秘,但本質上不過是一種煉丹士流傳的丹藥,里面的成分——叫做氧化汞。」
她隨即將這紅色粉末倒入一只小玻璃試管中,然后用一條細長的鐵絲夾住試管,伸入酒精燈的火焰加熱。
不多時,紅色的粉末開始發生變化,隱約可見試管內壁上出現亮晶晶的液滴——那是水銀!
「這粉末受熱之后,還原出來的,就是水銀。」她舉起試管給眾人看,「這是煉丹術士所謂的『三仙歸一』,但在我們看來,這只是物質變化的過程。」
隨即,她將一根尚未燃燒的木條放入試管口。奇跡發生了!原本幾乎熄滅的木條,突然「呼」地一下重新燃燒起來,火焰旺盛得幾乎超過剛才裸露在空氣中的程度。
「大人,這……這是什么道理?」一名學生驚呼。
「剛才的紅色粉末,受熱后被分解,產生了水銀,也釋放出了一種能大幅助燃的氣體。」方夢華微笑,「它比空氣中的助燃氣體更為純粹,因此讓木條燃燒得更旺。」
這時,一名來旁聽的士子突然喃喃道:「那么……這所謂的『三仙歸一』,實際上就是水銀的還原,并不是什么神仙變化?」
方夢華微微一笑:「你若還想問它究竟是什么變化,那便要談到——氧化與還原。」
「還記得剛才燒掉的蠟燭嗎?它燃燒后變成了什么?」
「變成了黑煙和灰燼!」
「不錯,這是一種變化。」方夢華點頭,「我們剛剛看到的氧化汞加熱,變成了水銀和助燃氣體,這也是一種變化。但這兩種變化,本質上是相反的!」
她拿起粉筆,在黑板上寫下:
氧化汞(紅)→水銀(銀)+助燃氣體
「這個過程,我們稱之為『還原』,因為氧化汞中的一部分成分被釋放,回到了原來的水銀狀態。」
隨即,她又寫下另一行:
水銀+助燃氣體→氧化汞(紅)
「而如果我們讓水銀重新與這種助燃氣體結合,它又會變回紅色的粉末。這個過程,就是『氧化』。」
她放下粉筆,轉身看向學生:「這兩種變化,一個讓物質重新獲得某種成分,一個則是失去。這,便是『氧化』與『還原』的基本概念。」
學生們的眼中滿是震撼與驚奇。他們剛剛理解了「氧化與還原」的概念,如今正期待著方夢華帶來更多嶄新的知識。
方夢華走到講臺中央,手中端著一個小陶碗,里面裝著一些奇異的紫色汁液。
「各位,這是紫甘藍水。」她舉起碗,讓學生們看清,「這種菜你們或許見過,拿來炒食是極好的,但今天我們用它來做一個實驗。」
她取出兩個透明的玻璃瓶,一個裝著無色的清水,另一個則裝著透明但氣味刺鼻的液體。
「這是清水,這是醋。」她將紫甘藍汁倒入清水,水依舊透明,「看,清水沒有變色。」接著,她又將紫甘藍汁滴入醋中,液體立刻變成了鮮艷的紅色!
學生們驚呼出聲。
「這證明了什么?」方夢華微笑,「紫甘藍汁可以用來區分不同的液體。我們稱像醋這樣能使紫甘藍變紅的物質為酸。」
她隨后拿起另一瓶液體——這次是家家戶戶都有的石灰水。
當紫甘藍汁滴入其中,液體轉為藍色。
「而這種使紫甘藍變藍的物質,我們稱之為堿。」
她輕輕一笑,「這便是酸和堿的最基本區別。」
學生們正驚嘆于顏色變化時,方夢華忽然問道:「那么,酸和堿能不能互相影響呢?」
她舀了一些石灰水,滴入剛剛變紅的醋液中,隨著攪拌,紅色逐漸褪去,變回了紫色,最后變成淡藍色。
「酸與堿互相作用,便能中和。」她解釋道,「這一過程,會產生新的物質。我們來看看一個重要的例子——堿與油脂反應,能產生什么?」
她從桌上拿出一塊灰白色的物體,「這是一塊肥皂。」
「各位可能不知道,這肥皂最早是如何制造的。」她頓了頓,「當年達蓬山軍中,為了解決衛生問題,我們嘗試用『堿』來處理『油脂』,結果發現,這兩者相互作用后,會形成一種能洗去污垢的新物質。」
她寫下化學方程式:
油脂+堿→肥皂+甘油
「這過程稱為『皂化反應』。」她環顧眾人,「換句話說,肥皂不是什么神秘之物,而是由堿和油脂化合而成的!」
學生們驚訝不已,過去肥皂被視為貴重的進口物品,如今竟然可以用這么簡單的方法制造!
一名少年遲疑著問:「那么……若是我們能掌握這個方法,豈不是可以讓天下人都用上肥皂?」
方夢華笑道:「正是如此!我們已經開始在各地推廣肥皂制造,未來人們將不再受污垢困擾,疾病也能因此減少。」
「我們剛才學到了物質的酸與堿,也學到了氧化與還原。但現在,我要讓你們重新思考一個問題——這個世界的萬物,究竟該如何分類?」
她拿起粉筆,在黑板上寫下了傳統的「金、木、水、火、土」五行。
「自古以來,世人認為萬物屬于五行:金屬堅硬,木材有生機,水可滲透,火能燃燒,土則厚重不變。」她指著這幾個字,「這種分類方式簡單易懂,但并不能真正解釋物質的本質。現在,我們來重新定義它們!」
她在黑板上寫下:
金→金屬(如銅、鐵、銀)
木→有機物(如木材、油脂、布匹)
水→酸、堿、鹽溶液(如醋、石灰水、海水)
火→氣體與能量(如空氣、燃燒的火焰)
土→不溶性無機物(如泥土、陶瓷、石灰石)
「這便是我們用化學重新詮釋的『五行』。」她放下粉筆,目光炯炯,「這樣的分類,不僅符合傳統的觀念,更能幫助我們理解世界的本質。」
她看向眾人,「你們可愿以這種方式來探索萬物的奧秘?」
學生們紛紛點頭,興奮之情溢于言表。
「好,今日的課程便到此。」方夢華微笑,「但這只是開端。未來,我們將繼續探索,將這些知識應用到煉金、煉鋼、制藥,甚至改變戰爭的方式!若能理解這個道理,你們會發現——煉丹術,不是神秘之學,而是可以被驗證的科學!」方夢華收筆,目光灼灼地環視眾人:「而掌握這種變化的知識,未來將決定我們如何煉鋼、如何制藥,甚至如何開發更強的火器!」
方夢華收起書冊,神色堅定地環顧四周:「此乃『新學』,亦是大明國未來之根基。今日開課,只是第一步。」她微微一笑,「接下來的七年級,諸君將學習許多前所未聞之事——愿你們好好珍惜。」
掌聲,在這座課堂內,響起。
臺下的士子已經被這嶄新的學問震撼得說不出話來。過去煉丹術士所謂的「仙丹變化」,在這里被以最清晰的方式解釋得明明白白,毫無神秘之處。
王伯庠深吸一口氣,低聲自語:「這門學問……若真如此有用,當可改變天下之格局……」
這一刻,不論是少年學子,還是來旁聽的士人,都已明白——這門學問,將會徹底改變這個世界,自己所學的不僅是知識,而是推動天下變革的鑰匙。