正午陽光穿透玻璃穹頂,照在臺(tái)面上陳列的金屬樣本:鈣片在空氣中緩慢氧化成斑駁的殼,鈉塊在油中泛著蠟質(zhì)柔光,鎂條點(diǎn)燃時(shí)噴吐刺目白焰……
「這些元素——你們從課本中記住了它們?cè)邴}巴、苦鹵、草灰、石灰石、明礬中存在,卻從未想過它們與金、銀、銅、鐵有什么共通。」她頓了頓,聲音微低卻更堅(jiān)定:「但今天,我們用電把它們單獨(dú)提了出來。」
「現(xiàn)在回答我。」方夢(mèng)華指尖劃過鈉塊,在水盆里撩起咝咝作響的金色火蛇,「它該屬五行中的哪一行?」
吳淑姬突然站起:「它屬‘新一行’!」她的聲音發(fā)顫,「就像電非陰陽,石油非五行——我們得造自己的‘行’!」
方夢(mèng)華頷首,袖中滑出一枚鋁幣彈向空中。金屬旋轉(zhuǎn)的嗡鳴聲中,她念出昨夜寫在速記本扉頁的話:「破五行枷鎖之日,方見元素真容。」
方夢(mèng)華站在實(shí)驗(yàn)室中央,黑板上「鉀、鈣、鈉、鎂、鋁」五個(gè)金字旁的大字旁,剛剛畫下的原子結(jié)構(gòu)圖仍散發(fā)著炭筆的淡淡墨香。
方夢(mèng)華拍了拍黑板,目光掃過學(xué)生們熱切的眼神,聲音清亮而堅(jiān)定:「諸君,方才我們解開了鉀、鈣、鈉、鎂、鋁為何是金屬的秘密——它們的原子外層電子賦予了導(dǎo)電與化學(xué)活性的特質(zhì)。但這只是冰山一角。」
她頓了頓,拿起一支炭筆,在黑板上寫下「金、銀、銅、鐵、錫、鉛、汞」,然后轉(zhuǎn)過身,目光如炬:「這些,只是我們目前已知的金屬。但金屬的世界,遠(yuǎn)比金、銀、銅、鐵、錫、鉛、汞要廣闊得多。你們知道嗎?世界上至少還藏著幾十種我們尚未認(rèn)清的金屬元素,它們大多埋在礦石中,從未以純凈形態(tài)現(xiàn)身——但它們,就在我們腳下等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去分離。它們藏在礦石、土壤、甚至海水中,可能是大明工業(yè)革命的下一塊基石。」
學(xué)生們屏息凝神,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的議論聲驟然沉寂。湯思退翻開《化學(xué)原理》,低聲道:「幾十種金屬?首相是說……像馬鞍山礦渣里的那些雜質(zhì)?」
「正是!」方夢(mèng)華點(diǎn)頭,走向?qū)嶒?yàn)桌,拿起一塊黝黑的礦石——指尖輕敲著一塊黝黑的馬鞍山生鐵,環(huán)視著周圍的學(xué)生們。她將礦石拋給楊廣仁,笑道:「楊師傅,馬鞍山煉鋼時(shí),爐渣里常有這種黑乎乎的雜質(zhì),燒不化也煉不掉,你們可曾想過,它們的價(jià)值?」
楊廣仁接過礦石,撓頭道:「俺們只當(dāng)這些是廢料,堆在爐邊等著填坑。難道……這也是金屬?」
她轉(zhuǎn)身,拉下另一張畫布——那是從馬鞍山冶煉廠送來的礦石剖面圖與成分分析表。《馬鞍山礦渣分析表》密密麻麻的礦物名中指著上面幾行被朱砂圈出的數(shù)據(jù):
「在我們的煉鋼爐渣里,藏著至少四種尚未分離的金屬——鉻、錳、鈷、鎳。」
「鉻,可使鋼鐵堅(jiān)硬如寶石,永不生銹。」她拿起一塊銹跡斑斑的普通鐵板,又展示了一塊從潁州繳獲的偽齊軍的西夏造「鐵鷂子」甲片——黝黑發(fā)亮,毫無銹蝕痕跡。
「西夏人不懂化學(xué),卻偶然用到了含鉻鐵礦。若我們能主動(dòng)提純鉻,就能造出永不銹蝕的鋼。」
她轉(zhuǎn)向錳:「錳能增強(qiáng)鋼鐵韌性,使‘滄海龍吟號(hào)’的螺旋槳不再因高速旋轉(zhuǎn)而崩裂。」
接著是鈷和鎳:「鈷可制耐高溫合金,未來蒸汽機(jī)的活塞不再因高熱變形;鎳能讓我們的銅幣不再被民間私熔——因?yàn)殒囥~合金比純銅更難熔化。」
「這些,就是黑色金屬。」她一字一句說道,「它們雖然不像金銀那般耀眼,卻能改變整個(gè)世界的工藝。」
學(xué)生們屏息凝神,目光聚焦在黑板上。吳淑姬率先打破沉默,舉手道:「首相,您的意思是,金屬的定義不是看它硬不硬,而是看它的電子行為?那……我們昨天試的鉻酸鈍化,鉻也是金屬,它的電子怎么讓氣缸表面不生銹?」
「問得好!」方夢(mèng)華眼中閃過贊許,轉(zhuǎn)身在黑板上點(diǎn)出「鉻」與「氧化鉻」。「鉻的原子外層電子能與氧氣反應(yīng),形成一層致密的氧化膜,這層膜像盔甲一樣保護(hù)氣缸,防止腐蝕。這就是金屬的化學(xué)活性,也是我們昨天鑄造氣缸良品率提升至六成的關(guān)鍵。」她看向謝芷蘭:「芷蘭,妳昨晚用鉻鐵礦粉配酸液,觀察到什么?」
謝芷蘭翻開實(shí)驗(yàn)日志,興奮道:「酸液變綠后,氣缸表面的氣孔消失了,顯微鏡下看到一層晶格,就像……就像琉璃一樣光滑!這就是首相說的鈍化膜嗎?」
「正是。謝芷蘭昨晚用鉻鐵礦粉配酸液,生成鈍化膜,讓氣缸表面光滑如琉璃,這便是鉻的功勞。」她轉(zhuǎn)向謝芷蘭:「芷蘭,妳再說說,鉻酸鈍化后,氣缸的良品率提升到多少?」
謝芷蘭推了推護(hù)目鏡,翻開實(shí)驗(yàn)日志:「六成!而且氣缸表面耐酸堿,泡在硫酸里三日不銹,硬度也比尋常鐵高兩成。」
學(xué)生們發(fā)出一陣驚嘆。湯思退瞪大眼睛,湊近那塊鉻鐵礦:「這玩意兒能讓鐵不生銹?那要是用它煉火炮,炮管不得耐用十倍?」
方夢(mèng)華頷首,在黑板上又寫下「錳、鈷、鎳」三個(gè)名字:「不只鉻。馬鞍山煉鋼的爐渣里,還可能藏著錳、鈷、鎳等金屬。錳能讓鋼更堅(jiān)韌,適合打造‘行者號(hào)’的傳動(dòng)齒輪;鈷能耐高溫,可用于火炮的內(nèi)膛;鎳與鉻合煉,能造出不銹的合金,堅(jiān)硬如金剛。」她停頓片刻,目光掃過眾人:「這些‘黑色金屬’的價(jià)值,不亞于金銀。它們將是大明從蒸汽到內(nèi)燃機(jī)、從火車到高鐵的鑰匙。」
徐月娥舉手,語氣中帶著好奇:「首相,課本里說,金屬要從礦石里提煉出來,需用酸液或高溫熔煉。可馬鞍山的爐子,最高不過千度,能煉出這些金屬嗎?」
方夢(mèng)華指向一旁的電弧裂解爐:「好問題!尋常爐子確實(shí)不夠,但我們的‘超級(jí)陰陽轉(zhuǎn)輪’能產(chǎn)生數(shù)千度的高溫電弧,足以熔化鉻、錳、甚至更難煉的金屬。」她翻開速記本,展示一頁草圖:電弧爐內(nèi),銅電極間跳躍著藍(lán)紫色電弧,礦石在高溫下分解,金屬液滴緩緩凝結(jié)。「今日,我們將用同樣的電弧,嘗試從鉻鐵礦中提煉純鉻。」
葉承灝皺眉,低聲道:「可……電弧爐的電壓還不穩(wěn),昨晚炸響了三次。萬一熔煉失敗,礦石不就白白浪費(fèi)了?」
方夢(mèng)華看向湯思退:「承灝的擔(dān)憂有理。思退,你的穩(wěn)壓裝置準(zhǔn)備如何?」
湯思退拍了拍身旁一組銅片電阻,咧嘴道:「昨晚改進(jìn)了三組齒輪,參考‘行者號(hào)’的離合器原理,電壓波動(dòng)已降到一成。今天保準(zhǔn)讓電弧穩(wěn)如泰山!」
「好!」方夢(mèng)華拍手,轉(zhuǎn)向楊廣仁:「楊師傅,馬鞍山可有足夠的鉻鐵礦與赤鐵礦?我們需要至少十斤純鉻與錳,試煉第一爐合金。」
楊廣仁嘿嘿一笑:「俺這就去挑最好的礦石,晚上就能開爐!」
方夢(mèng)華點(diǎn)點(diǎn)頭,目光轉(zhuǎn)向全場(chǎng),語氣陡然加重:「諸君,鉻、錳、鈷、鎳的發(fā)現(xiàn),只是我們邁向新世界的第一步。但真正的挑戰(zhàn),在于如何用這些金屬,打破當(dāng)前的瓶頸。」她走向?qū)嶒?yàn)桌,拿起一把銅制銑刀,輕輕一折,刀刃便彎曲變形。「如今我們的機(jī)床,只能加工木頭和銅料,切削鐵料尚且費(fèi)力,更別提這些堅(jiān)硬的‘黑色金屬’。可若我們能用鉻、鎳煉出削鐵如泥的合金,制成銑刀、鉆頭,那便能實(shí)現(xiàn)‘用機(jī)器制造機(jī)器’的良性循環(huán)!」
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的氣氛瞬間沸騰。吳淑姬眼中閃過光芒,低聲道:「首相是說……用合金刀具,打造更精密的內(nèi)燃機(jī)零件?那我的……」
「正是!」方夢(mèng)華拍了拍吳淑姬的肩,遞上一頁《材料筆記》:「淑姬,妳的‘飛天車’需要輕質(zhì)而堅(jiān)韌的材料,內(nèi)燃機(jī)的氣缸、活塞、曲軸,都需高強(qiáng)度合金。鉻與鎳的合金,能讓機(jī)件耐高溫、耐腐蝕;錳能增強(qiáng)鋼的韌性,適合傳動(dòng)部件。若機(jī)床的刀具也能用這些合金打造,我們就能批量生產(chǎn)零件,‘飛天車’的夢(mèng)想便不再遙遠(yuǎn)。」
徐月娥翻開《煉化記錄冊(cè)》,喃喃道:「若能煉出削鐵如泥的銑刀,‘滄海龍吟號(hào)’的螺旋槳也能更精密,航速或許能再提一成!」
謝芷蘭推了推護(hù)目鏡,沉吟道:「可合金的配比是個(gè)難題。鉻和鎳的比例多少?熔煉溫度要多高?我們得試多少次?」
方夢(mèng)華指向電弧爐:「這就是今日實(shí)驗(yàn)的任務(wù)。芷蘭,妳負(fù)責(zé)酸液提純鉻與錳;月娥,妳分析礦石成分,確定配比;思退與承灝,優(yōu)化電弧爐的電壓與溫度;楊師傅,準(zhǔn)備高純度礦石與坩堝。」她停頓片刻,目光深邃:「若成功,我們將煉出第一塊‘不銹鋼’雛形,足以切削鐵料,甚至硬鋼!」
實(shí)驗(yàn)開始。楊廣仁指揮工匠將鉻鐵礦與赤鐵礦投入電弧爐,湯思退合上紫銅開關(guān),「超級(jí)陰陽轉(zhuǎn)輪」轟然啟動(dòng),銅盤以每分鐘千轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn),電弧如雷霆般在爐內(nèi)跳躍。高溫下,礦石逐漸熔化,發(fā)出刺眼的紅光。徐月娥站在顯微鏡旁,飛速記錄:「鉻含量約20%,錳約5%,鐵余量……熔點(diǎn)已達(dá)1500度!」
謝芷蘭操作酸液槽,將提純的鉻液注入坩堝,綠色溶液在高溫下冒出白煙。葉承灝盯著電壓表,低喊:「電壓穩(wěn)定!電弧溫度約4000度!」楊廣仁揮汗如雨,將熔融的金屬液倒入模具,冷卻后,一塊銀亮的合金板緩緩成型。
方夢(mèng)華拿起合金板,用力敲擊,發(fā)出清脆的金屬聲響。她遞給湯思退一把新制的銑刀,刀刃由合金打造,寒光閃閃:「試試看,能否切削馬鞍山的生鐵。」
湯思退接過銑刀,走向一旁的機(jī)床,固定一塊生鐵,刀刃飛速旋轉(zhuǎn),鐵屑如雪花般飛濺。不到一刻鐘,生鐵被切削成光滑的圓柱,刀刃卻絲毫無損。學(xué)生們爆發(fā)出歡呼,楊廣仁拍手大笑:「這刀比俺們最好的青銅刀強(qiáng)百倍!削鐵如泥,名不虛傳!」
方夢(mèng)華凝視合金板,低聲道:「這塊合金,只是開始。鉻、錳、鎳的組合,將讓我們從手工工坊走向機(jī)器工廠。諸君,‘用機(jī)器制造機(jī)器’,是大明工業(yè)革命的真正起點(diǎn)。」
實(shí)驗(yàn)室外,汽笛聲響徹湖畔,金陵城的輪廓在晨光中若隱若現(xiàn)。電弧的光芒與合金的寒光交相輝映,仿若新時(shí)代的曙光。