第二节:刹那之火定乾坤
仿制钟表的初步成功,极大地鼓舞了精密器械坊的士气。工匠们的信心被彻底点燃,热情空前高涨。他们开始在此基础上精益求精,不断改进齿轮的加工精度、优化发条材料的热处理工艺、仔细调整摆锤(或尝试制作更精密的摆轮游丝机构)的周期,走时误差在逐渐缩小。虽然距离真正的“精确”还有很长的路,但其相对稳定的走时特性,用于军事指挥和战术协调,其准确性已远超日晷和线香,带来了革命性的变化。
王磊下令,优先制作一批结构坚固、具有一定防震性能、便于携带(尽管仍很沉重,需专用木箱装载)的“军用时计”,配发给各营主官、炮队指挥官以及夜不收斥候队的队正。要求他们在每次行动前,必须到指挥部统一校准对时,并开始尝试以“刻钟”(十五分钟)乃至更小的“字”(五分钟)为单位进行战术协调和行动规划。
这一改变的效果是立竿见影的。一次多营参与的、模拟夜间袭击建奴粮道的联合演练中,各部依照时计指示,克服了黑夜和地形障碍,几乎在同一时刻对不同地点的“敌方”哨卡、仓库发起“攻击”,配合默契,行动如臂使指,令观摩的洪承畴和辽西其他将领们叹为观止,深刻感受到了精确时间带来的指挥效能提升。炮营的训练也更加规范,炮击开始、延伸、徐进弹幕射击的节奏得以精确控制,步炮协同的演练成功率大幅提高。
然而,王磊对时间精度的追求并未止步于战术层面的协调。他的思维指向了一个更专业、更苛刻的领域——火炮的弹道计时。无论是未来可能出现的榴霰弹(空爆杀伤),还是更现实的——计算炮弹对不同距离目标的飞行时间,以更精确地修正射角,打击移动目标或远程遮蔽目标。这需要测量更短的时间单位,需要能测量“秒”甚至更短时间的装置。
现有的机械钟表,即便最好的作品,其秒针走动也难言精确,且无法方便地随时启停以测量特定事件 duration。王磊的思维再次跳跃,他想到了更简单、更直接、也更容易实现短时测量的古老工具——沙漏。但普通的沙漏,用于计量时辰或刻钟,误差尚且很大,何况是测量炮弹飞行那短短的数秒或十数秒?
“能否制作一种极精细、高精度的沙漏,专门用于测量炮弹从出膛到命中目标的短暂瞬间?”王磊向精密作坊的工匠们提出了这个看似简单却极具挑战性的设想,“以此精确时间,结合炮弹初速(虽难精确测量,但可假设为定值),反推实际距离,与瞄准距离对比,从而修正射击诸元,提高远距离射击精度?”
工匠们再次面面相觑,觉得这个任务比造出能走的钟还要困难。炮弹飞行,瞬息之间,白驹过隙,如何捕捉?又如何能精确测量?
那位曾为道观制作过精密更漏的老工匠再次陷入沉思,良久,他缓缓开口:“总镇,若只是测那极短光阴,或可舍命一试。此物之要,首在‘匀’与‘准’。需寻极细、极匀、几乎颗粒一致的金沙或经过特殊处理的细石英砂,反复淘洗、筛选,万中取一。其次,琉璃管需拉得极细、极直、内径均匀如一,两端封口务必绝对平整光滑,稍有瑕疵,沙流便或急或缓,失之毫厘,谬以千里。再者,沙流速度虽主要取决于孔径与沙粒,但仍受天气干燥湿润影响,潮湿则粘滞,干燥则流快……欲其绝对精准,难,难如上青天!”
“不需绝对精准,只需相对准确,能清晰稳定地区分出不同距离下炮弹飞行时间那细微的差异即可!”王磊立刻抓住关键,降低要求,“我们可以通过成百上千次的实弹射击,记录下不同距离目标时,炮弹飞行所需的‘沙量’或‘沙流高度’,制成详尽的对照表。炮手在实际作战时,只需用此特制沙漏测出飞行时间,对照表格,便可大致推知距离误差,从而迅速修正射角!这比单纯依靠观察弹着点来试射修正,要快得多,也准得多!”
思路一经点明,方向顿时清晰。工匠们有了明确的目标。他们立刻行动起来,派人四处寻找最细腻均匀的沙粒(最终选用了一种特定的河金沙,经过干筛、水淘、风选等无数道工序),重金聘请京师大内琉璃厂退下来的老工匠,尝试吹制内径极其均匀的细长琉璃管,并精心研究玻璃与金属的封接技术,确保接口平滑如镜。经过成百上千次的试验、失败、再试验,一种专门用于炮兵测时的“炮时沙漏”终于被制作出来。它体积小巧,仅有手掌长短,内装经过严格校准的特定量金沙,漏完一次约为五至十次心跳的时间(根据设计不同,可测量数秒到十余秒不等),并配有灵活的翻转机关和便于观察沙位的刻度。
王磊亲自参与野外靶场测试。在划定的不同距离上设置目标,命令观测手在炮口焰光亮起的瞬间启动沙漏,在炮弹命中目标炸起烟尘的刹那翻转沙漏,通过观察沙粒剩余的量来估算飞行时间。大量的、枯燥的重复射击和数据记录工作展开了,最终汇聚成一份简陋却极具开创性的《炮击时序-射程对照表》,下发各炮队作为参考。虽然初期使用起来仍显繁琐,且受炮手反应速度影响,但其体现出的科学思想和方法,已远远领先于这个时代。
与此同时,一个更大胆、更富想象力的想法在王磊脑中诞生——既然时间可以被测量,能否直接利用时间来控制炮弹的起爆?他想到了定时引信。虽然现阶段以辽东的工业基础,难以制作复杂的机械钟表式引信,但基于燃烧速度的“药捻引信”和基于沙漏原理的“沙漏引信”,似乎可以尝试。
“沙漏引信”的设想尤为巧妙而大胆:在一个小型的密闭金属管内,装入极细的、经过严格计量的沙粒,并设计一道精巧的、由发射时巨大惯性冲力开启的闸门。炮弹发射瞬间,惯性冲开闸门,沙粒开始流动。沙粒流尽时,会触发一个简单的机械机构(如释放一个小撞针),击发管内预先放置的一个小型雷汞火帽(王磊的化学作坊已能小量制备),从而引爆炸弹(如果是内装炸药的开花弹的话)。通过使用不同管径、不同沙量、不同沙粒粗细的“沙漏计时管”,理论上可以实现不同的延时起爆时间,用于空中爆炸杀伤步兵(榴霰弹)或穿透工事后延时起爆(破障弹)。
理念极其超前,但实践之路坎坷无比。受限于当时的加工工艺,初代的沙漏引信可靠性惨不忍睹,十之八九会失效——要么发射时惯性未能成功冲开闸门,要么沙粒受潮结块无法流动,要么机构卡死未能击发火帽,甚至出现极其危险的早炸……然而,它的出现,却代表着一种革命性的概念——炮弹不再仅仅是依靠碰触目标才能起爆的实心铁球或简单开花弹,而是可以被“赋予”在特定时间或空间点爆炸的、具有一定“智能”属性的武器!王磊深知其巨大潜力,下令成立专门的研究小组,投入资源,持续不断地研究改进,哪怕只能做出极少数可靠样品,其战术价值也不可估量。
钟表与沙漏,一宏一微,一长一短,开始将“精确时间”的概念,逐步注入辽西军队的作战体系之中。当其他明军部队还在依靠将领的个人经验和模糊的“时辰”、“炷香”概念指挥作战时,王磊的麾下已经开始尝试着用“刻钟”和“秒”来调度兵力,用沙漏来校准炮火,甚至憧憬着由时间来控制爆炸的艺术。
这一切的进展,自然瞒不过朝廷和皇帝的耳目。崇祯帝对于王磊竟连“窥测天时、窃夺造化”的精密器械都能仿制改进,心情愈发复杂难言,既惊且惧,又不得不倚重。他再次下旨嘉奖,赏赐金银绸缎,并意味深长地询问“闻卿处巧匠辈出,能制自鸣之器,精巧绝伦,可否选送内府工匠若干,并贡钟数架,以备宫中计时、钦天监考校之用?”
这既是索要技术人才和成果,也是一种试探和牵制——将你的巧匠和精力,分散一部分到宫廷无关紧要的钟表制作和观赏把玩上,以免其专注于军事领域,势力过度膨胀。
王磊心领神会,再次“慷慨”地应允,精心挑选了几名技艺精湛、善于言辞却并非核心攻关骨干的工匠,以及数架装饰华丽、走时相对较准的仿制钟表,送往京师,满足了皇帝的虚荣心和制衡术,同时也将“辽东能制精密钟表”的名声远播出去,反而暗中吸引了更多对机械感兴趣的民间巧匠和落魄文人前来投效。
时间的齿轮,在王磊的推动下,悄然在辽西的土地上加速转动。每一秒的精确积累,都在为未来那决定乾坤的瞬间,积蓄着颠覆性的力量。战场之上,刹那之差,往往便决定了帝国的兴衰。