京西兵器厂边缘,那几排挂着“大明格物学堂”匾额的旧仓库里,此刻却弥漫着一种与窗外热火朝天的钢铁洪流格格不入的凝滞气息。炭笔在黑板上画出的那些规整的三角图形,以及旁边标注的 sin、cos、tan 等符号,像是某种来自异域的诡异咒文,让台下坐着的几十名工匠生徒眉头紧锁,眼神里充满了茫然与挣扎。
这些被遴选出来的工匠,多是厂内手艺精湛、略识些字、被认为有“潜力”的苗子。他们能凭借手感将铁胚千锤百炼成合格的枪管,能依着模子打造出分毫不差的标准化零件,甚至能对着图纸进行简单的组装。但当小满试图将他们引向支撑这一切背后的数理世界时,那堵名为“经验”与“习惯”的高墙,便轰然矗立。
“先生,”一个年纪稍长、脸上带着火燎印记的铸炮匠人,终于忍不住举起手,声音带着北方汉子特有的直率与困惑,“您画的这勾勾圈圈,还有这‘塞因’、‘抠塞因’,俺们瞧着跟天书似的。俺就知道,炮管子抬多高,火药给多少,炮弹大概能飞多远,这都是老师傅手把手教,自个儿慢慢试出来的。您这……有啥用啊?”
台下响起一片压抑的附和声。对于他们而言,角度就是“抬高点”、“放平点”,距离就是“一箭之地”、“半里远近”,这些模糊却实用的概念,早已融入他们的血液。黑板上的精确角度和复杂公式,反而显得虚无而隔膜。
小满握着炭笔的手顿了顿,看着台下那些质朴而焦灼的面孔,没有不悦,只有一种深沉的理解。他想起自己最初接触这些知识时的晦涩,也意识到自己犯了一个错误——他试图直接灌输理论的果实,却忘了告诉他们这果实生长于怎样的土壤,又能结出何种现实的花朵。
他轻轻放下炭笔,擦掉了黑板上那孤零零的直角三角形和公式。
“诸位的问题,提得好。”他的声音平静,打破了学堂内的沉闷,“知其然,不知其所以然,终究是空中楼阁。今日,我们便不谈这‘塞因’‘抠塞因’了。”
他转身,在黑板上画了一个简易的炮台侧视图,炮口以一个明显的仰角指向斜上方。
“我们只谈,若想让这炮弹,越过前方三里处的那道土丘,精确砸中土丘后藏着的蒙古包,这炮口,究竟该抬起多少度?或者说,该像各位老师傅说的,‘抬多高’?”
他又在另一侧,画了一个棱堡凸角的简化剖面,标注出墙面与地面的夹角。
“我们再谈,为何这棱堡的墙面,非要砌成这等斜的,而不是直的?这斜面上,挨上一发石弹,或者被攻城槌撞上,受力与那直墙,有何不同?为何直的容易塌,斜的就能扛得更久?”
他目光扫过台下,那些原本茫然的眼睛里,开始闪烁起一丝丝兴趣的光芒。这些问题,切中了他们日常劳作与未来战阵中最实际、最核心的关切。
“要回答这些问题,”小满的声音提高了一些,带着一种引导性的力量,“就离不开我们刚才画的那些‘勾勾圈圈’,离不开那些你们觉得无用的‘塞因’‘抠塞因’!只不过,我们不再干巴巴地念它,而是用它,来解我们眼前最要紧的‘应用题’!”
从这一天起,格物学堂的数学课,彻底变了模样。
小满连夜重新编撰了教材,称之为《格物基础·算理篇(军械应用例注)》。这“教材2.0”版本,通篇看不到孤立的公式定理,每一个知识点的引入,都伴随着一个具体的、来自军工实践的案例。
讲勾股定理,不再是单纯计算直角三角形的弦长,而是用来测算不同棱堡凸角之间,形成交叉火力覆盖的精确距离,确保不留死角。
讲相似三角形,不再是纸上谈兵,而是让生徒们扛着标杆和测绳,到校场上去实际测量一堵高墙的距离,或者计算炮弹落点与观察哨所之间的位置关系。
而重头戏,自然是三角函数。
小满制作了巨大的、可以灵活调节角度的木质“炮管模型”和标有刻度的“射表”。他不再要求生徒们死记硬背 sin 30° = 1\/2,而是带着他们,在假设火药推力恒定的前提下(他简化了变量),反复演练:
“目标距离五百步,依射表对应,仰角当为 xx 度 x 分(他引入了更精确的角度单位),诸位用这量角器,将炮口调至此处,试射!”
“若风向自左而来,为抵消风偏,仰角需略增,方位需略向右调,其调整量,可依据风力估算,参照此修正量表……”
他将一个复杂的弹道计算问题,拆解成了查表、调整、修正等一系列相对固定的“操作流程”,而三角函数,就隐含在这些流程的背后,成为了理解“为何要这样调整”的钥匙。
讲斜面受力,他不再空谈力的分解,而是让生徒们用沙袋和简易杠杆,模拟石弹撞击直墙与斜墙的不同效果。让他们亲手感受,同样的冲击力,作用在斜面上时,那股试图推倒墙壁的“分力”是如何被大大削弱的,从而直观地理解棱堡设计的力学优越性。
“应用题比纯公式好懂。”小满看着台下那些不再昏昏欲睡,而是开始激烈争论炮口该抬几度、墙面倾斜几许最划算的工匠们,对身旁前来观摩的徐琨低声说道,“他们不需要成为数学家,但他们需要明白,他们手中的活计,背后的道理。明白了道理,才能举一反三,才能改进,甚至创新。”
徐琨看着一个年轻的工匠,因为成功计算出一次模拟炮击的仰角并“命中”目标而兴奋得满脸通红,忍不住感慨:“以往,这些都是不传之秘,靠的是师傅的心诀和个人的悟性。如今……竟能如此传授!假以时日,我大明军中,何愁没有精于演算之匠才?”
变化,在悄然发生。
学堂内的演算稿纸上,不再只有歪歪扭扭的数字模仿,开始出现了带着明确目的的几何辅助线和角度标注。工匠们休息时闲聊的话题,也从家长里短、手艺窍门,偶尔会蹦出“射角”、“合力”、“摩擦系数”之类的词语。虽然用得生涩,却代表着一种思维方式的浸润。
三个月后的考核日。
校场上,设立了数个模拟炮位,目标物随机布置在不同距离、不同方向上,甚至设置了简单的“障碍”(如矮墙)。要求生徒们在规定时间内,独立完成测距、查表、计算仰角与方位、调整炮位(模型)等一系列操作。
没有师傅在一旁提点,没有现成的答案可抄。有的,只是他们过去三个月磨得发亮的量角器、算盘,以及那本被翻得卷了边的《军械应用例注》。
小满、徐琨,还有闻讯特意赶来的寿安郡主,站在场边静静地观看着。
只见那些曾经对 sin、cos 大惑不解的工匠们,此刻虽面色紧张,动作却是有条不紊。他们熟练地使用标杆进行测距,低头快速翻阅射表,在稿纸上列式计算,然后果断地调整着炮口的角度和方向。
“目标甲,距离四百二十步,偏低矮墙一道,计算完毕,仰角 xx 度 x 分,方位正东!”一个工匠大声报出数据,同伴迅速操作。
“目标乙,距离六百步,风向西南,风力约二级,计算完毕,仰角需增加 x 分,方位向右修正 x 度!”另一个小组也很快完成了测算。
尽管计算速度有快有慢,结果也存在细微误差,但绝大多数小组,都独立完成了任务,并且其调整后的“炮击”,在模拟演示中取得了相当高的“命中率”!
考核结束,小满看着面前这群肤色黝黑、手掌粗糙,眼神里却不再只有懵懂、更多了几分自信与笃定的工匠,脸上露出了难得的、发自内心的笑容。
他清了清嗓子,声音传遍全场:
“今日之考校,诸位于测算之道,已登堂入室。虽前路尚远,然基石已奠。自此,尔等便算是我大明……嗯,第一批‘算法工程师’毕业了!”
“算法工程师?”台下众人面面相觑,对这个古怪又新奇的称谓感到疑惑,但从小满的语气和笑容里,他们听出了肯定与期许。
虽然他们还不完全明白“工程师”意味着什么,但他们知道,自己似乎已经触摸到了一种不同于祖辈相传的、全新的力量。一种可以用笔和算盘,在一定程度上驾驭火药与钢铁的力量。
夕阳的余晖洒在格物学堂简陋的屋檐上。小满知道,这只是万里长征的第一步,这些“算法工程师”还远未成熟。但至少,理性的星火,已经在这片古老的土地上,找到了第一批可以承载它的薪柴。
文明的演进,有时就始于这样不起眼的、将知识与实践艰难结合的瞬间。
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