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第七百三十五章 化学启蒙

    《芳明1128》经典语录频出,来寻找共鸣。
    明州中学大厦围成的天井四周,三千多名七年级学生端坐整齐,讲堂后排还有不少来旁听的士人学者。今日开学,最让人好奇的是这门谁也未曾听说过的“化学”。
    台下还有一批特別来旁听的学者,皆是来自各地的秀才、举人,甚至还有一些前宋进士,王伯庠与陆宏毅便坐在最前排,屏息凝神地看著她手中的书册。翻开那本薄薄的教材,上面没有四书五经,没有阴阳五行,也没有太极八卦,而是几个从未见过的词语——“物质、分子、原子、元素……”
    站在讲台上的內阁总理大臣方梦华,翻开手中的新学教材,环视一圈,微微一笑道:
    “你们去年在物理课中,学过槓桿、滑轮、浮力,知道天下万物遵循规律,非神祇掌控。今日,我要带诸位进一步认识世界——物理变化与化学变化。”
    她举起一张白纸,当著眾人的面,两手一撕。
    “这是一张纸,我撕开它,它仍是纸,对不对?”
    学生们点头。
    “那么,若我將它点燃?”
    她將碎纸片放入铜製的托盘中,取出一根点燃的火摺子,轻轻一触。剎那间,白纸捲曲燃烧,冒出青烟,化作灰烬。
    “现在,它还是纸吗?”
    “不是了!”一名学生脱口而出,“它变成了灰!”
    “正是!”方梦华微微頷首,“撕纸,是物理变化,它的本质未变;烧纸,是化学变化,它已变为灰烬与烟气,无法復原。”
    眾人恍然,低声议论,似乎在消化这番话。
    她不再多作解释,而是让学生自行思考,隨即翻过书页,进入第二个话题。
    “我知道你们中不少人家中长辈曾是舟山军,甚至有些人家中从军,或许见过军中武器的变迁。”她扫视台下,语气一转,“那么,有谁能说说,咱们舟山军早年是用什么攻城守寨?”
    “投石机!”几个学生立刻应道。
    “不错,配重式投石机,利用槓桿原理,將石块拋出,攻城拔寨。”她在黑板上画出简单的槓桿图示,“这是物理学的应用,巧妙利用力矩原理,能將数十斤乃至百斤巨石远远投掷出去。”
    眾人点头,这些基本的物理原理,他们去年已经学过。
    “可是,到了现在,舟山水师、明军陆军,已经不再倚赖投石机,而是使用更强大的火器。”她停顿了一下,转身拿起案上一根黑色铜管——那是一枝小型手銃,专门用来展示结构。
    “这,就是火器的雏形。”
    学生们顿时屏息,许多从未近距离见过火銃的人都睁大了眼睛。
    “这与投石机不同,火器並不依靠槓桿、滑轮这类物理机械原理,而是利用火药的爆炸力来发射弹丸。”她打开火銃的药槽,取出少许黑色粉末,在掌心摊开,“这就是火药。它本身並无力气,然而,一旦点燃——”
    她將少许火药撒入铜碗中,远远地伸出火摺子,点燃!
    “嘭!”
    火光闪过,黑色粉末瞬间化作火焰与白烟,场內许多学生不由地惊呼出声。
    “火药点燃,会释放大量气体,这些气体无法迅速逃离,只能向外推动铜管內的弹丸,使之高速飞出——这就是火器发射的原理。”
    她將火器与投石机並列在案上,目光扫过满堂学生,语气深沉:
    “投石机,是物理学的应用,槓桿之力可计算、可调整,力矩越大,投石越远。”
    “而火器,则是化学的力量——火药燃烧,產生气体,推动弹丸。这不是槓桿能计算出的力,而是来自物质本质变化的推动力。”
    “物理学,能让我们製造更精巧的机械,提升生產效率;而化学,则能让我们开发新材料、新药物、新武器,改变整个世界。”
    这番话,使整个大堂陷入短暂的沉默。
    片刻后,一名学生喃喃道:“所以,学好这门学问,我们可以造出比火銃更强大的武器?”
    “不止是武器。”方梦华微微一笑,“农田施肥、冶金铸造、染料製作、药材提炼,甚至食盐的纯化,都与化学相关。”
    刚刚经歷过“火药爆炸推动火器”的演示,学生们仍沉浸在震撼之中。然而,方梦华並未停下,她转身从案上取出一个装有透明液体的玻璃缸,缸內立著一根细长的蜡烛。
    “刚才我们谈到了火药燃烧时產生大量气体,现在我们来看另一个问题——火焰为什么会熄灭?”
    她轻轻点燃蜡烛,火光跳动。接著,她拿起一个透明的玻璃罩,缓缓扣在蜡烛上。
    “大家仔细观察。”
    蜡烛的火焰跳动了一下,逐渐变小,不一会儿,“噗”的一声,完全熄灭。
    “为什么蜡烛会熄灭?”
    学生们沉思片刻,一名去年学过“压强”的少年举手:“大人,莫非是因为罩內空气被用光了?”
    “没错,火焰燃烧需要空气中的某种成分,当这种成分被耗尽,火焰就会熄灭。”她顿了顿,“但空气中真正支持燃烧的部分,到底占多少?”
    她从案上拿起一个圆口长颈的玻璃瓶,瓶內装了约五分之一的水。然后,她放入一根短蜡烛,点燃后迅速用透明的玻璃罩封住瓶口。
    隨著蜡烛燃烧,瓶內的水面缓缓上升,直到火焰熄灭,水面正好上升至原本空气体积的五分之一。
    “这证明了什么?”方梦华环视眾人,“来,谁能说说?”
    台下议论纷纷,一名学习优秀的学子试探道:“火焰烧掉的,正是空气中那五分之一的部分?”
    “没错!”她点头,“也就是说,空气不是单一的,而是由不同的成分组成。其中五分之一的部分,支持燃烧;而剩下的五分之四,则不支持燃烧。”
    此言一出,台下士子一片惊嘆。他们原以为空气是一种“气”,如今才发现其中有不同成分之別!
    方梦华见眾人理解,这才拿出一个小瓷瓶:“刚才我们发现,空气中有一种支持燃烧的物质。那么,我再问你们,世上是否存在比空气更能助燃的东西?”
    学生们面面相覷,无人能答。
    “这便是龙虎山天师道所用的『三仙丹』。”她將瓷瓶打开,倒出一撮暗红色的粉末,“它的名字听起来神秘,但本质上不过是一种炼丹士流传的丹药,里面的成分——叫做氧化汞。”
    她隨即將这红色粉末倒入一只小玻璃试管中,然后用一条细长的铁丝夹住试管,伸入酒精灯的火焰加热。
    不多时,红色的粉末开始发生变化,隱约可见试管內壁上出现亮晶晶的液滴——那是水银!
    “这粉末受热之后,还原出来的,就是水银。”她举起试管给眾人看,“这是炼丹术士所谓的『三仙归一』,但在我们看来,这只是物质变化的过程。”
    隨即,她將一根尚未燃烧的木条放入试管口。奇蹟发生了!原本几乎熄灭的木条,突然“呼”地一下重新燃烧起来,火焰旺盛得几乎超过刚才<i class=“icon icon-unie00e“></i><i class=“icon icon-unie071“></i>在空气中的程度。
    “大人,这……这是什么道理?”一名学生惊呼。
    “刚才的红色粉末,受热后被分解,產生了水银,也释放出了一种能大幅助燃的气体。”方梦华微笑,“它比空气中的助燃气体更为纯粹,因此让木条燃烧得更旺。”
    这时,一名来旁听的士子突然喃喃道:“那么……这所谓的『三仙归一』,实际上就是水银的还原,並不是什么神仙变化?”
    方梦华微微一笑:“你若还想问它究竟是什么变化,那便要谈到——氧化与还原。”
    “还记得刚才烧掉的蜡烛吗?它燃烧后变成了什么?”
    “变成了黑烟和灰烬!”
    “不错,这是一种变化。”方梦华点头,“我们刚刚看到的氧化汞加热,变成了水银和助燃气体,这也是一种变化。但这两种变化,本质上是相反的!”
    她拿起粉笔,在黑板上写下:
    氧化汞(红)→水银(银)+助燃气体
    “这个过程,我们称之为『还原』,因为氧化汞中的一部分成分被释放,回到了原来的水银状態。”
    隨即,她又写下另一行:
    水银+助燃气体→氧化汞(红)
    “而如果我们让水银重新与这种助燃气体结合,它又会变回红色的粉末。这个过程,就是『氧化』。”
    她放下粉笔,转身看向学生:“这两种变化,一个让物质重新获得某种成分,一个则是失去。这,便是『氧化』与『还原』的基本概念。”
    学生们的眼中满是震撼与惊奇。他们刚刚理解了“氧化与还原”的概念,如今正期待著方梦华带来更多崭新的知识。
    方梦华走到讲台中央,手中端著一个小陶碗,里面装著一些奇异的紫色汁液。
    “各位,这是紫甘蓝水。”她举起碗,让学生们看清,“这种菜你们或许见过,拿来炒食是极好的,但今天我们用它来做一个实验。”
    她取出两个透明的玻璃瓶,一个装著无色的清水,另一个则装著透明但气味刺鼻的液体。
    “这是清水,这是醋。”她將紫甘蓝汁倒入清水,水依旧透明,“看,清水没有变色。”接著,她又將紫甘蓝汁滴入醋中,液体立刻变成了鲜艷的红色!
    学生们惊呼出声。
    她隨后拿起另一瓶液体——这次是家家户户都有的石灰水。
    当紫甘蓝汁滴入其中,液体转为蓝色。
    “而这种使紫甘蓝变蓝的物质,我们称之为碱。”
    她轻轻一笑,“这便是酸和碱的最基本区別。”
    学生们正惊嘆於顏色变化时,方梦华忽然问道:“那么,酸和碱能不能互相影响呢?”
    她舀了一些石灰水,滴入刚刚变红的醋液中,隨著搅拌,红色逐渐褪去,变回了紫色,最后变成淡蓝色。
    “酸与碱互相作用,便能中和。”她解释道,“这一过程,会產生新的物质。我们来看看一个重要的例子——碱与油脂反应,能產生什么?”
    她从桌上拿出一块灰白色的物体,“这是一块肥皂。”
    “各位可能不知道,这肥皂最早是如何製造的。”她顿了顿,“当年达蓬山军中,为了解决卫生问题,我们尝试用『碱』来处理『油脂』,结果发现,这两者相互作用后,会形成一种能洗去污垢的新物质。”
    她写下化学方程式:
    油脂+碱→肥皂+甘油
    “这过程称为『皂化反应』。”她环顾眾人,“换句话说,肥皂不是什么神秘之物,而是由碱和油脂化合而成的!”
    学生们惊讶不已,过去肥皂被视为贵重的进口物品,如今竟然可以用这么简单的方法製造!
    一名少年迟疑著问:“那么……若是我们能掌握这个方法,岂不是可以让天下人都用上肥皂?”
    方梦华笑道:“正是如此!我们已经开始在各地推广肥皂製造,未来人们將不再受污垢困扰,疾病也能因此减少。”
    “我们刚才学到了物质的酸与碱,也学到了氧化与还原。但现在,我要让你们重新思考一个问题——这个世界的万物,究竟该如何分类?”
    她拿起粉笔,在黑板上写下了传统的“金、木、水、火、土”五行。
    “自古以来,世人认为万物属於五行:金属坚硬,木材有生机,水可渗透,火能燃烧,土则厚重不变。”她指著这几个字,“这种分类方式简单易懂,但並不能真正解释物质的本质。现在,我们来重新定义它们!”
    她在黑板上写下:
    金→金属(如铜、铁、银)
    木→有机物(如木材、油脂、布匹)
    水→酸、碱、盐溶液(如醋、石灰水、海水)
    火→气体与能量(如空气、燃烧的火焰)
    土→不溶性无机物(如泥土、陶瓷、石灰石)
    “这便是我们用化学重新詮释的『五行』。”她放下粉笔,目光炯炯,“这样的分类,不仅符合传统的观念,更能帮助我们理解世界的本质。”
    她看向眾人,“你们可愿以这种方式来探索万物的奥秘?”
    学生们纷纷点头,兴奋之情溢於言表。
    “好,今日的课程便到此。”方梦华微笑,“但这只是开端。未来,我们將继续探索,將这些知识应用到炼金、炼钢、製药,甚至改变战爭的方式!若能理解这个道理,你们会发现——炼丹术,不是神秘之学,而是可以被验证的科学!”方梦华收笔,目光灼灼地环视眾人:“而掌握这种变化的知识,未来將决定我们如何炼钢、如何製药,甚至如何开发更强的火器!”
    方梦华收起书册,神色坚定地环顾四周:“此乃『新学』,亦是大明国未来之根基。今日开课,只是第一步。”她微微一笑,“接下来的七年级,诸君將学习许多前所未闻之事——愿你们好好珍惜。”
    掌声,在这座课堂內,响起。
    台下的士子已经被这崭新的学问震撼得说不出话来。过去炼丹术士所谓的“仙丹变化”,在这里被以最清晰的方式解释得明明白白,毫无神秘之处。
    王伯庠深吸一口气,低声自语:“这门学问……若真如此有用,当可改变天下之格局……”
    这一刻,不论是少年学子,还是来旁听的士人,都已明白——这门学问,將会彻底改变这个世界,自己所学的不仅是知识,而是推动天下变革的钥匙。
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