海风带着咸腥气穿过半开的窗棂,将书案上的绢布吹得簌簌作响。
陈墨按住那张绘制到一半的舰船龙骨图,手指在榫卯结构的接合处停顿了片刻。油灯的光晕在图纸上摇曳,将他这些日子熬出的眼袋照得愈发明显。门外传来三更的梆子声——这已经是连续第七个在工坊值房里过夜的晚上。
“大人,您该歇息了。”
年轻的学徒端着一碗还冒着热气的黍粥进来,小心翼翼放在案几边缘。这孩子姓郑,是陈墨从将作监数百工匠子弟里亲手挑出来的,眼神里有种对机关之术近乎痴迷的光亮。陈墨摆摆手,目光仍锁定在眼前摊开的另一卷竹简上。
那不是什么造船图样,而是少府藏书阁里取出的《淮南子·天文训》。
“你看这里,”陈墨的手指划过竹简上早已模糊的墨迹,“‘北斗七星,所谓璇玑玉衡,以齐七政’。前汉时就有观星定方位的说法,可如何将这‘齐七政’的法子,用在茫茫大海上?”
郑学徒凑近了看,皱眉道:“海上颠簸,观星仪怕是用不了。咱们在陆上用的浑仪、简仪,到了船上怕是连水都端不平。”
“正是这个难处。”陈墨直起身,揉了揉发酸的脖颈。
窗外,琅琊台方向隐约传来凿木的声响——那是夜班工匠在赶制第三艘楼船的龙骨。自从陛下颁下《开海事略》,整个东海沿岸的造船工坊都已进入一种近乎疯狂的忙碌状态。木材从益州、荆州顺长江而下,桐油从豫州、兖州源源不断运来,而最缺的,始终是时间和能用的法子。
海政院三天前送来密令:陛下要的不是能在近海转悠的船队,而是要能“循星斗而渡鲸波,依辰象而航万里”的真正海舟。这话说得文雅,落到陈墨肩上,就是必须解决的难题——没有可靠的导航手段,再大的船出了海也是瞎子。
“大人,海政院曹主事又派人来催问进度了。”门外传来值守卫士的声音。
陈墨眉头一皱。曹主事曹寅,原是南阳郡的盐铁官,因精于算计被糜竺调入海政院,专司各工坊的物料核销与进度督查。此人做事倒是勤勉,可那股子处处计较、事事催逼的劲头,常让工匠们私下抱怨“比凿榫头还磨人”。
“告诉他,明日辰时,我自会去海政院禀报。”陈墨的声音里透着一丝疲惫,却依然沉稳。
等卫士脚步声远去,他才从案下抽出一只扁平的木匣。打开匣盖,里面整齐排列着十二块打磨光滑的漆木板,每块约手掌大小,边缘刻着细密的刻度。这是他这七天试制的第三版样器——前两版要么太重,要么刻度不准,都在测试时废掉了。
“郑儿,取我的观星笔记来。”
事情要从半月前说起。
那日刘宏亲临琅琊船坞巡视,站在已初具雏形的楼船龙骨前,突然问了个让随行众臣都愣住的问题:“此船若能出海千里,卿等如何知其所处何方?又如何知其将往何处?”
当时在场的将作监官员、水军将领面面相觑。最后还是水军都督赵莽硬着头皮答道:“可循海岸山形,观日月升降,老练舵工自有......”
“若是远离陆地,四顾唯见海天呢?”刘宏打断他,目光扫过众人,“朕翻阅前朝典籍,武帝时遣楼船将军杨仆征东越、南越,舰船曾远至日南郡。然战报中常言‘迷失道’、‘误入歧流’。二百余年过去,我大汉的船,难道还要靠撞运气找方向?”
这话说得重,当场跪倒一片。
陈墨当时也在场,正蹲在龙骨旁检查一处榫接。他直起身,拱手道:“陛下,此事非不能为,只是需时钻研。臣观《周髀算经》有测日影之法,《淮南子》有观星之论,或可化用于海上。”
刘宏的目光落在他身上,停顿了片刻:“陈卿需要多久?”
“三个月。”陈墨说这话时,其实心里没底。
“朕给你两个月。”刘宏的语气不容置疑,“海政院会调拨一切所需人手、物料。八月仲秋之前,朕要看到能在海上用的导航之法——不拘是器物、图册,还是操典。”
天子金口一开,便是军令状。
从那天起,陈墨的值房就再没熄过灯。他将将作监的日常事务托付给两位副手,自己带着精选的二十余名工匠、三名从太史令衙门借调来的星官,一头扎进了这个前所未见的难题里。
最初的思路是改良陆上用的浑仪。但正如郑学徒所说,海上颠簸,那种需要精密调平、缓慢旋转的铜制仪器根本无用武之地。第一次模拟测试时,他们将缩小版的浑仪放在摇板上,结果稍一晃动,窥管就偏离星辰方向,误差大得可笑。
第二次尝试是用悬挂式的“司南”——也就是磁勺。这在陆上指示南北大致可行,但到了海上,船体本身的铁钉、铁构件就会干扰磁性,更别说磁勺在摇晃中根本稳不住。测试那日,陈墨亲眼看着那枚精心打磨的磁勺在木碗里转得像陀螺,最后“啪”地一声裂成两半。
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星官里最年长的王太史令私下劝他:“陈大人,非是下官泄气。这观星定位于海,自古便是天险。昔年秦始皇遣徐福东渡,所携重宝中便有‘司南车’,结果如何?还不是......”
“还不是杳无音讯?”陈墨接过话头,眼神却更坚定了,“正因前人不曾真正做成,今日才更要做成。陛下要开拓海疆,若连方向都摸不清,谈何开拓?”
《淮南子·天文训》是陈墨找到的第七卷相关典籍。
之前他翻遍了石渠阁能找到的所有前汉星象记录,甚至托人去洛阳白马寺,问那些刚刚开始译经的天竺僧侣——听说他们从天竺渡海而来,或许有跨洋导航的法子。结果僧侣们双手合十,只说“依佛菩萨指引”,听得陈墨哭笑不得。
转机出现在三天前的深夜。
那晚陈墨正在核对一批新到的桐油质量,郑学徒突然抱着几卷落满灰尘的竹简冲进值房:“大人!您看这个!”
竹简是从少府库房最角落的木箱里翻出来的,箱上封泥显示是前汉元封年间入库,距今已近三百年。其中一卷的简牍已有些散乱,但开篇几行字让陈墨瞬间屏住了呼吸:
“欲知地之远近,当观北辰之高低。极北之地,北辰近在头顶;南行千里,北辰渐低三度。此天之尺也。”
北辰,就是北斗七星。这段话的意思再明白不过——观察北斗星在天空中的高度,可以推算出所处位置的南北距离!
陈墨猛地站起身,竹简在手里微微发颤:“这是谁人所着?可有署名?”
郑学徒翻到卷末,借着灯光辨认模糊的字迹:“好像......是前汉一位姓落下的大史令?名字这部分虫蛀了,看不清。”
落下闳。陈墨知道这个人,汉武帝时参与制定《太初历》的天文大家。没想到这位两百多年前的先贤,早已洞察了通过星辰高度测定地理位置的基本原理!
“可这‘度’该如何量?”陈墨喃喃自语,重新坐回案前。
竹简上接下来的内容更关键:“制板为尺,穿孔窥星,以绳测角。板距目一尺,绳长若干,可得其角......”
接下来的简牍残缺严重,但核心思路已经清晰:制作一块有刻度的平板,在板上开一个小孔,透过小孔观测星辰,再用带刻度的绳子测量视线与平板平面的夹角,就能得到星辰的“高度角”!
“板距目一尺......绳长......”陈墨抓起炭笔,在草纸上飞速演算。
如果平板距离眼睛一尺远,用绳子量出视线与平板的夹角,那么根据勾股定理,就能算出星辰的仰角。这原理和陆上用的“勾股测日影”其实一脉相承,只是把测量太阳影子换成了直接测量星辰视线!
“郑儿,取矩尺和算筹来!”
此刻,陈墨面前的漆木板,就是基于这个原理试制的第三版“测星板”。
板子用上好的梓木制成,浸泡桐油后阴干月余,确保不会因海上湿气变形。正面从下到上刻着从零到九十度的精细刻度,每度又分十小格。板子正中央是一个用青铜镶嵌的小孔,孔径只有粟米大小,必须打磨得极其光滑,才能保证观测时视线不被扭曲。
板子顶部有个可转动的横轴,轴上悬挂着一根用蚕丝与马尾混编的细绳,绳上每隔一寸系一个小结,结上涂着不同颜色的漆——这是为了在昏暗光线下也能辨认刻度。
理论上,使用时将板子竖直举在眼前一尺处,闭上一只眼,用另一只眼透过小孔瞄准要测的星辰。然后调整板子角度,使星辰、小孔、眼睛三点成一线。此时板子与水平面的夹角,就可以通过垂绳在刻度板上的位置读出来。
“道理是通的,”陈墨对郑学徒解释,“可难就难在‘一尺’这个距离。海上颠簸,人举着板子,手一晃,距离就变了。距离一变,算出来的角度全错。”
前两版失败就在这里。第一版他做了个木架,想把板子固定在眼前一尺处,结果发现人必须保持绝对静止——这在摇晃的船上根本不可能。第二版他尝试用伸缩杆调节距离,可杆子自身的微小弯曲就会导致巨大误差。
“大人,或许......咱们想错了方向?”郑学徒犹豫着开口。
陈墨抬眼看他:“说下去。”
“竹简上说‘板距目一尺’,可没说必须是一整尺啊。”少年眼睛发亮,“若是咱们做一个......做一个能卡在脸上的东西?就像,就像单眼的眼罩?把板子固定在一端,另一端紧贴眼眶,这样距离就永远固定了!”
陈墨愣住了。