第五十八回 等分法制尺

“你们要做的，就是打制出一批精确度更高的卡尺，”李彦将尺子拿在手上比划着：“一分的精度太粗略，一毫的精度也难以达到，所以我们先做到一分的三分之一，就叫三分之一分尺。”要想提高精密制造的水平，测量工具的精确度是必须要提高的，李彦大致估算了一下，一尺有三十多分米，三分之一分差不多是一毫米左右，这个精度显然还是不够的。李彦将三分之一分尺规定为基本尺，也就是所有的直尺、角尺、卡尺、软尺等测量长度的工具精度，都必须在一分的基础上提高到三分之一分。李彦看了看面色有些迷惘的工匠：“三分之一分的精度，你们可以做到吧？”昨天晚上想了很久，李彦才想到用这个办法来实现精密制造，尚未来得及仔细推敲，也不清楚这个时代的工艺水平，能不能实现他的想法。“徐洪，你能做出三分之一分尺吗？”李彦看向脸色凝重的徐洪。徐洪担忧地看了李彦一眼，犹豫着摇了摇头：“小老儿不知，如何做量尺，小老儿并不知晓，或许官府那边才有专门的工匠。”李彦皱了皱眉头，对于如何做出精度更高的量尺，他也是没有思路：“看来，也只好想法请些官匠了。”“切！”刘铁锁不屑地哼了一声：“官府里那些工匠懂什么，三分之一分也不算难事。”“你能做？”李彦看了刘铁锁一眼，此人的手艺确实高超，就是脾气太过暴烈，需要打掉傲气。“不会是吹牛吧？”李彦仿着刘铁锁的口气，也哼了一声。刘铁锁瞪大了眼睛：“??率裁础５茸趴春昧恕！?见刘铁锁这么说。李彦估计他确实有办法。故作轻蔑地笑道：“就算你真能做出三分之一分尺。那能做五分之一分。十分之一分不？”刘铁锁没好气地白了李彦一眼：“我刘铁锁能做到五分之一分。不信还有做得更小地。”“呵呵。我却能做出三十分之一分尺。”李彦不屑地笑道。“你就吹吧！”刘铁锁瞪了瞪眼睛。终究记得李彦地身份。没有破口大骂。李彦笑了笑。从身上掏出另外一张纸。在刘铁锁眼前展开：“能看懂不？”纸上画着的是一只卡尺的简易结构图，与常见卡尺不同的是，这只卡尺的游标上也有刻度。卡尺上标记的刻度为三分之一分，游标上标记的刻度为三十等分，总长为九分，每一刻度为十分之三分，两者相差三十分之一分，也就是这种游标卡尺的测量精度。将一分的长度三等分、也就是将十分的长度三十等分，与九分长三十等分的难度相差不大，既然刘铁锁能做到五分之一分的精度，自然能做出符合要求的卡尺与游标刻度。“咦！”刘铁锁看到这种游标卡尺的示意图，眼睛瞬间亮了起来，随即皱起眉头。“好设计，”刘铁锁抬头看着李彦，目光不再像方才那般桀骜不驯，而是有些佩服：“有了这个设计，卡尺的精度确实能达到三十分之一分，甚至更高。”刘铁锁虽然狂傲，不过他也最佩服有能力的人，他一眼就看出游标卡尺的原理和作用，利用卡尺与游标刻度的差异，从而能获得更高的测量精度。刘铁锁顿时为这巧妙的设计所折服，对李彦的态度马上有了改观。“如果做出五分之一分尺，游标刻度设计成……九分……不是……”刘铁锁急得直挠头，显然缺乏必要的数字计算能力，想要算出游标刻度的设计却是不能。“九分五十等分，测量精度为五十分之一分，”李彦很快算出最简单的一种设计方式。“受教了，”刘铁锁心悦诚服地向李彦拜了拜，他虽然孤傲，但对游标卡尺这样的天才设计，确实由衷敬佩。李彦很快见识到刘铁锁制尺的办法，虽然算不上非常精确，但却十分巧妙，配合刘铁锁精湛的手艺，做出的刻度误差很小。制尺的原理其实也很简单，刻度尺的制作无非就是将标准尺进行等分，一尺十等分为寸，一寸十等分为分，一分十等分为厘。无论是尺、寸、分，等分的办法都是一种，李彦将其命名为投射法。譬如要等分标准尺，可以用标准尺量出一根十尺的竹竿，并在每一尺的长度端点系上一根等长的麻线，麻线的另外一端全部系在某个点上，使得每根麻线都绷直。然后就是将待等分的标准尺放到麻线拉出的线网中，测量最外侧两根麻线的间距，找到恰好为一尺的那个位置，则绷直的十一根麻线恰好将标准尺十等分。当然，这只是投射法的基本原理，实际操作要复杂、精细得多，在如何确保定位的精确方面，刘铁锁还有很多妙到毫巅，让人叹为观止的小手段，可以将最终的误差控制在很小的程度。本来，刘铁锁这些手艺是不会让别人看到的，但是李彦拿出了游标卡尺的设计，他也就不好意思一点东西都不露出来，这才同意李彦给他安排助手，并将这些手段记录下来。在李彦的刻意“压迫”下，刘铁锁、徐洪、杨四，甚至还包括其他几个手艺纯熟的工匠，都或多或少拿出了一些独特的手艺，这不仅让别的工匠欣喜若狂，他们相互之间也能学到新东西，有了这个好的开端，也就更不好藏着掖着，每个人压箱底的才艺都是逐渐展露出来。李彦前世只是对历史比较感兴趣，这种纯技术性的东西懂得并不多，整个上午都是饶有兴趣地参加到徐洪他们制锁，以及刘铁锁制尺的工作中，并指导学徒进行记录。李彦发现用毛笔记录的不方便，那几个学徒本来就不是纯正的读书人，没有练过速记，有时手里托着纸簿，写得很别扭。铅笔？钢笔？圆珠笔？还是鹅毛笔？李彦虽然也觉得毛笔字实在是种美妙的艺术形式，但是在科技的发展面前，就连写字都要被慢慢淘汰，这时候也顾不得保护毛笔字，该出现的总会出现，不过是提前一些罢了。铅笔涉及到材料石墨，鹅毛笔太原始，圆珠笔似乎不大好搞，倒是钢笔不算太复杂，李彦将没有事情的工匠召集到一起，画了个简单的示意图给他们看。“我要你们做出这种形状的笔尖，材料为薄薄的铁皮，笔端有条细缝，笔尖要光滑耐磨，你们可以蘸墨后在纸面上试验。”“要做这个东西不难，可是它能用来写字吗？”经过短暂的相处，工匠们已经发现李彦虽然说过要将他们遣送回锦衣卫大牢，但在讨论技术问题的时候，却总是很有耐心，便有人大着胆子问道。李彦看了看纸上弯弯曲曲的线条，无奈地举起手中的毛笔：“你们也看到了，这个毛笔有时候用起来太不方便，至于我说的这种铁制笔尖能不能写字，你们将其做出来便知道了。”————————PS：等分法是制尺的基础，所谓投射法，草根看过民间手制木杆称的方法便是与此类似，纯手工时代，精湛的手艺配合合理的精巧的工艺，同样可以达到很高的精度，当然也少不了数理计算。