刘基的自由落体实验做了连续五次,靠着几个机灵的天文生凭感觉记了几个大致数据。
刘基觉得继续测下去已经没有意义了。
观察漏刻计时的人,要盯着楼房的人松手放球,还要盯着球落地的一瞬间,还要对齐漏刻的水滴落下了多远。
完全凭人的感觉记录,这个时间测算误差太大。
他们最多只能确定,铁球落地的时长大概是一个呼吸到两个呼吸之间。
按照现代算法,也就是一秒到两秒之间。
相对于整个地球的巨大重量,这半个呼吸的误差还是太大了。
刘基颇为遗撼的宣布验证结束,挥舞小旗打了几个信号,让去楼上的天文生下来。
然后刘基自己去向朱元璋汇报:
“禀上位,验证已经结束,我等确认了五公子的判断。
“大小相同但重量不同的两个球,在相同的高度同时跌落,将会同时坠落地面。
“即,地球表面的重力加速度与物体重量无关,与气数无关。
“另外,臣想请示上位,关于五公子所授之理,是否可令其他官民人等知晓?”
朱元璋稍微沉吟了几秒钟:
“等历法修撰完成,将桓儿所授之理,载于历书之中一并说明,届时可令其他人等知晓。
“当前暂由太史监自行修习,不要断章取义的授予其他人等。”
刘基拱手领命:
“臣遵命。”
朱元璋给刘基做了决定,然后环顾周围的官员和孩子们,问起了另外问了一个问题:
“诸位以为,两球同时落地之象,有何意?”
众人顿时心中纠结,这个问题可真的不好回答,总不能说无论皇帝还是平民都要死吧。
朱元璋就是知道肯定会有人这么想,才会专门问这个问题。
朱元璋自己也是这么想的。
朱元璋知道,无论是皇帝还是平民,被捅刀子都会死。
所以专门教导朱桓和沐英,不要随意欺负折辱身边的人,折辱之后一定要调离。
朱元璋也知道下面很多人都明白这个道理。
但是人可以这么想,但却不能这么说,也不能按照这个方向写文章。
朱元璋觉得,今天现场的这些人,回去之后肯定会有人专门写文章记录这件事情的。
所以朱元璋要问,通过这个问话,把这些文章的方向确认下来。
现场没有人主动说话,朱元璋便点名刘基:
“太史令以为如何?”
刘基心中无奈,便回了个非常客观的说法:
“臣以为,此事乃是自然之理,是万有引力之理在地面的表象。”
朱元璋有点无语,刘基以前不是这么说话的,现在这满嘴从朱桓那学来的理。
不过他这样说也不算错,只要不往是人都会死方面引就行。
而且刘基现在就专门研究朱桓教的东西,专心研究这些所谓的自然之理。
自然也不会去写文章搞映射了,这也算是好事。
于是朱元璋便放过了刘基,转向不远处的儒学提举宋濂:
“宋先生以为呢?”
宋濂来的时候就已经考试思考了:
“臣以为,为学者,当能格物致知,探究天地自然之理。
“耳听为虚,眼见为实,揣测为虚,实证为理,轻重为虚,元气为实。
“为证治世者,亦不能为眼前轻重假象所惑。
“务必亲证其是非曲直,否则一叶障目,便会不见泰山。”
朱元璋感觉宋濂这是在用这件事情讲道理。
不能因为一件东西沉重,就觉得他肯定先落地,得去实际验证过才能知道。
然后理所当然的进言,提醒君主帝王要能够明辨是非。
朱元璋轻轻颔首,看向李善长:
“丞相以为如何?”
李善长也思考过了,回答也颇为简洁:
“臣以为,人固有一死,或重于泰山,或轻于鸿毛。”
朱元璋马上说:
“好,铁球石球同时落地,人生年岁亦相差无几,但所作所为却千差万别。”
说人都会死也没事,但是得往“正能量”的方向说。
朱元璋问完李善长,就没有继续问其他低级官员,有他们这三个首领的观点就足够了。
他们三人的现场表达,肯定会成为其他官员的思考方向。
朱元璋把宋濂和李善长都叫来,本来就不只是让他们来看热闹,就是要让明确宣传口径。
如果今天他们没有来现场,虽然也能通过民间传言得知这件事情,但他们听到的可能是不知道传了几手的谣言。
那就不知道会怎么想,也不知道他们会怎么做了。
朱元璋把这个“宣传口径”确定下来,便带家人上马车返回王府。
李善长、宋濂、刘基为首的官员们躬身目送朱元璋一家离开,然后也各自散去。
刘基带着下属回到太史监,马上按照获得数据计算重力加速度。
这个问题没有任何难度,只是得到了数据暂时也没有太大用处,还要继续测量引力常量。
对于重力加速度而言,这次的测量结果显然不会太准确,数据误差肯定会非常大,但刘基等人至少知道怎么测量。
可是要面对引力常量的时候,他们就直接不知道该如何下手了。
理论上应该把两个东西放在很近的地方,观察两个球因为引力的原因而发生移动。
然后根据这个移动的情况,用万有引力公式倒算出引力常量。
但是,重力加速度的误差都这么大了,引力常量怎么可能观测计算的出来?
刘基感觉,这东西应该就不可能正常观测出来。
刘基一个人思考了许久,等到第二天上午,朱桓再次来到太史监,刘基便马上去请教。
刘基带着属下上前行礼,拿出自己计算得到的重力加速度的数据:
“还请公子指教,此加速数是否准确。”
朱桓为太史监指定了新的度量衡之后,也拟定了新的时间计算标准。
将一个时辰分成了两个小时,这样全天就有二十四个小时。
然后每个小时分成六十分钟,每分钟有六十秒,与朱桓前世采用的方式相同。
太史监调整过的漏刻,测量全天的时间仍然误差较大。
不过若是只用于短的时间内的测试,能大致测量出出近似一秒的时间。
至于刘基算出来的重力加速度,是每秒二十工尺,换算一下就是八米每秒。
重力加速度应该是九点八左右,误差百分之二十。
放在二十一世纪的中学物理课上,这当然属于极大的误差,可以算是错误了。
但是在当前这个时代,用这些粗陋的工具,能得到这个数字,已经算是尽力了。
以至于朱桓都稍微有些意外,忍不住稍微鼓励了一下:
“很好,错的不算多,只差了两成左右,可能是直接观察能得到的极限了。”
刘基直接听懂了朱桓话中的意味:
“谢公子体谅,以公子之意,确实有其他间接测量的方法吗?”
朱桓觉得已经刘基等人做的已经足够好了。
他们完成了基本的验证之后,自己就可以继续给出更多更明确的提醒了。
真的让他们继续自行研究,可就不知道什么时候才能完成了。
甚至可能半途而废,让这些研究变成昙花一现。
自己存在的意义,就是要引导他们,让他们尽快完成相应研究,获得有用的成果。
于是朱桓便便开始认真解释:
“在只有十几米的高度上,让铁球直接落地的话,能够观察到的数据精度很低。
“这不足以测量出足够准确的重力加速数。
“但天下又没有足够高的楼宇,而且就算是有足够高的楼宇,铁球落地的时间虽然确实可以测量了,但是却已经无法忽略空气阻力的影响了。
“实际上,这些涉及到重力和引力的实验,具体到人身边的简单实验对象的时候,基本都是非常微小的变化。
“绝大多数都难以直接观测,得想办法把这个数据放大。
“对于重力加速试验,要将铁球的坠落时间拉长,或者说是将坠落的过程等比例放缓。
“通过测量放缓后的时间,再用比例反算真实时间。
“比如制作一个倾斜木板,让铁球顺着木板向下滚动,计算铁球落地的时长。
“比如说制作尽可能灵活的滑车,用绳子在滑车轮两边各吊着一个重量相同的铁球,在其中一边再加挂一个小铁球。
“加了小铁球一边会逐渐下降,测量这个下降的速度和时长。
“最后还有一个方法,可以试试结实的细线栓住一个小铁球,悬挂在固定架子上摇晃。”
朱桓说到这里向外伸手,身边的仆人当即从拿出一件东西来。
那是二十个铜钱,被用棉线紧紧扎在了一起,这个东西上又栓了一根长长的棉线。
朱桓的仆人站在桌边,手抓着棉线,将铜钱悬在半空中。
朱桓稍微扯了一下铜钱块又放开,铜钱组成的单摆便开始持续摇晃了起来。
朱桓继续跟刘基介绍说:
“太史令仔细观察此物,可以用漏刻计时校对。
“就会它直到完全停下来为止,每次往返的时间长度都相同。
“摇晃幅度缩短的同时,摇晃的速度也会同时放慢。
“可以持续观察并计时,记录数十次往返的总时间长度,再除以往返次数。
“这样就得到了一个往返周期的时间,再根据这个线的长度,就能算出重力加速数了。”
朱桓直接提笔,把单摆公式列了出来:
“这个公式,太史令可以先记下来使用,先用来完成当前的测量。
“后续再去仔细思考,验算如何能够得到这儿公式。”
刘基听得脑子懵懵的,没想到还有这么多的方法,自己之前就单纯想着直接测量了。
刘基看着眼前摇摆的铜钱单摆,怔怔的向旁边的朱桓道谢:
“原来如此,原来这就是放大,刘基谢公子教悔。”