第十六节 姜氏角度单位
作者:法拉第      更新:2017-12-19 12:26      字数:6230

当姜海涛告诉井,需要记录下箭头前面的角度时,发现春秋人不用数字描述角度,只有五个表示特定角度的称呼。

矩,是最常用的,就是直角。姜海涛心想,看来汉语中用“规矩”表示四四方方的东西,就是从这来的。他正自言自语地说着“规矩”俩字,轸老头告诉他,规就是一根木尺,一端有孔,用尖木插在孔里转动木尺,就能检查车轮圆不圆。姜海涛一听,这不就是圆规吗?不过比自己上学时用的简单,看来下一步应该琢磨琢磨怎么造一个圆规。矩尺,根据轸老头的介绍就是一把直角尺,姜海涛听后觉得没多少改进余地。

宣,是春秋时期的工匠们经常使用的第二个角度,45°。按照他们祖辈传下的话,“半矩谓之宣”。

欘(zhu2),姜海涛一时没听明白,以为是煮肉的炊具。听了解释后才明白,这个字既表示一种锄头样的工具,也表示一种角度。它是宣的1.5倍,叫做“一宣有半谓之欘”。这么一算,就是67°30ˊ。锄头这类工具,前面的头和后面的把之间,基本就是这个角度。姜海涛忍不住问:都是这个精确的角度吗?结果是不一定,大家只是觉得在周围的各种物体、工具中,锄头上的最接近这个角度,因此就用这个称呼来表示这种大小的角度。

柯,是井介绍的第三个角度称呼,“一欘有半谓之柯”。姜海涛自个一算,这是101°15ˊ。再一听,“柯”也是指斧头的柄。仔细想想,现在石斧、青铜斧的前缘和柄之间的夹角,好像还真是比直角略大一点。

磬折,最后一个角度称呼,“一柯有半谓之磬折”,151°52ˊ30″。磬,他们稍一解释,姜海涛就想起来了,那可是和编钟一样著名的古代乐器。不用说,这“磬折”,也是根据磬上那弯折的角度而来。

七绕八绕,姜海涛有点明白了:春秋人以直角为基础,然后用一半一半的方法,先后弄出了四个角度。这办法比较简单,因为平分一个角是最简单的,三等分它可就很难了。用1.5这种比例确定了三种角度后,他们在身边的物件中寻找最接近这三种角度的东西,然后干脆用它们来命名这个角度,结果就是欘、柯、磬折。不过这并不意味着锄头角就是67°30ˊ,磬上弯折的角度就是151°52ˊ30″,而只是接近。

通过这个介绍姜海涛也猜测出,这些工匠们造锄头、斧头时,不一定知道最合理的角度是多少。虽然他们的前辈可能会在实践中发现,64°的锄头最好用,但传授给徒弟时,还是只能告诉他:“你要造出好锄头,前面的角度应该比欘小一点。”到底小多少,恐怕就只能面对面地比划。徒弟天资高,能记准了;徒弟天资低,或者是口传、偷艺的,那就多半不准了。再一代代传下来,这个锄头怎么能越造越科学呢?赶上战乱**,没准还越造越差。

不行,我要改变这种“口口相传”的落后形式!

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姜海涛刚定下这一决心,就遇到了一个问题:怎么把一个直角等分为90份?

这帮春秋工匠其实挺聪明。任何情况下,哪怕没有任何量角器,只要知道这五个角度的规律,就可以再现它们。直角,利用水面、重锤线,就可以弄出来。后面就是平分角,再平分角加一角。姜海涛开始感到有点奇怪:这历史上到底是谁制定的“度”这个单位?为什么把直角定为90°?他他妈的当时怎么弄出1°的?干嘛不把直角定成100°,那样不更简单吗?我靠,这准是一个变态的傻子。

姜海涛决定先借鉴春秋工匠们的好方法,把一个直角一直平分下去。2、4、8、16、32、64、128。这串数字有点面熟,对,计算机上的二进制。不过把一个直角分成64份,还是128份呢?好像一个大了点,一个小了点。这玩意要是跟自己过去用的角度标准差太多,似乎也不好,否则一些特殊角度的正弦余弦值就要转化一下,比如30°的正弦是0.5。

哎,等等,60°角好像是个特殊角。六边形,每边就等于半径啊!把一个圆六等分,应该是很容易。还有等边三角形。姜海涛立刻让工匠拿来一个规,在地上画了一个等边三角形。这一个角是60°。不,现在不管它多少度!把它等分下去,分成64份,每一份当作1度,那么一个圆周就是64×6=384度。矩是96度,宣为48度,欘是72度,柯是108度,磬折162度。好!都是整数!新旧角度单位的换算很容易。虽然一周不再是360,而是384,但那又怎样?反正那个鬼360也不好用。特殊角度的转换也不算复杂,比如现在32度的正弦是0.5。

于是姜海涛立刻告诉井和轸老头,他们需要造一个工具,叫量角器。它是一个半圆的木板,中间掏空,形成一个框。直边的中心穿一个轴孔,固定一根可以转动的木尺。木尺前端被削掉一半,让它有一条边指着轴心。后面就是工作的关键了。他们要在地上用长绳索拉出一个等边三角形,然后以这一个角为基础,不断等分。每分出一个更小的角度,就把量角器放在角上,根据绳索的走向画出刻度。如此分六次,他们就能得到一个很小的角度。

这,就是1度,姜海涛规定的,1度!

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井立刻就明白,这个工具将用来测量箭头上各种角度的准确数值。轸老头和大多数工匠开始有点不太明白为什么要做这么一玩意,听完整个过程,还有井的任务后,他们开始联想到自己的工作。

“公子,那我们以后造车,是不是就可以用这个东西测量辐条之间的角度?”“对呀,比如现在的车轮都用32根辐条,那每根之间的角度应该为12度。”“可是我现在也能检查啊?把一宣分一半,再分一半,就是了。”姜海涛心说您还真顽固。不过他说的也有点道理,自己必须想点用处来反驳他:“那您想没想过,把辐条用少点,比如24根?”“用少点?那能结实吗?”“那用多点,40根,您又怎么检查呢?”轸老头皱起眉头:“这样说,这量角器倒也有些用处。”

豫不知道什么时候也过来了,他比较快地接受了这个新工具:“嗯,我看有点用。过去我们造弓干,弯到什么程度可不容易说准。现在用公子这玩意,100度、110度,我就能记住最好的角度是多少。”姜海涛一时没明白他这话的意思,只好疑惑地问他:“你造弓,要测哪个地方的角度?”豫拿过一个没有挂弦的弓干,姜海涛有点明白了。弓干向前弯过去,形成一段圆弧。豫告诉它,弓越强,弯得越厉害,也就是一段更大角度的弧形。他比划了一下曾经为养敖特制的一张弓,姜海涛看出那几乎是一段250度的圆弧,三分之二圆了。而面前这张普通弓,基本是192度的圆弧,半圆的。当然,现在的1度,不再是他在数学课上学的什么国际标准计量单位,而是伟大的“姜氏单位”!

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布置完量角器的制造任务,姜海涛顺带又把自己用过的那种两腿式圆规向他们讲了讲。有了造剪刀的经验,这东西用青铜、木料都可以造出来。

折腾完这些,晚饭时间也到了。姜海涛现在就等着豫给他造一把特制拉力的踏张弩,看井能不能试出一种效果最好的弩箭。轸老头,被他派去负责对那些踏张弩、十弓车弩进行更多的试用、改进。

除了人性化、模块化,姜海涛还准备把“流水线生产”的概念也引进。其实这时候的春秋工匠已经懂得初步的流水线生产,他们造车都是分成轮、舆等几个部分,有专门手艺的工匠负责。姜海涛只不过把这种方法更细化了。虽然踏张弩、十弓车弩的结构不算复杂,但在这里提前加强流水线制造的方法,可以为今后造其它东西提供经验。汽车大发展,可就是靠了福特的流水线,没理由不把这个经验用到现在春秋时期的“汽车”上。姜海涛原本以为这东西讲给轸老头会比较麻烦,结果晚上回来后一说,轸老头理解得居然还挺快。

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第二天来到操场,养锜没有立刻让他练习驾车,而是让一个工匠给他的身体量尺寸。昨天归豹在回去路上突然想起,姜海涛上次用的是临时改的一套皮甲,于是让养锜找人尽快给他置办一套合身的新皮甲。这名工匠量完尺寸,说他们几天后就能把皮甲制好。

姜海涛这天上午除了继续驾马转圈,终于有了一点提高:养锜开始教他如何驾车走之字形。左弯右转的,姜海涛心说这驾车可真麻烦。不过这之字形确实必要,因为在战场上战车不可能直愣愣地冲过去,至少要躲开损坏的战车,扎堆的步卒。

中午时分结束练习后,姜海涛没有马上离开,而是向养锜询问起六艺考核时,射会怎么考。

原来被考的人,不仅要站在一个位置,对着50步、百步之外的靶子各射10箭,还要在一些特殊情况下射箭。第一就是乘坐一辆战车跑过一个草靶,看你往草靶上射中的箭能否达到要求数量。第二是有一辆驮着草靶的战车在20步外横跑而过,也是看能射中多少箭。当然,这些战车可不会慢腾腾地走,都是正儿八经地跑。养锜接过缰绳,驾车从另一辆战车旁边跑过,又让一辆战车从他们面前跑过,让姜海涛感受了一下。

这下姜海涛有点懵了。战车上很颠簸,把弩端平可不容易。即使经过练习,自己也无法在50步外射中草靶。好在养锜告诉他,没几个人能在战车上还像站在地上那样射箭,因此有些甲士重点练习的是如何快速射箭。因为战车总是要跑到草靶跟前,最近处不过几步。至于射横向跑过的草靶,关键就是“瞄准草靶的前面”。对这一点,姜海涛心说我知道的恐怕比你还清楚呢,不就是“提前量”吗?多练练就行了。不过他随即发现没有那么简单,因为草靶立在战车上,会随着颠簸而前后摇晃。

临走时养锜告诉他,虽然用弩比弓更容易射准,但他还是应该多练练力量,这样才能射更多的箭。姜海涛暗自庆幸昨天就让豫造2石弩,可以让自己多射几次。从刚才战车跑过的情况看,他在战车上可以距离草靶30步射箭,最多40步,否则太晃,准头很差。从40步跑过去再40步,这中间自己最多只能射3箭。而据养锜说,一个合格的甲士大概会在30步外开始射,可以射5箭,一般能中3、4箭。虽然踏张弩的准头比弓高,但在30步内就没什么优势了。养锜建议他好好练习一下,50步外就开始射,这样能多射一两箭,中一次也不错。毕竟这踏张弩在30步外的准头要比弓强不少。射横向靶,甲士们大多在50步开始射,但准头不高,因为弹道比较弯曲。姜海涛可以在50步外就开始射,利用踏张弩50步外准头比弓好的优势。

最后养锜告诉他不用太担心,有弩的帮助,他即使比不过那些甲士,也不会差多少。要知道以姜海涛现在的年纪和体格,用弓射出一两箭都不错了。如果那些甲士射中10箭,他大概能射中5、6箭,这已经会让大家惊讶的。[注021601]

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来到工场,豫已经把2石弩造好了。让井做了一下测试,发现这把2石踏张弩确实比3.2石的臂张弩强,箭的动能高出近10%。虽然提高不大,但也比普通弓强多了。特别是用2两的小弩箭,50步内基本百发百中,百步之外也能有三分之一上靶。当然,这都是那些壮年工匠们射出的,姜海涛还得进行一些练习才行。因为是在连续射出几箭后,他的胳膊开始发酸,端弩时晃动较大。豫还告诉他,这几天天气不错,工场又被树林包围着,场地不大,因此没有什么风;可是靶场上会很空旷(因为还要跑战车),风的影响就不小了。姜海涛一听就头大,幸亏豫告诉他不用急,可以一步步来,先在这里熟悉无风情况下的射击,然后再去靶场上练。豫还推测说,如果用没羽箭,50步内风的影响会小些。

姜海涛让豫再造一些1两的没羽箭。他准备钻一钻考核中的空子,反正它是扎到草靶上,看不出它无法穿透皮甲。虽然不理解,豫还是带着几个人和金匠们去造箭了。

这时井已经有了两把像模像样的量角器,用硬木、铜轴做的。为了方便使用,他们还把一些细节进行了修改,比如转轴附近的木板挖个小坑,不让铜轴在下面突出,这样就能把量角器平放到被测位置。轸老头那里的绞盘也用上了铜轴瓦,转起来更轻松了。

就这样,姜海涛练几箭,就看看工匠们的工作,然后接着练。不过休息时,他的大脑也没闲着:怎样才能射出更多的箭呢?

不料他还没想出办法,前面突然传来一声惨叫!

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[注021601]:所谓的六艺考核方法,纯粹是笔者根据战场需要想像的。大家不要深究,姑且看之。要说到底怎么考,没见过什么资料。如果哪位朋友知道,不吝赐教。