第15章:摔不壞的碗
時間:C.E.58年春
七歲零九個月的南宮問天蹲在後廚的角落裡,面前擺著一個破碗。
碗是今天中午摔碎的。小百合端飯的時候手滑,碗掉在地上,摔成了三瓣。小百合嚇得哭了好久——孤兒院的餐具本來就不夠,少一個碗,就意味著有人要用破碗吃飯,或者等別人吃完再吃。
南宮問天撿起碎片,用「星核」掃描了一遍。
當然不是真的掃描——他的硬體還沒那個能力。但他在腦海中調出了這個碗的「數字模型」:材質是普通塑料,厚度約2毫米,底部最薄處只有1.5毫米。斷口呈脆性斷裂特徵,說明材料已經老化,韌性嚴重下降。
「又是個應力集中問題。」他在心中默默說。
「問天!」身後傳來小光的聲音,「你蹲這兒幹啥?吃飯了。」
南宮問天回頭,看到小光端著一碗稀飯站在後廚門口。十二歲的小光又長高了一點,但還是瘦瘦的,臉上的嬰兒肥已經褪去,露出少年的輪廓。
「在看碗。」南宮問天舉起手裡的碎片。
小光湊過來看了一眼:「破就破了唄,又不是第一次。咱們的碗哪個沒補過?」
他說得沒錯。孤兒院的餐具大部分都是修補過的——裂了用膠粘,缺了口用砂紙磨,實在不行就拿鐵絲箍住繼續用。修女瑪麗有個專門的工具箱,裡面裝滿了各種修補餐具的東西。
但修補只能暫時解決問題,不能從根本上改善。
「小光,」南宮問天忽然問,「你知道為什麼碗會摔破嗎?」
小光撓頭:「因為……摔了?」
「為什麼摔了會破?」
小光被他問住了。他想了半天,憋出一句:「因為……碗是瓷的?」
「這個是塑料的。」
小光低頭看了看那個碎片,確實是塑料的。他又想了想,放棄思考:「不知道。問天你知道嗎?」
南宮問天站起來,拍了拍手上的灰:「知道。」
小光眼睛一亮:「為什麼?」
「因為它的結構有問題。」南宮問天指著碎片上的紋路,「你看,斷裂的地方都在底部邊緣。這裡太薄了,而且有個直角,應力都集中在這兒。一摔,就裂了。」
小光聽得似懂非懂。他聽懂了「太薄了」,但沒聽懂「應力集中」是什麼。
「那……怎麼辦?」
南宮問天沉默了一會兒,然後說:「重新設計一個。」
小光愣住了:「重新設計?你?」
「嗯。」
「可是……」小光撓頭,「你會造碗?」
南宮問天沒有回答。他不會造碗,但他知道怎麼優化結構。UC紀元有無數材料力學的經典案例,00紀元有E碳裝甲的加強筋設計理念。一個塑料碗,再複雜也複雜不過MS裝甲。
而且,他有「星核」。
那天晚上,等所有人都睡著了,南宮問天悄悄爬起來,溜到後廚。
他從木箱裡拿出「星核」的終端——一塊破舊的屏幕,連著一堆亂七八糟的電路板。啟動系統,調出材料力學模塊。
這是他最近剛完善的功能。他把腦海中UC紀元的基礎力學公式輸入進去,又加入了SEED世界常見材料的參數。現在,「星核」已經能進行簡單的應力分析。
他先建立一個碗的模型。參數來自那個破碗的測量數據——直徑15厘米,高6厘米,壁厚2毫米,底部最薄處1.5毫米。材質選擇普通塑料,密度、彈性模量、屈服強度都按標準值輸入。
然後他設定加載條件——從15厘米高度自由落體,撞擊面為水平硬質地面。
點擊「模擬」。
屏幕上的光標閃爍了很久——簡陋的CPU運算速度慢得可憐。南宮問天等了足足五分鐘,結果才顯示出來。
最大應力點:底部邊緣內側。
最大應力值:28.7MPa。
材料屈服強度:25MPa。
結論:過載,失效。
和實際完全吻合。
南宮問天盯著那個結果,開始思考優化方案。
最簡單的辦法是加厚底部。但加厚意味著增加材料和重量,也會增加成本。孤兒院的經費本來就緊張,不能用太貴的方案。
那就在不增加材料的前提下,優化結構。
他想起00紀元E碳裝甲的設計理念——用加強筋來分散應力,在不增加重量的情況下提升結構強度。
如果把碗底設計成網格狀,把應力分散到整個底部……
他開始在「星核」中建模。
第一版:底部加三條放射狀加強筋。
第二版:底部加環形加強筋。
第三版:放射狀加環形複合結構。
第四版:優化加強筋的截面形狀,從矩形改為梯形……
他一版一版地模擬,一版一版地優化。每優化一次,最大應力值就下降一點。運算到第七版的時候,最大應力已經降到了18.3MPa——比材料的屈服強度低了將近30%。
也就是說,這個設計的強度,是原來的一點五倍以上。
「成了。」南宮問天看著屏幕上的結果,嘴角微微上揚。
窗外,天色已經開始泛白。他一夜沒睡,但一點都不覺得困。
第二天,南宮問天找到田中。
田中正在後廚刷鍋,滿手都是泡沫。看到南宮問天進來,他頭也不抬地問:「又來做實驗?」
「不是,」南宮問天搖頭,「想請田中叔叔幫個忙。」
田中這才抬起頭,好奇地看著他:「什麼忙?」
「能不能給我一點廢塑料?」
田中愣了一下:「廢塑料?幹什麼用?」
「做碗。」
田中以為自己聽錯了:「做什麼?」
「做碗。」南宮問天重複了一遍,「就是吃飯用的那種碗。」
田中盯著他看了半天,確認他不是在開玩笑,然後問:「你會做碗?」
「試試。」
田中沉默了一會兒,然後指了指後廚角落的一個麻袋:「那邊有,都是廢包裝盒、破塑料盆什麼的。你要就拿去。」
南宮問天謝過田中,走到那個麻袋前,開始翻找。
廢塑料很多,但大部分都不適合做餐具——有些太薄,有些太脆,有些來歷不明可能有毒。他挑了半天,最後選出幾塊比較厚實的塑料板——應該是從舊貨市場撿來的,原本是某種容器的蓋子。
「這些能用嗎?」他問田中。
田中走過來看了看,點頭:「這是食品級的,原來應該是裝什麼的蓋子。能用。」
南宮問天鬆了口氣,抱著塑料板回到後廚角落。
接下來,他需要把這些塑料板變成碗。
融化、澆築、成型。
說起來簡單,做起來難。
他先搭了一個簡易的熔爐——幾塊耐火磚圍成一個圈,底下放上木炭,上面架一個舊鐵罐。鐵罐是他從廢品站淘來的,洗乾淨了,專門用來融化塑料。
小光蹲在旁邊,看著這一切,滿臉都是好奇:「問天,你真的要自己做碗?」
「嗯。」
「可是……」小光撓頭,「能行嗎?」
南宮問天沒有回答,開始點火。
木炭燒起來,火焰舔著鐵罐底部。他把塑料板切成小塊,扔進鐵罐里。塑料慢慢軟化、融化,變成一灘粘稠的液體。
「好臭!」小光捂住鼻子。
確實臭。融化塑料的味道很難聞。南宮問天屏住呼吸,用一根鐵絲攪拌著,讓塑料均勻受熱。
等塑料完全融化,他熄滅火,端起鐵罐,把液體倒進一個提前準備好的模具里。
模具是他用泥土做的——先捏出一個碗的形狀,然後燒硬。雖然粗糙,但能用。
液體填滿模具,冒著熱氣。南宮問天盯著它,等著它冷卻凝固。
十分鐘後,他輕輕敲開模具,取出裡面的東西。
一個碗。
形狀還算規整,表面有些凹凸不平,邊緣有毛刺,但勉強能看出是個碗。
「成了!」小光興奮地喊,「問天你看,成了!」
南宮問天端詳著這個碗。沒有加強筋,只是最基礎的形狀。強度應該比原來的碗好一點,但好不了多少。
他需要做出帶加強筋的碗。
「小光,」他說,「幫我再找些塑料。」
小光二話不說,跑去翻那個麻袋。
接下來幾天,南宮問天一直在嘗試。
他在模具底部刻上凹槽,讓塑料液體流入,形成加強筋。第一次,加強筋太淺,效果不明顯。第二次,加強筋太深,碗底變得太薄。第三次,位置不對,應力還是集中……
第五次,第六次,第七次……
每失敗一次,他就用「星核」重新分析,找出問題所在,然後改進。
小光在旁邊看著,從一開始的興奮,到後來的緊張,再到最後的麻木——他已經習慣問天的失敗了。
「問天,」他忍不住問,「你到底要試多少次?」
「試到成功為止。」
小光不再說話,繼續幫他燒火、遞東西、望風。
第十次,第十一次,第十二次……
第十四次。
南宮問天從模具里取出新的碗,仔細端詳。
這一次不一樣。碗底有清晰的放射狀加強筋,環形加強筋,兩者交織成網格。表面光滑,邊緣整齊,形狀規整。
他用手指敲了敲,聲音清脆。
「小光,」他站起來,「走,試試去。」
兩人跑到院子裡。南宮問天舉起碗,用力摔向地面。
「啪!」
碗落地,彈了一下,滾了幾圈,停在地上。
南宮問天走過去,撿起碗,仔細檢查。
完好無損。
他又摔了一次。
完好無損。
第三次,第四次,第五次……
摔到第十次的時候,碗終於裂了一道小口,但整體還是完好的。
小光在旁邊看得目瞪口呆:「問天,這……這碗是鐵做的嗎?」
「塑料。」南宮問天看著那道裂紋,心中默默計算——強度是原來的碗的一點八倍,比「星核」模擬的還高一點。
「能給我試試嗎?」小光躍躍欲試。
南宮問天把碗遞給他。
小光接過碗,用盡全身力氣,狠狠摔向地面。
「啪!」
碗落地,彈起來,滾到牆角。
小光跑過去撿起來,檢查——還是沒有裂。
「我的天!」小光瞪大眼睛,「這碗神了!」
南宮問天笑了。
田中不知什麼時候站在後廚門口,看著這一幕。他走過來,從小光手裡接過碗,翻來覆去看了半天。
「這真是你做的?」
南宮問天點頭。
田中舉起碗,用力摔向地面。
「啪!」
碗在地上彈了幾下,滾到南宮問天腳邊。南宮問天撿起來,遞給田中。
田中檢查了半天,嘆了口氣。
「這手藝,」他看著南宮問天,眼神複雜,「比工廠還強。」
南宮問天沒有回答,只是笑了笑。
田中把碗還給他,轉身回廚房。走到門口,他忽然停下來,回頭說:「以後咱孤兒院的碗,就靠你了。」
南宮問天愣了一下,然後點頭:「好。」
那天晚上,南宮問天躺在床上,望著天花板。
「星核」里存著這個碗的設計圖。加強筋的結構、尺寸、位置、數量,每一個參數都經過精心計算。
這個設計,以後可以用在很多地方。
E碳裝甲的加強結構,就是從這個碗開始的。
他閉上眼睛,沉沉睡去。
窗外,月光灑進宿舍,落在他嘴角那一絲若有若無的微笑上。
七歲零九個月的南宮問天蹲在後廚的角落裡,面前擺著一個破碗。
碗是今天中午摔碎的。小百合端飯的時候手滑,碗掉在地上,摔成了三瓣。小百合嚇得哭了好久——孤兒院的餐具本來就不夠,少一個碗,就意味著有人要用破碗吃飯,或者等別人吃完再吃。
南宮問天撿起碎片,用「星核」掃描了一遍。
當然不是真的掃描——他的硬體還沒那個能力。但他在腦海中調出了這個碗的「數字模型」:材質是普通塑料,厚度約2毫米,底部最薄處只有1.5毫米。斷口呈脆性斷裂特徵,說明材料已經老化,韌性嚴重下降。
「又是個應力集中問題。」他在心中默默說。
「問天!」身後傳來小光的聲音,「你蹲這兒幹啥?吃飯了。」
南宮問天回頭,看到小光端著一碗稀飯站在後廚門口。十二歲的小光又長高了一點,但還是瘦瘦的,臉上的嬰兒肥已經褪去,露出少年的輪廓。
「在看碗。」南宮問天舉起手裡的碎片。
小光湊過來看了一眼:「破就破了唄,又不是第一次。咱們的碗哪個沒補過?」
他說得沒錯。孤兒院的餐具大部分都是修補過的——裂了用膠粘,缺了口用砂紙磨,實在不行就拿鐵絲箍住繼續用。修女瑪麗有個專門的工具箱,裡面裝滿了各種修補餐具的東西。
但修補只能暫時解決問題,不能從根本上改善。
「小光,」南宮問天忽然問,「你知道為什麼碗會摔破嗎?」
小光撓頭:「因為……摔了?」
「為什麼摔了會破?」
小光被他問住了。他想了半天,憋出一句:「因為……碗是瓷的?」
「這個是塑料的。」
小光低頭看了看那個碎片,確實是塑料的。他又想了想,放棄思考:「不知道。問天你知道嗎?」
南宮問天站起來,拍了拍手上的灰:「知道。」
小光眼睛一亮:「為什麼?」
「因為它的結構有問題。」南宮問天指著碎片上的紋路,「你看,斷裂的地方都在底部邊緣。這裡太薄了,而且有個直角,應力都集中在這兒。一摔,就裂了。」
小光聽得似懂非懂。他聽懂了「太薄了」,但沒聽懂「應力集中」是什麼。
「那……怎麼辦?」
南宮問天沉默了一會兒,然後說:「重新設計一個。」
小光愣住了:「重新設計?你?」
「嗯。」
「可是……」小光撓頭,「你會造碗?」
南宮問天沒有回答。他不會造碗,但他知道怎麼優化結構。UC紀元有無數材料力學的經典案例,00紀元有E碳裝甲的加強筋設計理念。一個塑料碗,再複雜也複雜不過MS裝甲。
而且,他有「星核」。
那天晚上,等所有人都睡著了,南宮問天悄悄爬起來,溜到後廚。
他從木箱裡拿出「星核」的終端——一塊破舊的屏幕,連著一堆亂七八糟的電路板。啟動系統,調出材料力學模塊。
這是他最近剛完善的功能。他把腦海中UC紀元的基礎力學公式輸入進去,又加入了SEED世界常見材料的參數。現在,「星核」已經能進行簡單的應力分析。
他先建立一個碗的模型。參數來自那個破碗的測量數據——直徑15厘米,高6厘米,壁厚2毫米,底部最薄處1.5毫米。材質選擇普通塑料,密度、彈性模量、屈服強度都按標準值輸入。
然後他設定加載條件——從15厘米高度自由落體,撞擊面為水平硬質地面。
點擊「模擬」。
屏幕上的光標閃爍了很久——簡陋的CPU運算速度慢得可憐。南宮問天等了足足五分鐘,結果才顯示出來。
最大應力點:底部邊緣內側。
最大應力值:28.7MPa。
材料屈服強度:25MPa。
結論:過載,失效。
和實際完全吻合。
南宮問天盯著那個結果,開始思考優化方案。
最簡單的辦法是加厚底部。但加厚意味著增加材料和重量,也會增加成本。孤兒院的經費本來就緊張,不能用太貴的方案。
那就在不增加材料的前提下,優化結構。
他想起00紀元E碳裝甲的設計理念——用加強筋來分散應力,在不增加重量的情況下提升結構強度。
如果把碗底設計成網格狀,把應力分散到整個底部……
他開始在「星核」中建模。
第一版:底部加三條放射狀加強筋。
第二版:底部加環形加強筋。
第三版:放射狀加環形複合結構。
第四版:優化加強筋的截面形狀,從矩形改為梯形……
他一版一版地模擬,一版一版地優化。每優化一次,最大應力值就下降一點。運算到第七版的時候,最大應力已經降到了18.3MPa——比材料的屈服強度低了將近30%。
也就是說,這個設計的強度,是原來的一點五倍以上。
「成了。」南宮問天看著屏幕上的結果,嘴角微微上揚。
窗外,天色已經開始泛白。他一夜沒睡,但一點都不覺得困。
第二天,南宮問天找到田中。
田中正在後廚刷鍋,滿手都是泡沫。看到南宮問天進來,他頭也不抬地問:「又來做實驗?」
「不是,」南宮問天搖頭,「想請田中叔叔幫個忙。」
田中這才抬起頭,好奇地看著他:「什麼忙?」
「能不能給我一點廢塑料?」
田中愣了一下:「廢塑料?幹什麼用?」
「做碗。」
田中以為自己聽錯了:「做什麼?」
「做碗。」南宮問天重複了一遍,「就是吃飯用的那種碗。」
田中盯著他看了半天,確認他不是在開玩笑,然後問:「你會做碗?」
「試試。」
田中沉默了一會兒,然後指了指後廚角落的一個麻袋:「那邊有,都是廢包裝盒、破塑料盆什麼的。你要就拿去。」
南宮問天謝過田中,走到那個麻袋前,開始翻找。
廢塑料很多,但大部分都不適合做餐具——有些太薄,有些太脆,有些來歷不明可能有毒。他挑了半天,最後選出幾塊比較厚實的塑料板——應該是從舊貨市場撿來的,原本是某種容器的蓋子。
「這些能用嗎?」他問田中。
田中走過來看了看,點頭:「這是食品級的,原來應該是裝什麼的蓋子。能用。」
南宮問天鬆了口氣,抱著塑料板回到後廚角落。
接下來,他需要把這些塑料板變成碗。
融化、澆築、成型。
說起來簡單,做起來難。
他先搭了一個簡易的熔爐——幾塊耐火磚圍成一個圈,底下放上木炭,上面架一個舊鐵罐。鐵罐是他從廢品站淘來的,洗乾淨了,專門用來融化塑料。
小光蹲在旁邊,看著這一切,滿臉都是好奇:「問天,你真的要自己做碗?」
「嗯。」
「可是……」小光撓頭,「能行嗎?」
南宮問天沒有回答,開始點火。
木炭燒起來,火焰舔著鐵罐底部。他把塑料板切成小塊,扔進鐵罐里。塑料慢慢軟化、融化,變成一灘粘稠的液體。
「好臭!」小光捂住鼻子。
確實臭。融化塑料的味道很難聞。南宮問天屏住呼吸,用一根鐵絲攪拌著,讓塑料均勻受熱。
等塑料完全融化,他熄滅火,端起鐵罐,把液體倒進一個提前準備好的模具里。
模具是他用泥土做的——先捏出一個碗的形狀,然後燒硬。雖然粗糙,但能用。
液體填滿模具,冒著熱氣。南宮問天盯著它,等著它冷卻凝固。
十分鐘後,他輕輕敲開模具,取出裡面的東西。
一個碗。
形狀還算規整,表面有些凹凸不平,邊緣有毛刺,但勉強能看出是個碗。
「成了!」小光興奮地喊,「問天你看,成了!」
南宮問天端詳著這個碗。沒有加強筋,只是最基礎的形狀。強度應該比原來的碗好一點,但好不了多少。
他需要做出帶加強筋的碗。
「小光,」他說,「幫我再找些塑料。」
小光二話不說,跑去翻那個麻袋。
接下來幾天,南宮問天一直在嘗試。
他在模具底部刻上凹槽,讓塑料液體流入,形成加強筋。第一次,加強筋太淺,效果不明顯。第二次,加強筋太深,碗底變得太薄。第三次,位置不對,應力還是集中……
第五次,第六次,第七次……
每失敗一次,他就用「星核」重新分析,找出問題所在,然後改進。
小光在旁邊看著,從一開始的興奮,到後來的緊張,再到最後的麻木——他已經習慣問天的失敗了。
「問天,」他忍不住問,「你到底要試多少次?」
「試到成功為止。」
小光不再說話,繼續幫他燒火、遞東西、望風。
第十次,第十一次,第十二次……
第十四次。
南宮問天從模具里取出新的碗,仔細端詳。
這一次不一樣。碗底有清晰的放射狀加強筋,環形加強筋,兩者交織成網格。表面光滑,邊緣整齊,形狀規整。
他用手指敲了敲,聲音清脆。
「小光,」他站起來,「走,試試去。」
兩人跑到院子裡。南宮問天舉起碗,用力摔向地面。
「啪!」
碗落地,彈了一下,滾了幾圈,停在地上。
南宮問天走過去,撿起碗,仔細檢查。
完好無損。
他又摔了一次。
完好無損。
第三次,第四次,第五次……
摔到第十次的時候,碗終於裂了一道小口,但整體還是完好的。
小光在旁邊看得目瞪口呆:「問天,這……這碗是鐵做的嗎?」
「塑料。」南宮問天看著那道裂紋,心中默默計算——強度是原來的碗的一點八倍,比「星核」模擬的還高一點。
「能給我試試嗎?」小光躍躍欲試。
南宮問天把碗遞給他。
小光接過碗,用盡全身力氣,狠狠摔向地面。
「啪!」
碗落地,彈起來,滾到牆角。
小光跑過去撿起來,檢查——還是沒有裂。
「我的天!」小光瞪大眼睛,「這碗神了!」
南宮問天笑了。
田中不知什麼時候站在後廚門口,看著這一幕。他走過來,從小光手裡接過碗,翻來覆去看了半天。
「這真是你做的?」
南宮問天點頭。
田中舉起碗,用力摔向地面。
「啪!」
碗在地上彈了幾下,滾到南宮問天腳邊。南宮問天撿起來,遞給田中。
田中檢查了半天,嘆了口氣。
「這手藝,」他看著南宮問天,眼神複雜,「比工廠還強。」
南宮問天沒有回答,只是笑了笑。
田中把碗還給他,轉身回廚房。走到門口,他忽然停下來,回頭說:「以後咱孤兒院的碗,就靠你了。」
南宮問天愣了一下,然後點頭:「好。」
那天晚上,南宮問天躺在床上,望著天花板。
「星核」里存著這個碗的設計圖。加強筋的結構、尺寸、位置、數量,每一個參數都經過精心計算。
這個設計,以後可以用在很多地方。
E碳裝甲的加強結構,就是從這個碗開始的。
他閉上眼睛,沉沉睡去。
窗外,月光灑進宿舍,落在他嘴角那一絲若有若無的微笑上。