Đầu tháng Chín, trên cánh đồng trống trải cạnh một con sông nhỏ phía bắc huyện Trần Lưu lại vang lên những tiếng gầm rú dữ dội. Âm thanh ấy phát ra từ một tòa đại viện, những bức tường cao ngất đã che khuất tầm mắt người ngoài, mấy bác nông dân đang làm việc gần đó đều tò mò vươn cổ, cố gắng tìm hiểu xem chuyện gì đang xảy ra.

Giữa sân, hàng chục thợ thủ công đang vây quanh một cỗ máy đen kịt cao tới hai tầng lầu. Đây chính là chiếc máy hơi nước thứ tám mà các nghệ nhân đã chế tạo thành công.

Máy được chia làm hai phần: một phần là nồi hơi sinh hơi nước, phần còn lại là xi-lanh và pít-tông. Ngoài ra còn có thanh truyền, tay quay và bánh đà; chúng là mấu chốt để chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay tròn. Trên các khung cửi của thời Tống đã giải quyết được vấn đề này, nên công đoạn đó diễn ra khá thuận lợi.

Điểm mấu chốt nằm ở vấn đề động lực của hơi nước. Thực tế, tháng Mười Hai năm ngoái, các thợ thủ công đã chế tạo được máy hơi nước dựa trên bản vẽ của Phạm Ninh, nhưng lại nảy sinh hai vấn đề. Một là động lực do xi-lanh sinh ra quá nhỏ, ít nhất năm trong bảy chiếc máy trước đó đều thất bại do lượng hơi nước không đủ, dẫn đến thiếu hụt động lực. Cách giải quyết duy nhất là không ngừng phóng đại kích thước; chiếc máy thứ sáu từng được xây cao tới ba tầng lầu, vô cùng đồ sộ, lượng nước và than tiêu thụ kinh người nhưng hiệu suất sử dụng hơi nước lại quá thấp.

Điều này đồng thời dẫn đến vấn đề thứ hai: loại máy hơi nước này sử dụng trên đất liền thì tạm ổn, nhưng trên biển thì không thể nào có đủ nước ngọt để cung ứng, mà bản vẽ của Phạm Ninh vẫn chưa giải quyết được vấn đề này.

Sau đó, một người thợ phát hiện ra rằng thực chất phần lớn hơi nước đã bị lãng phí. Anh ta đề xuất việc tăng thêm xi-lanh để có thể tái sử dụng hơi nước lần hai.

Một người thợ khác lại đề xuất phương án tuần hoàn, dẫn hơi nước quay trở lại nồi hơi thay vì xả trực tiếp nước ngưng tụ ra ngoài.

Các thợ thủ công bàn bạc kỹ lưỡng, lắp đặt van đảo chiều để hơi nước thải sau khi sử dụng lần đầu có thể đi vào xi-lanh thứ hai và thứ ba, sau đó nhờ sự giãn nở của hơi nước trong ba xi-lanh mà lần lượt đẩy pít-tông, giúp tăng hiệu suất sử dụng hơi nước lên đáng kể và khiến động lực tăng vọt.

Cùng lúc đó, họ còn chế tạo ra bộ ngưng tụ bằng đồng dạng hàng rào và phát minh ra ống ngưng tụ đồng, giúp hơi nước nhanh chóng làm mát rồi quay ngược trở lại nồi hơi. Điểm này đặc biệt quan trọng trên tàu biển, nếu không có hệ thống tuần hoàn thì sẽ không thể nào đáp ứng được lượng nước ngọt tiêu hao khổng lồ.

Thế nhưng, một vấn đề mới thứ ba lại xuất hiện: làm sao để đảm bảo lực đẩy của ba pít-tông phối hợp nhịp nhàng với nhau? Các thợ thủ công liên tục tinh chỉnh, chế tạo ra ba xi-lanh có kích thước tăng dần, diện tích pít-tông của mỗi xi-lanh tăng gấp đôi, sau đó cải tiến thanh truyền thành thanh truyền phức hợp, khiến động lực từ liên động một bước chuyển thành liên động ba bước, cuối cùng giải quyết thành công vấn đề thiếu hụt động lực.

Tám mươi thợ thủ công đã mất tròn một năm, liên tiếp chế tạo tám chiếc máy hơi nước, tiêu tốn mấy vạn quan tiền, cuối cùng chiếc máy thứ tám đã thành công, đẩy bánh đà quay mạnh mẽ.

Máy hơi nước chạy suốt một đêm, động lực vẫn luôn duy trì ổn định, trục bánh xe quay tít, các thợ thủ công đều kích động reo hò, ôm chầm lấy nhau.

Tất nhiên, chiếc máy hơi nước dùng cho tàu thủy này vẫn còn rất sơ khai và cồng kềnh, nặng tới hai ngàn cân. Bản thân máy hơi nước không lớn lắm, nhưng nồi hơi lại cao tới hai tầng lầu, vẫn còn nhiều chỗ cần cải tiến thêm. Ví dụ như sau khi phát minh ra nồi hơi áp suất cao, mới thực sự giải quyết được khiếm khuyết cồng kềnh của máy hơi nước thời kỳ đầu.

Tuy nhiên, phát minh nồi hơi áp suất cao còn phải giải quyết vấn đề nổ, điều đó cần sử dụng van điều khiển và nút kim loại nóng chảy thấp, cần thời gian để từ từ tìm tòi và tích lũy.

Ngoài ra, còn một vấn đề nan giải khác là lượng than tiêu thụ quá lớn. Mặc dù thời Tống đã sử dụng than đá rộng rãi, dùng máy hơi nước trên đất liền không thành vấn đề vì có thể bổ sung than bất cứ lúc nào, nhưng nếu đi biển dài ngày thì phải giải quyết vấn đề than đá thế nào đây?

Các thợ thủ công cũng bó tay, chỉ có thể cân nhắc việc mang theo một con tàu chở than tiếp tế, hoặc tiếp nhiên liệu tại các cảng dọc đường.

Tin tức thử nghiệm máy hơi nước thành công được đăng tải đầu tiên trên trang nhất của tờ "Tín Báo". Đối với bách tính bình thường, tin này không gây cảm giác gì lớn, nhưng đối với tất cả các xưởng lớn đang nỗ lực nâng cao hiệu suất kéo sợi, thì đây quả là một sự chấn động kinh người.

Chiếc máy kéo sợi lớn được vận hành bằng máy hơi nước này có sản lượng bông sợi mỗi ngày lên tới ba trăm cân, gấp đôi so với máy kéo sợi chạy bằng sức nước.

Nhưng ý nghĩa của máy hơi nước không chỉ nằm ở việc tăng sản lượng bông sợi. Bản thân máy kéo sợi chạy bằng sức nước vốn đã thay thế được nhân lực, chỉ là nó bị hạn chế khá lớn, phải đặt cạnh sông hoặc dưới chân núi, còn máy hơi nước thì có thể sử dụng ở bất cứ đâu.

Tuy nhiên, việc áp dụng máy hơi nước vào ngành dệt may ít nhất ở thời điểm hiện tại vẫn chưa thực tế. Một là sản lượng gang chưa cao, gang chủ yếu được dùng cho quân sự. Hai là chi phí sử dụng rất đắt đỏ, than đá thời Tống cũng khá đắt, mặc dù hiệu suất cao hơn máy chạy bằng sức nước một chút nhưng chi phí tổng thể lại cao hơn nhiều, ngược lại sẽ làm tăng giá vải bông. Vì vậy, sau khi "Tín Báo" đăng tin máy hơi nước được phát minh, nó nhanh chóng chìm vào quên lãng.

Việc này ít nhất cần mười đến hai mươi năm để phát triển và phổ biến.

Tác dụng chính của máy hơi nước vẫn nằm ở việc viễn dương, giải phóng hàng trăm nhân lực, hơn nữa mã lực mạnh mẽ giúp tàu thuyền chạy nhanh hơn.

Chu Nguyên Phong đã sử dụng một con tàu lớn ba ngàn thạch để vận chuyển máy hơi nước tới xưởng đóng tàu Chu thị ở Kinh Khẩu. Các thợ thủ công bắt đầu chế tạo hàng loạt máy hơi nước tại Trần Lưu.

Phạm Ninh cùng đoàn người trở về Tuyền Châu vào giữa tháng Chín. Sau khi nghỉ ngơi tại nhà ở Tuyền Châu mười ngày, Phạm Ninh dẫn theo Minh Nhân và Minh Lễ vào kinh mua đảo. Lúc này, Phạm Ninh vẫn chưa biết tin máy hơi nước đã được chế tạo thành công, Chu Nguyên Phong đang đóng chiếc tàu hơi nước đầu tiên của Đại Tống tại Kinh Khẩu.

Anh em họ Phạm chuyển sang thuyền nhỏ đi trong sông tại sông Tiền Đường, xuôi theo kênh đào đi về phía bắc, trước tiên tới quê nhà Mộc Độc thăm mộ cha, sau đó mới tiếp tục đi về phía bắc tới kinh thành.

Sáng sớm hôm ấy, con thuyền khách họ đi đã tiến vào địa phận huyện Ngô Giang. Phạm Ninh đứng ở mũi thuyền nhìn ngắm phong cảnh hai bên bờ, cảnh vật chẳng có gì khác biệt so với năm xưa, vẫn là những cây cầu đó, vẫn là những ngôi nhà đó, thế mà chính mình đã hai mươi chín tuổi rồi. Anh không khỏi cảm khái "vật còn người mất".

"A Ninh, có phải cậu đang hối hận vì quyết định mua đảo không?" Minh Nhân mỉm cười hỏi bên cạnh anh.

Họ đã đi khảo sát đảo Bắc trong một tháng. Thiên nhiên hùng vĩ, cánh đồng hoang vu, đất đai bao la, khoảng cách xa xôi, tất cả đều khiến họ cảm nhận sâu sắc sự gian nan khi khai phá hòn đảo lớn này.

Phạm Ninh lắc đầu: "Khai phá hải ngoại là giấc mơ bao năm nay của tôi. Đây tuyệt đối không phải sở thích cá nhân, mà là tôi muốn làm gì đó cho con cháu đời sau. Chúng ta rõ ràng có khả năng chiếm lĩnh những lục địa bao la này, vậy mà lại tự cho mình thanh cao, không thèm đoái hoài, khinh khỉnh không nhìn tới. Cuối cùng vài trăm năm sau, lại bị người phương Tây vượt vạn dặm tới chiếm mất, khi đó, con cháu chúng ta sẽ trách chúng ta."

Minh Nhân gật đầu: "Có lẽ cậu nhìn xa hơn chúng ta, nhưng dù thế nào đi nữa, chúng ta cũng sẽ ủng hộ cậu. Đợi khi mua được đảo, chúng ta sẽ bắt đầu chiêu mộ tình nguyện viên, đi tới đảo Bắc khai phá gia viên mới."

Phạm Ninh dùng sức ôm lấy vai Minh Nhân, cười nói: "Vẫn là anh em ruột thịt đáng tin nhất!"

"Đúng thế, đánh hổ còn phải nhờ anh em ruột mà!"

Ngay lúc này, ánh mắt Phạm Ninh bỗng bị thu hút bởi một con thuyền chở hàng nhỏ năm trăm thạch. Con thuyền đó rất kỳ lạ, thế mà không hề dùng mái chèo, mà có hai người đàn ông đứng ở đuôi thuyền đạp bàn đạp.

Loại thuyền đạp này ở trong sông cũng không hiếm, nhưng vấn đề là Phạm Ninh không hề nhìn thấy bánh guồng.

"Minh Nhân, anh nhìn con thuyền kia xem, có phải rất kỳ lạ không?" Phạm Ninh chỉ vào con thuyền đó nói.

Minh Nhân nhìn một lát rồi nói: "Đúng là hơi lạ, không thấy bánh guồng đâu cả."

"Qua xem thử!"

Họ lập tức bảo người lái thuyền gọi con thuyền chở hàng phía trước lại. Hai con thuyền áp sát, Phạm Ninh và Minh Nhân nhảy sang thuyền đối diện.

Minh Nhân chắp tay cười nói: "Con thuyền của các anh thật khiến người ta ngạc nhiên, chúng tôi muốn qua xem thử, làm phiền rồi!"

Chủ thuyền có chút không vui, nhưng vẫn để họ ra đuôi thuyền kiểm tra.

"Đây là thuyền mới mua năm nay, loại thuyền kiểu mới của xưởng đóng tàu Chu thị ở Kinh Khẩu, không cần chèo, một người cầm lái, hai người đạp bàn đạp, tiết kiệm được năm người so với thuyền chèo trước đây."

Minh Nhân kỳ lạ hỏi: "Đã là bàn đạp, nhưng tôi không thấy bánh quay nằm ở đâu?"

"Cũng là bánh quay, nhưng hình như đặt nằm ngang."

Phạm Ninh rướn người ra đuôi thuyền nhìn xuống một lúc lâu, anh đứng dậy nói: "Tôi hiểu rồi, không phải bánh guồng, mà là dùng chân vịt."

Minh Nhân cũng cúi xuống nhìn, vẻ mặt kỳ lạ nói: "Sao lại dùng cách này để đẩy, mà còn nhỏ thế này nữa."

Phạm Ninh lại hỏi chủ thuyền: "Chân vịt này có ưu điểm gì, còn nhược điểm gì không?"

Chủ thuyền lắc đầu nói: "Ưu điểm là tiết kiệm người chèo, tốc độ cũng nhanh hơn một chút, nhưng nhược điểm thì nhiều quá, dễ hỏng. Dưới sông mà có cái gì, đụng phải cánh quạt là vỡ ngay, hơn nữa độ kín cũng không tốt, dễ bị vào nước, chết người nhất là cứ dăm bữa nửa tháng lại bị rong rêu quấn lấy, tôi thật sự hối hận vì đã mua nó."

Minh Nhân nói nhỏ với Phạm Ninh: "Không biết là tên ngốc nào phát minh ra thứ này."

Phạm Ninh lườm anh một cái cháy mặt: "Về thuyền!"

Anh nhảy một bước lên thuyền. Minh Nhân hơi sực tỉnh, chẳng lẽ thứ này cũng do A Ninh phát minh ra?