與黃四海的單打獨斗不同,沈青面對的是一座城市的頑疾。
他是帶著使命感的,因為他自認是沈括的后人,體內流淌著祖先探索自然、經世致用的血液。
京城排水,積弊已久。
沈青沒有急于動手,而是花了整整三個月時間,帶著自制的測量工具,走遍了京城的大街小巷,鉆遍了每一個能進入的暗溝角落。
他繪制了詳盡的京城地勢圖和現有排水管網圖,圖上密密麻麻標注著高程、管徑、流向、淤塞點。
驚世駭俗的“雨污分流”論
分析完所有數據,沈青得出了一個讓當時所有工部官員都瞠目結舌的結論。
京城排水的根本問題在于“雨污合流”。雨水和生活污水、糞便混在一起,不僅總量巨大,而且污水中的穢物極易在管道中沉淀淤積,堵塞通道。同時,大量的雨水被污染,也直接排入了河道,污染水源。
他提出了一個石破天驚的方案:雨污分流。
雨水系統: 利用相對干凈的自然降水。他主張修建更寬闊、更順暢的明渠或大型陶管,根據京城西北高、東南低的地勢,重新規劃主干渠,讓雨水能以最快速度直接排入護城河及外部的天然河道。
污水系統: 專門收集生活污水和糞便,這正與黃四海的沖凈器理念不謀而合。
鋪設另一套獨立的、管徑稍小的陶管網絡,將所有污水集中引導至城墻外預設的“化糞池”。
他設計的化糞池分為三格,利用沉淀和發酵原理,使固體穢物沉淀分解,上層相對澄清的液體可排放或用于灌溉,沉淀下來的污泥定期清理,可作為肥田的“金汁”。
這個理念在當時太過超前,遭到了幾乎所有人的反對。
認為這是勞民傷財,多此一舉。但沈青力排眾議,在格物院的辯論會上,他指著自己繪制的圖紙和模型,詳細解釋了合流的危害和分流的好處,言辭懇切,數據詳實,最終打動了格物院的主事,并由此上達天聽。
第二步:陶管矩陣與“龍骨架”設計
方案獲批試點,真正的挑戰在于施工。
首先是管道。原有的磚砌暗溝極易坍塌淤塞,石砌成本高昂。
沈青決定大規模使用改良的陶管。他設計了多種規格的圓形陶管,以及配套的T型、Y型、彎頭等連接件。
為了增強強度和平滑度,他要求在陶管內壁施一層厚釉,并嚴格控制燒制過程中的變形。
其次是管網的鋪設。這絕非簡單的挖溝埋管。
沈青創造性地提出了“主干龍骨架”概念。他根據京城地勢和街區布局,規劃了數條貫穿南北東西的大型主干管,如同城市的“龍骨”。
主干管管徑最大,埋深和坡度經過精確計算,確保在任何情況下都能保持自流速度,避免沉積。
然后像肋骨一樣,從主干管上分出各級支管,深入每一條街巷,最終接入每一戶。
在鋪設過程中,他引入了“檢查井”的概念。
在管道交匯處、轉彎處和每隔一定距離,就用磚砌筑一個豎井,井口用帶孔的石板覆蓋。這不僅便于日常檢查和疏通,更重要的是,為未來的管網維護和擴展留下了接口。
第三步:化糞池的奧秘與施工挑戰
化糞池是污水系統的終點,也是技術難點。
沈青設計的三格化糞池,要求第一格容量最大,用于沉淀固體和厭氧發酵。
第二格進一步沉淀和降解,第三格儲存澄清液。
格與格之間通過安裝在特定高度的過水管連接,只讓上層液體通過。
在施工中,如何確保池體不滲漏、過水管高度精確、以及防止惡臭氣體溢出,都是難題。
沈青指揮工匠,先用夯土夯實池底,再用糯米漿混合石灰、沙土砌筑磚墻,內壁同樣用三合土抹面,確保密封。
他還設計了活動的、帶過濾網的陶制通風管,引導廢氣高空稀釋。
試點區域選在了地勢低洼、常年內澇的城東一片街區。
施工期間,沈青幾乎住在了工地上,與工匠同吃同住,解決了一個又一個突發問題。
當工程完工,一場暴雨降臨,試點街區的雨水迅速沿著新建的寬大雨水渠流走,街道干爽;而各家各戶的污水,也悄然通過地下那套看不見的管網,匯流至城外的化糞池。
望著與周邊“水漫金山”截然不同的景象,沈青長長地舒了一口氣,他知道,自己為這座千年古城,植入了一套全新的、健康的“地下血脈”。
與前兩者相比,展氏加的發明之路,充滿了更多的未知、風險與倫理的掙扎。他面對的敵人,是無形無影、殺人無數的天花病毒。
展氏加的家鄉靠近牧場,天花時有發生。
他行醫過程中,反復驗證了一個現象:那些負責擠奶的婦女,尤其是手上偶爾會因為接觸病牛乳房而長出類似痘瘡的人,似乎確實很少感染天花。這個現象并非他首次發現,但前人大多歸因于“體質”或“運氣”。
展氏加沒有停留于此。他系統地走訪了數十個牧場,記錄了上百例擠奶工的健康狀況,并與普通農戶進行對比。
數據清晰地顯示,接觸過牛痘的人群,天花發病率極低。
一個石破天驚的假設在他腦中成型:牛痘,或許是一種天然弱化的“假天花”,感染后,人體會在不經歷重病的情況下,獲得對真正天花的抵抗力。
這個想法在當時看來,簡直是離經叛道,褻瀆神明。人畜殊途,怎可混為一談?
假設需要驗證。展氏加深知,這驗證之路,九死一生。
他首先選擇了動物實驗,將牛痘漿接種到猴子身上,觀察反應。猴子出現了輕微癥狀并康復。
但這遠遠不夠,最終必須證明其對人類有效且安全。
古有趙氏孤兒,用自己的孩子去換別人的孩子。
作為一個郎中,實驗只能從自己的家人身上。
你不會是一個好父親好丈夫好兒子,但你對人類的貢獻是巨大的。
這境界,不是一般人能做到的。