第一考，心性。
每人发一块木板，一把刻刀，要求照着样板刻一个标准榫头。样板摆在面前，线条清晰，但要求极严：榫头长一寸，宽三分，厚一分半，误差不能超过半毫。
时限：两个时辰。
少年们坐下，开始刻。起初都很认真，但半个时辰后，有人开始烦躁——木板硬，刻刀钝，稍不留神就刻歪。一个胖乎乎的少年刻废了三块木板，急得满头汗，差点哭出来。
另一个瘦小的孩子却一直很稳。他每刻一刀，都先比划，再下刀。刻废了，不气馁，换块木板重来。两个时辰到，他刻出的榫头虽然不是最精准，但最接近。
第二考，悟性。
每人发一个简易的木头机关——就是个带齿轮的小盒子，摇动手柄，齿轮转动，带动一根木杆上下。要求：画出齿轮传动图，说出原理。
大多数孩子懵了。他们没见过这东西，有的拼命摇手柄，有的拆开看，但看不懂。
那个瘦小孩子却盯着齿轮看了很久。他用手比划齿轮啮合的角度，又用炭笔在纸上画圈。画到第三张纸时，他忽然眼睛一亮，开始画图——虽然粗糙，但齿轮齿数、传动方向都标对了。
考官是墨离。他收上所有答卷，一份份看。看到那孩子的图时，他顿了顿，问：“你叫什么？”
“荆。”孩子声音很轻，“荆棘的荆。”
“以前学过？”
“没学过。但我爹是木匠，我看他做过车轮。”
墨离点点头，在名册上记下一笔。
考完已是黄昏。三百多人，只取五十。落选的少年们垂头丧气地离开，入选的则被带到格物堂前。
秦怀谷站在台阶上，看着下面五十张稚嫩的脸。有男有女——这是他特别要求的，不论男女，只论才学。最小的十岁，最大的十五岁。
“从今日起，你们就是天工院学堂的第一批学生。”他声音平静，“在这里，你们要学认字，学算数，学格物之理，学制器之术。会很苦，比种地苦，比做工苦。现在想走的，可以走。”
没人动。
“好。”秦怀谷点头，“那记住：学堂有三条规矩。一，不懂就问，不要装懂。二，互相帮衬，不许欺辱。三，学成之后，要为秦国效力。”
他顿了顿：“能做到吗？”
“能！”五十个声音，参差不齐，但坚定。
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三日后，学堂开课。
教室设在格物堂西厢，宽敞明亮。五十张木案，每张案上摆着笔墨、竹简、算筹。第一堂课，秦怀谷亲自上。
他没讲高深道理，只带来一盆水，几块石头，几根木条。
“谁能让木条浮在水上？”他问。
孩子们面面相觑。有人把木条直接扔进水里——浮是浮了，但歪歪斜斜。有人用石头压住木条一端，结果沉了。
荆举手：“先生，能不能把木条削薄？”
“试试。”
荆拿起小刀，把木条削成扁片，轻轻放在水面。木片平稳浮着。
“为什么这样就能浮稳？”秦怀谷问。
“因为……因为接触水的面大了？”荆不确定。
“对。”秦怀谷点头，“这叫‘浮力’。物体浮在水上，是因为受到向上的力，这个力等于排开水的重量。你们记住这个道理，将来造船、造水车、造任何要和水打交道的东西，都用得上。”
他从水里捞出木片：“但浮力只是其一。若我要让这木片在水里走得快，该怎么做？”
孩子们又开始想。有人把木片两头削尖，有人把木片竖起来。
秦怀谷看着他们折腾，等差不多了，才说：“要快，就要减小阻力。阻力是什么？就是水挡着不让走。怎么减小？一是形状要流线——像鱼。二是表面要光滑——像打磨过的玉石。”
他拿出一条小鱼模型，放进水里轻轻一推，鱼滑出去老远。“看，这就是流线。”
孩子们眼睛发亮。原来水里还有这么多道理！
第二堂课，公输岳讲机关。
老钜子带来一套木质齿轮组，大小齿轮啮合，摇动大齿轮，小齿轮飞快转动。“这叫传动。大齿轮转一圈，小齿轮转三圈——为什么？”
荆举手：“因为小齿轮齿数少。”
“对。”公输岳点头，“但若我要小齿轮转得更快呢？”
“换更小的齿轮。”
“那力气呢？摇起来会不会更费劲？”
孩子们愣住了。这个问题，他们没想过。
“所以机关之道，在于权衡。”公输岳说，“要快，就得费劲；要省力，就得慢。如何取舍，看你要做什么。做水车磨面，要力道，可以慢些。做弩机上弦，要快，就得费些