Sau khi xác định được hướng đi cần thực hiện, Lý Tố không chút do dự mà ngay lập tức ra lệnh cho Chu Bính:

“Thưa ông Chu, tôi nhận thấy rằng hiện nay, khi các bạn sử dụng gió để đốt nhiên liệu trong quá trình luyện thép, gió này được thổi trực tiếp vào lò luyện đang ở trạng thái lạnh. Liệu có thể mở rộng buồng thổi gió, để luồng gió đó trước tiên đi qua một khu vực lò đã được làm nóng sẵn trong một thời gian nhất định, sau đó mới được làm nóng thêm bằng lửa từ hố lửa hoặc than bùn bên ngoài?

Khi luồng gió đã đủ nóng, nó mới được thổi vào lò chính nơi luyện thép. Lý do tại sao nhiệt độ trong lò chính hiện nay chỉ cao hơn điểm nóng chảy của đồng thuần khiết khoảng 10%, và khó có thể tăng thêm nữa, theo tôi thì chính là bởi vì luồng gió lạnh dùng để hỗ trợ quá trình đốt nhiên liệu quá lạnh, khiến cho nhiều nhiệt lượng bị mất đi. Nếu luồng gió này ban đầu đã được làm nóng, thì việc tăng thêm 10% nhiệt độ trong lò có lẽ cũng không phải là điều khó khăn.”

Thực ra, người xưa sau này cũng đã dần dần tìm ra phương pháp này – mặc dù rất khó tìm thấy bằng chứng trực tiếp liên quan đến công nghệ luyện thép, nhưng sự phát triển của ngành gốm sứ lại cung cấp những bằng chứng rõ ràng.

Vào thời Đường Hán, lý do tại sao các lò nung gốm sản xuất ra chỉ là loại gốm có lớp men màu vàng đất, chứ không phải loại gốm xanh lam trong trẻo như thời Đường Tống, cũng chính là bởi vì nhiệt độ trong lò không đủ cao.

Sau này, khi thời Đường Tống sản xuất gốm xanh lam trong trẻo, họ đã áp dụng phương pháp làm nóng trước luồng gió được sử dụng để nung lò, nhằm giảm thiểu sự mất mát nhiệt lượng. Việc sản xuất ra loại gốm “thiên thanh sắc Rǔ yáo” thành thạo như thời đó cho thấy rằng nhiệt độ trong lò lúc đó ít nhất phải đạt 1300 đến 1400 độ C.

Và trong cùng một thời đại, dù là sản xuất gì đi nữa, khi mọi người đều theo đuổi mục tiêu nâng cao tối đa nhiệt độ trong lò, thì những phương pháp được sử dụng thực chất đều tương tự nhau. Lò luyện thép thời Đường Hán chỉ có thể đạt nhiệt độ khoảng 1200 độ C, vì vậy lò nung gốm cũng chỉ đạt khoảng 1200 độ C. Khi thời Đường Tống, nhiệt độ luyện thép đạt 1300 đến 1400 độ C, thì việc nung gốm cũng tự nhiên đạt cùng mức đó.

Một khi đã hiểu rõ điều này, việc vượt qua rào cản về nhiệt độ 1200 độ C tất nhiên không phải là điều khó khăn.

Nghe xong đề xuất của Lý Tố, Chu Bính cảm thấy như thể mình vừa được tiết lộ

Lý Tố Dù biết công thức hóa học, anh ta cũng không hiểu làm thế nào để tìm ra những chất khử có độ tinh khiết đủ cao trong tự nhiên; chỉ có các thợ thủ công mới có thể giải quyết được vấn đề này.

……

Lý Tố Anh ta cùng với Gia Cát Lượng chủ yếu quan sát và phân tích, kèm theo một số góp ý, đã lặng lẽ theo dõi quá trình này trong vài ngày. Khi việc cải tạo lò nung hoàn thành, họ tiến hành kiểm tra lại một lần nữa.

Kết quả lần này thực sự tốt hơn rất nhiều. Chỉ trong một ngày, Chu Bính cùng các đồ đệ của mình đã sản xuất được một nồi sắt nóng chảy. Chu Bính hoàn toàn dựa vào việc quan sát sự thay đổi màu sắc của ngọn lửa và dung dịch sắt để ước lượng nhiệt độ, và cho biết “nhiệt độ này ít nhất cũng cao hơn 20% so với nhiệt độ cần thiết để đúc đồng”. Lý Tố suy nghĩ trong lòng và xác định rằng nhiệt độ thực tế phải lên tới khoảng 1300 độ C trở lên.

Dung dịch sắt kém chất lượng, dưới tác động của chất khử, liên tục tách ra các tạp chất như carbon, phosphorus và lưu huỳnh, khiến nó trở nên ngày càng tinh khiết hơn. Thông thường, khi độ tinh khiết quá cao, dung dịch này đã sớm đông cứng lại, nhưng lần này, quá trình phản ứng vẫn tiếp tục diễn ra cho đến khi không còn tạp chất nào được tách ra nữa, và phần lớn các tạp chất còn lại đều là carbon thì dung dịch mới đông cứng thành trạng thái đỏ rực.

“Nhanh quá! Tôi đã rèn sắt được hơn ba mươi năm rồi, chưa bao giờ thấy tạp chất được loại bỏ nhanh đến thế! Hồi trước, khi rèn sắt ở lò ở Xíng Dương, những tạp chất này phải được đốt trong cả một ngày mới có thể loại bỏ hết!”

Khi nhìn thấy kết quả, Chu Bính thực sự ngạc nhiên đến mức không thể tin nổi.

Còn Chen Thực, với tư cách là thái thú, cũng theo dõi quá trình này cùng với Lý Tố và cảm thấy vô cùng ngưỡng mộ. Mặc dù anh ta hoàn toàn không hiểu về nguyên lý, nhưng điều đó không ngăn cản anh ta thừa nhận rằng Lý Tố thật sự am hiểu sâu sắc.

Lý Tố cũng không hề kiêu ngạo; anh ta biết rõ giới hạn của bản thân, và chỉ đơn giản yêu cầu các thợ thủ công tiếp tục nỗ lực theo hướng này.

Sau khi quan sát xong, Lý Tố muốn thử thách Gia Cát Lượng, người đang có vẻ suy tư bên cạnh mình: “A Lượng, hãy nói xem sao? Việc tăng nhiệt độ lò nung có thể làm tăng tốc quá trình rèn sắt, ngăn chặn sự đông cứng của dung dịch sắt, từ đó làm tăng tốc độ sản xuất. Vậy từ đó chú

“Thầy Li, những gì tôi đã chứng kiến trong vài ngày qua khiến tôi nghĩ đến một điều. Thầy còn nhớ không, hai tháng trước, thầy đã dẫn tôi đi thăm các quán trà, nhà tắm, xí nghiệp xay lúa và rèn đồ ở huyện Pi. Khi chúng ta đến một xí nghiệp xay lúa hoạt động kém hiệu quả, thầy đã nói với tôi rằng nơi đó không có đủ người dân địa phương đến xay gạo, nên công việc luôn thiếu hụt; thỉnh thoảng họ mới nhận được vài đơn hàng xay bột mì.

Thầy cũng từng nói rằng, kể từ khi mở xưởng xay bột mì, thầy yêu cầu những người làm việc phải chú ý đến an toàn phòng cháy, vì việc xay bột mì nếu để bụi bay lên quá nhiều có thể gây ra vụ nổ – sau đó, thầy còn tự mình tìm một căn phòng an toàn để cho tôi xem sức mạnh của vụ nổ bột mì, và giải thích rằng đó là do bột mì và khí trời đất không được trộn đều với nhau, nên sức mạnh của vụ nổ không lớn lắm. Nhưng nếu trộn chúng thật đều, thậm chí cả xưởng xay cũng có thể bị phá hủy.

Vài ngày trước, khi chúng ta đi qua Tự Cống, thầy lại dẫn tôi đi thăm quá trình sản xuất muối bằng nước khoáng, và còn chỉ dạy tôi cách kiểm tra xem các ống tre dùng để vận chuyển khí có bị rò rỉ hay không; thầy cũng nói rằng nếu khí này bị rò rỉ và trộn lẫn với khí trong không khí, nó cũng có thể gây ra vụ nổ, và càng trộn đều thì vụ nổ càng mạnh mẽ. Thầy cũng đã tìm một nơi an toàn để cho tôi xem ví dụ về vụ nổ khí này…”

Gia Cát Lượng không trực tiếp trả lời câu hỏi của Lý Tố, mà thay vào đó đã kể lại hai ví dụ mà Lý Tố đã từng kể cho anh ta nghe kể từ khi kết thúc mùa thu hoạch vào tháng Chạp.

Dù không nhận được câu trả lời mình mong đợi, Lý Tố cũng nhận ra suy nghĩ của Gia Cát Lượng và dần nở nụ cười mãn nguyện: “Vậy thì, kết luận của thầy là gì?”

Gia Cát Lượng hít một hơi thật sâu, rồi tổng kết: “Hôm nay, sau khi nghiên cứu các phương pháp luyện thép từ xưa đến nay, cùng với những gì thầy đã dạy tôi về ‘ba trạng thái vật chất: rắn, lỏng, khí’, tôi đã nhận ra một điều:

Quá trình biến đổi của mọi vật trong vũ trụ diễn ra nhanh nhất khi hai loại khí được trộn lẫn với nhau và có sự kích thích; ví dụ như sự kết hợp giữa khí nước khoáng và không khí bên ngoài.

Tiếp theo là sự kết hợp giữa khí và chất lỏng, hoặc giữa khí và bột; những chất ở trạng thái lỏng thì càng mịn như mây khói, còn nhữ

Như vậy, chỉ có những bề mặt tiếp xúc giữa hai vật rắn mới có thể xảy ra sự chuyển hóa, và quá trình này diễn ra cực kỳ chậm rãi.

Để tăng tốc độ của quá trình chuyển hóa mọi vật, chúng ta cần phải biến vật rắn thành bột, sau đó biến bột thành chất lỏng, và cuối cùng biến chất lỏng thành khí. Chỉ khi các thành phần được trộn đều với nhau, khi “bạn trong tôi và tôi trong bạn”, thì quá trình chuyển hóa sẽ diễn ra nhanh hơn.

Lý Tố cuối cùng cũng tỏ ra rất hài lòng. Mặc dù không thể dạy Gia Cát Lượng về hóa học, nhưng anh ta đã nắm bắt được nguyên tắc cơ bản liên quan đến tốc độ của các phản ứng hóa học: càng trộn đều hai chất phản ứng với nhau, diện tích tiếp xúc càng lớn, thì phản ứng càng diễn ra nhanh.

Principles behind the improved iron-smelting techniques developed by Lý Tố và các thợ thủ công như Chu Bính thực chất cũng giống như ví dụ về việc “một gam sodium dạng khối nguyên chất khi cho vào nước sẽ mất khoảng mười giây mới hoàn toàn cháy hết và biến thành caustic soda”, trong khi “một gam sodium dạng bột khi cho vào nước thì phản ứng sẽ hoàn tất chỉ trong ba giây”.

Còn Gia Cát Lượng, suy nghĩ của anh ta ngày càng trở nên tự do và sáng tạo hơn, bởi vì anh ta không bị ràng buộc bởi kiến thức hóa học; trí tưởng tượng của anh ta thực sự rất phong phú, cho phép anh ta tự do suy luận mà không bị gì cản trở. Sau khi nhận được sự đánh giá tích cực từ Lý Tố, Gia Cát Lượng tiếp tục nói không ngừng:

“Thầy Li, tôi còn nhận thấy rằng, nguyên lý của sự chuyển hóa mọi vật về mặt tốc độ thực sự có nhiều điểm tương đồng với chiến thuật quân sự: khi hai vật chất tương tác với nhau để chuyển hóa, nó giống như hai đội quân đối đầu với nhau; một bên là phe ta, một bên là kẻ thù. Trước khi chuyển hóa diễn ra, chúng giống như hai đội quân đang tràn đầy sinh lực; sau khi quá trình chuyển hóa hoàn tất, chúng lại giống như hai đội quân đã giao tranh xong và tất cả đều bị tiêu diệt.

Khi hai vật rắn va chạm và chuyển hóa với nhau, nó giống như hai đội quân đang xếp hàng đối đầu; chỉ những binh sĩ ở hàng đầu mới có thể giết chết kẻ thù hoặc bị kẻ thù giết chết. Chỉ sau khi những người ở hàng đầu hy sinh, những người ở hàng sau mới có thể tham gia vào trận chiến và tiếp tục quá trình chuyển hóa.

Còn khi các chất lỏng hoặc khí trộn lẫn với nhau để chuyển hóa, nó giống như hai đội quân chưa bắt đầu giao tranh nhưng đã xếp đội hình lỏng lẻo, lẫn lộn với nhau; mỗi binh sĩ đều đứng cạnh những binh sĩ tiềm năng của đối phương

Trời ạ, khả năng tưởng tượng và liên tưởng của cậu thật là kỳ lạ… Để tôi chỉ cho cậu xem quá trình nổ bụi và khí, cũng như công đoạn luyện thép đi. Còn việc suy luận một cách phi thông thường như vậy thì…

Lý Tố vội vàng giúp anh ta điều chỉnh lại vô lăng và nhấn phanh: “Dừng lại đã… A Lương, những gì cậu vừa nói cũng không hẳn là vô lý, nhưng cách so sánh đó có chút mơ hồ. Việc cậu muốn tìm hiểu sâu sắc về vạn vật là điều tốt, nhưng đừng để suy nghĩ của mình trở nên mơ hồ, kẻo rồi tự cho mình biết hết mọi thứ mà thực ra lại chưa hiểu rõ.”

Gia Cát Lượng mới bất ngờ tỉnh táo lại và tự nhận: “Những cách so sánh của tôi quả thật là thiếu suy nghĩ… Xin Lý sư chỉ giáo cho tôi…”

“À này…” Lý Tố suy nghĩ mãi mà không biết phải giải thích thế nào, cuối cùng đành dùng ngôn ngữ của mình để giải thích ý tưởng triết học đơn giản rằng “vạn vật trong trời đất được tạo thành từ các loại hạt cơ bản ở nhiều cấp độ khác nhau”. Dù sao thì anh ta cũng không thể trực tiếp đưa ra câu trả lời chính xác, vì thiếu dữ liệu thực nghiệm, nên chỉ có thể diễn đạt một cách triết học mà thôi.

Nhưng không ngờ, Gia Cát Lượng lại hiểu được mô hình triết học về “phân tử/nguyên tử”, và thấy nó khá hợp lý.

“Trời ạ… Sao lại hiểu nhanh thế nhỉ? Lần sau tôi phải dạy cái gì nữa đây…” Lý Tố cũng thấy lo lắng, may mà không làm sai hướng. Vì vậy, anh ta càng lúc càng nhắc nhở:

“A Lương, đừng nghĩ rằng những gì tôi nói là đúng tuyệt đối. Khi tìm hiểu về vạn vật, chúng ta cần dựa vào việc tìm hiểu sâu sắc và suy luận. Những phương tiện mà chúng ta sử dụng hiện nay bị hạn chế bởi các dụng cụ giả tạo, nên chúng ta có thể không thể nhìn thấy bản chất thực sự của vạn vật. Chẳng hạn, người xưa không có kính phóng đại, họ không thể nhìn thấy cấu trúc tinh tế của những sợi lông hay bông tuyết; ngày nay chúng ta có thể nhìn thấy điều đó, không phải vì trí tuệ của chúng ta cao hơn người xưa, mà là bởi vì chúng ta biết cách sử dụng những dụng cụ hiện đại một cách khéo léo. Vì vậy, đối với những thứ mà chúng ta hiện tại vẫn chưa thể nhìn thấy rõ ràng, đừng vội vàng đưa ra kết luận dựa trên kinh nghiệm. Nếu sau này có điều kiện quan sát mới và kết quả quan sát không phù hợp với những kinh nghiệm sơ bộ của chúng ta, chúng ta cần luôn giữ thái độ khiêm tốn và sẵn lòng tiếp nhận