盛夏的北京城燥熱無比。
城外的皇家兵工廠內，暑氣被聯綿的鐵爐蒸騰得愈發逼人，鐵花飛濺，錘聲震耳，工廠內一派熱火朝天的忙碌景象。
朱慈烺今天著一身素色常服，未帶繁複儀仗，只領了親衛與負責兵工廠事宜的官員緩步走入廠區。
他現在除了關注各地的軍務和國內的基礎教育外，最關心的便是國內科技的發展。
軍工更是其中的重中之重，他幾乎是每月都要實地來皇家兵工廠視察，了解各項新制武器的研發與生產進度。
此刻兵工廠總辦，前軍器監少監王承文躬身隨行，額角滲著細汗，神情既緊張又興奮。
眼前這座兵工廠，是興明帝登基後親自劃定的新式軍工重地，摒棄了明末舊廠的臃腫低效，依照陛下口述的法子規制重建。
其中爐窯，鍛打，制模，裝配分割槽分工，井然有序，與昔日大明軍工作坊的低效粗陋判若雲泥。
「陛下，此為新制制式燧發槍，當下月產預計可達兩千支，如有需要，後續可快速擴產。」
王承文抬手示意，兩名工匠立刻抬來一支通體黝黑、槍身筆直的燧發槍。
此燧發槍槍托為硬木所制，打磨光滑，槍管由精鐵鍛打而成，肉眼看去管壁均勻，無沙眼氣泡。
朱慈烺伸手撫過槍管，觸感冰涼堅實。
當下大明全軍最棘手的問題便是火器換代。
朱慈烺早就想給全軍換裝燧發槍了，淘汰下來的火繩槍要麼外售，要麼用來武裝民軍。
可燧發槍的大規模生產偏偏卡在了燧石這一關鍵環節。
優質燧石要求質地堅硬，敲擊易生火星，不易碎裂。
中原本土所產燧石多雜質，根本無法用於燧發槍擊發，這也是明軍未能大規模換裝燧發槍的核心癥結之一。
「燧石之困已解了？」朱慈烺開口，聲音平穩，不帶多餘情緒。
他早知道有這麼一天，不過此前軍務繁忙，著實抽不出時間關注燧石之困得解決進度。
王承文連忙躬身回話：「回陛下，前歲陛下下旨，令沿海市舶司嚴查西洋商船，尋購歐羅巴優質燧石，又命工部遍查天下山川。
臣等幸不辱命，最終於雲南永昌、遼東復州兩地尋得高純度的燧石礦脈，再經科學院院士指導，以水碓舂磨，分級篩選，高溫淬鍊之法提純。
如今所制燧石擊發率已達七成以上，陰雨天氣亦可使用，雖不及西洋上等燧石，卻已足夠大規模列裝。」
一旁的工務部官員補充道：「科學院的徐先生親至礦場三月，改良了採石與鍛石之法，才讓燧石良品率從不足三成提至六成，這才徹底解了槍枝之困。」
朱慈烺微微頷首，目光落在試槍場的靶位上。
五十步外，厚木靶板直立。
一名熟練工匠舉槍、瞄準、扣動扳機。
只聽「啪」的一聲脆響，燧石摩擦火門，火星引燃火藥，鉛彈呼嘯而出，精準洞穿木靶，留下一個拇指大的孔洞。
接連三槍，兩槍命中，射速也遠超昔日火繩槍三倍不止。
「不錯，槍械組的生產匠人皆賞一年俸祿，研發組翻倍，不過槍管鍛打仍需精進。」
朱慈烺笑著開口，對手中的燧發槍把玩不已，隨即他又像想起來什麼似的，扭頭問道「新制六磅炮如何？」
王承文聞言，立刻引著眾人前往火炮鑄造區。
朱慈烺早前就定下了規矩，今後定製的部隊火炮都要儘量摒棄笨重的缺陷，做到輕量化和標準化，適配步炮協同，可隨軍機動。
至於炮身材質，朱慈烺也早有定奪，需從早期的青銅製改為更為廉價的鐵製。
此時大明的生鐵冶煉技術成熟，焦炭煉鐵已在北方推廣，鐵料產量充足，成本低廉。
而鋼材雖經科學院改良炒鋼法有所提升，卻仍難以大規模用於火炮鑄造，價效比較低。
因此六磅炮主體最終選定用優質生鐵，炮膛內壁嵌入精鋼襯管，兼顧強度與成本，是最符合當下科技水平的選擇。
幾門嶄新的六磅生鐵炮整齊擺放，炮身鑄有興明紀年與編號，炮管光潔，炮耳、炮架皆為標準化配件，可互換維修。
試炮聲轟然響起，朱慈烺看去，炮彈落在兩百多步外的土坡上，炸起一片塵土，威力均勻，後坐力也可控，看得他不住點頭。
「最新的步炮協同之法已傳至各軍區了吧？」朱慈烺又問。
「回陛下，東北軍區和西北軍區兩大軍區已派軍官入兵工試驗場學習新式燧發槍與六磅炮的使用方法。
少量制式裝備已換裝前線，只等實戰檢驗了。」王承文回道。
朱慈烺並未多言戰功之事，只是揮了揮手：「軍工之本，在精不在多，在穩不在快，繼續改良，燧石擊發率需提至八成以上，炮管壽命再增一成…朕還有其他要事，你們先忙吧。」
說罷，他未作停留，轉身就登車直駛北京城外西郊十里處的大明皇家科學院。
這座科學院是他登基之初便下旨設立的科研核心機構。
其中網羅中西英才，有精通算學和曆法的前欽天監官員，有深耕冶鐵和造船的能工巧匠，也有遊歷過西洋各國，通曉歐羅巴數理與機械的傳教士學者。
而如今科學院的掌院院士，更是朱慈烺一手提拔重用的南直隸「怪才」徐壽辰。
徐壽辰年方四十二，江南蘇州人，出身匠人手藝家庭，自幼便痴迷機械與算學。
其父經商頗有成就，因此幼時就隨父多地遊歷的徐壽辰在弱冠之年就已去過澳門、呂宋，習得歐羅巴的幾何，力學之理。
他與父親歸國後，恰逢甲申國難，便隱居鄉間鑽研實學。
等到興明帝登基下旨求賢，徐壽辰這才應召而來，以其貫通中西的學識一躍成為科學院的核心，親自主持蒸汽機械，冶金與水利等多項關鍵技術的研究。
此人無文人空談之習氣，又不尚玄學，只重實證，凡事必親自動手，反覆測算，頗受朱慈烺青睞器重。
在朱慈烺看來，他是最符合這個時代，也最能承接興明帝科技理念的科研領軍人物。
既不迷信古法，也不盲從西學，而是以大明本土工藝為根基，再融合西洋數理邏輯，一步步的推動技術落地，很有自己的見解。
當朱慈烺的車駕抵達科學院時，院內正一片忙碌。
青磚鋪就的院落里擺放著各式機械模型和冶煉爐，擁有科學院官身編制的各類學者與工匠算珠打得噼啪作響，鐵錘敲擊不斷。
空氣中到處瀰漫著炭火與機油的味道，沒有絲豪書院的清雅，卻看得朱慈烺滿心歡喜。
徐壽辰早已在院門口等候，一身粗布短衫，袖口磨得發白，臉上沾著些許黑灰，眼神卻亮得驚人。
他見朱慈烺駕臨，也不行虛禮，而是徑直上前，聲音中帶著難以抑制的喜悅和驕傲道：
「陛下，成了！
您交代我要儘快完成的改良蒸汽機，我們做成了！」
朱慈烺腳步一頓，雙眼驀然睜大，眼中泛起一絲波瀾。
蒸汽機，就是他設立這個科學院核心。
自穿越而來，他便清楚，冷兵器時代的擴張終究有限，唯有蒸汽動力，才能讓大明的鐵路真正支撐起橫跨東西，縱貫南北的龐大疆土。
他雖然不懂蒸汽機的具體製作方法，但方向和原理還是大概了解的，因此他從一開始就給科學院定下了研究重點和目標。
這三年間來，科學院已歷經數百次失敗，而每一次失敗，徐壽辰都帶著工匠和學士們詳細的記錄，覆盤再計算。
他們最終改良了冶鐵工藝提升鑄件精度，又用麻絮與桐油解決密封問題，再以西洋力學原理重新設計閥門結構，加厚鍋爐鍛打層提升承壓能力。
如此一來，蒸汽機便從最初只能帶動水泵抽水的雛形機到如今可輸出穩定旋轉動力的改良機。
這可不是一蹴而就的奇蹟，而是大明本土工匠在國家重金支援和正確方法引導下所取得的必然成果。
「詳細說來。」
朱慈烺邁步走入科學院的蒸汽實驗房，語氣中難掩激動。
實驗房內，只見一台半人多高的機械靜靜矗立，這便是改良後的第一代蒸汽機。
這台蒸汽機整體為單動式低壓蒸汽機，結構與歷史上1710年左右的紐可門蒸汽機高度接近——生鐵鑄造的立式汽缸，內壁經精密打磨，活塞與汽缸壁配合緊密。
外接鍋爐以厚鐵鍛打而成，外包防火黏土，燃煤加熱產生蒸汽。
連通管、冷凝閥、進氣閥皆為精鐵加工，時序由機械連杆控制。
動力輸出端為曲柄連杆結構，可將活塞的上下往復運動轉化為旋轉動力。
沒有後世瓦特蒸汽機的雙向做功與離心調速器，也沒有高壓鍋爐。
但卻是最基礎、最原始，也真正能穩定運轉的實用蒸汽機械！
徐壽辰指著機械，語速極快，條理清晰：「陛下，此機以焦炭為燃料，鍋爐燒水產生蒸汽，推入汽缸，再以冷水噴淋冷凝，形成真空，活塞下行帶動連杆，輸出旋轉動力。
我們已經百餘次除錯，汽缸漏氣率目前已降至一成以下，鍋爐可持續供熱一個時辰，輸出動力可帶動五百斤重物勻速移動。」
他遞上一本厚厚的手札，上面密密麻麻寫滿了測算資料：
汽缸直徑、活塞行程、蒸汽壓力、燃料消耗、動力輸出……每一項都經反覆實驗驗證，無一字虛言。
「此前的原型機只能用於抽水，動力散亂，無法持續帶動負載。」
徐壽辰繼續說道，「近一年來，我等重點改良了三點：其一，改良汽缸鑄造工藝，以失蠟法精鑄，內壁圓度誤差不超過一分，解決卡頓漏氣之弊。
其二，重新設計冷凝管，將冷水噴淋與蒸汽分離，提升真空效率，動力增倍。
其三，最佳化曲柄連杆結構，將往復力平穩轉化為旋轉力，可帶動輪軸持續轉動——正是這一點，讓蒸汽機帶動您所說的包鐵車廂成為可能。」
朱慈烺翻開手札，看著上面中西合璧的測算公式：簡單精準又務實。
這正是他想要的答案，不是照搬西方，而是以大明自己的方式吃透其中原理，落地成型！
「能否實地試車？」朱慈烺追問道。
「臣已在院內實驗場搭建臨時軌道，可即刻試驗。」徐壽辰顯然早有準備，此刻躬身應道。
眾人隨即紛紛移步科學院後院的實驗場。
只見一片平整的黃土場地上，兩條平行的熟鐵軌道筆直延伸。
軌道固定在厚木枕木上，枕木間距均勻，軌道寬約三尺，是徐壽辰依照蒸汽機動力與車廂承重設計的標準軌距。
軌道旁，停放著兩節四輪車廂，車身為鐵木合制，車廂內已裝滿煤炭，每節載重約八百斤，兩節總計一千六百斤，是為測試蒸汽機極限負載特意準備。
一台一模一樣的復刻蒸汽機已被工匠移至軌道起點，透過一根木質傳動軸與前方的牽引車廂相連。
徐壽辰親自指揮，工匠們分工明確：一人添煤燒火，一人把控閥門，一人觀測鍋爐壓力，一人記錄運轉速度，井然有序。
朱慈烺站在軌道旁，身後的官員們面露好奇，卻無人喧譁。
他們大多不懂蒸汽機械的原理，只知道這是陛下心心念念的「奇技」，卻不知這台鐵鑄的機械即將掀開一個全新的時代。
爐火熊熊，鍋爐內的水漸漸沸騰，蒸汽順著管道湧入汽缸，發出輕微的「嘶嘶」聲。徐壽辰緊盯活塞，抬手示意：「開閥！」
閥門開合，蒸汽推動活塞上下往復，曲柄連杆開始轉動，傳動軸帶動軌道車輪緩緩旋轉。
起初，車輪轉動緩慢，帶著一絲滯澀，隨即越來越平穩。
蒸汽機發出規律的「哐當、哐當」聲，不疾不徐，牽引著滿載煤炭的兩節車廂，沿著鐵軌緩緩向前移動。
沒有駿馬的嘶鳴，沒有人力的喘息，只有鐵與鐵的咬合，蒸汽的律動，純粹的機械動力，拖著沉重的煤炭，穩穩前行！
朱慈烺目光緊鎖移動的車廂，心中感慨萬千，這台蒸汽機雖然當下轉速緩慢，動力也有限，卻實現了大明蒸汽動力從「無」到「有」的核心突破。
這無疑是蒸汽時代的第一塊基石！
屬於大明的騰飛基石！
車廂行駛的速度，約為每小時三里至四里，換算過來，便是人步行的速度，緩慢卻穩定。
沒有飛馳的震撼，卻已經帶給現場官員語無倫次的震撼。
一里，三里，五里……
蒸汽機始終平穩運轉，未出現漏氣、卡頓、鍋爐超壓等故障。
閥門開合精準，活塞往復有力，車輪牢牢卡在鐵軌上，不偏不倚。
滿載煤炭的車廂在蒸汽動力的牽引下，穩穩地沿著筆直的軌道一路向前。
親衛與工匠沿著軌道隨行測算，時間一點點流逝，暑氣似乎都被這機械的律動撫平。
終於，當車廂行駛至第十里的標記處時，徐壽辰高聲喊道：「停爐！」
工匠緩緩關閉閥門，蒸汽漸息，活塞停止往復，車輪緩緩停穩。
隨行的測算官躬身向朱慈烺復命：「陛下，改良蒸汽機牽引兩節滿載煤炭車廂，總計載重一千六百斤，沿鐵軌勻速行駛十里，全程無故障，運轉平穩，動力充足！」
實驗場一片寂靜，隨即，工匠與學士們壓抑不住的歡呼聲轟然響起。
三年鑽研，數百次的失敗，他們終於在興明三年七月讓第一台可實用的改良蒸汽機成功完成了軌道牽引實驗！
朱慈烺緩步走到蒸汽機旁，伸手撫過溫熱的汽缸壁，感受著這台機械餘留的震動。
他沒有發表慷慨激昂的講話，沒有歌頌自己的遠見，只是看向徐壽辰，開口下達了兩道旨意：
「第一，撥內帑銀十萬兩，工部再調工匠兩百人、焦炭十萬斤、精鐵五萬斤，即刻運往天津實驗場，由徐壽辰主持修建正式的長距離實驗鐵軌。
實驗鐵軌全長五十里，進一步改良蒸汽機結構，提升轉速、降低燃料消耗、最佳化鍋爐承壓能力。」
「第二，科學院成立蒸汽機務司，專研蒸汽動力在工礦、航運、鐵路上的應用，所有實驗資料，務必記錄成冊，代代傳承，不得中斷！」
十萬兩白銀，在當下的大明不算巨款，卻足以支撐天津實驗場的鐵軌鋪設與蒸汽機深度改良。
朱慈烺很清楚，這台初代蒸汽機只是起點，鐵路、蒸汽船、蒸汽鍛錘……一切的一切，都要從這十里平穩的行駛開始。
徐壽辰跪地領旨，聲音哽咽：「臣，遵旨！必不負陛下厚望，必不負三年鑽研之苦！」
興明三年七月，大明皇家科學院改良第一代單動低壓蒸汽機成功，以蒸汽動力牽引過載車廂，沿鐵軌行駛十里，平穩無虞。
蒸汽時代的大門，在東方的大明正式開啟。