大明皇家工廠設立至今，已有四個多月。
這四個多月里，內庫的銀子像流水一樣往外淌。
朱由檢親自批過的各項開支加起來，足有二十七萬兩白銀之巨。
這個數字放到整個大明朝雖然不算很多，但如今是砸進了一座工廠和一群工匠、幾座爐子。
這就可以說是一筆天文數字了。
朝中不是沒有人私下議論，但經歷了江南士紳案之後，沒有人敢公開說半個不字。
更何況這些銀子走的是內庫，不用戶部出錢，御史們就算想彈劾也找不到由頭。
錢砸進去了，成果也出來了。
農業方面，朱由檢劃定的幾個方向。
良種選育、新式農具、肥料改良，進展相對緩慢。
這不是錢的問題，是時間的硬約束。
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選種至少要一季到兩季才能看出效果，農業工坊在苗圃里種了三十多種從各地徵集來的稻種。
每天記錄分櫱數、穗粒數和抗倒伏情況，但數據積累需要時間，急也沒用。
新式農具的改進倒快一些，工坊的匠人按照朱由檢畫的草圖試製了曲轅犁的改良版和一種雙輪水車。
在應天府的試驗田裡試用了兩個月，效率比舊式農具提高了至少三成。
但真要推廣到各府各縣，還需要地方官和百姓的配合，這就不是一朝一夕的事了。
真正突飛猛進的，是機械和水利這兩個方向。
宋應星和陳子龍兩個人，一個負責原理，一個負責工藝，配合得意外默契。
宋應星是舉人出身，精通天文、地理、數學和機械原理。
他在《天工開物》中梳理過大明兩百年的工農業技術，對機械結構的理解在當世無人能出其右。
陳子龍雖以詩文名世，但他在水利工程和農田水利上的造詣同樣深厚，對水工機械並不陌生。
朱由檢將他們二人放在一起，又撥了皇家工廠最優秀的一批匠人歸他們調遣，就是要讓理論和實踐互相碰撞。
四個多月的時間裡，宋應星和陳子龍根據朱由檢畫的圖紙和原理說明，反覆試驗了十幾次，終於造出了第一台水力車床。
所謂水力車床，就是以水力驅動轉輪，通過齒輪和傳動軸將動力傳遞到工作檯上，再利用卡盤固定工件進行旋轉加工。
朱由檢畫的原理圖並不複雜。
他在穿越前是工科出身，雖沒親手造過車床，但對基本結構爛熟於心。
主軸、導軌、卡盤、傳動齒輪、水輪。
他把每個關鍵部件的功能和原理都詳細寫了下來，附帶了幾十張示意草圖，交給宋應星去實現。
宋應星拿到圖紙之後，先是帶著匠人反覆揣摩了半個月，弄懂了每個部件的作用，然後開始拆解製造。
他把整個車床拆成了幾個大部件分別攻關。
水輪和傳動軸交給木匠和鐵匠協作，齒輪組由經驗最豐富的銅匠負責，卡盤和導軌則親自盯著鐵匠鍛造和打磨。
最大的難題是齒輪精度。
水力車床的核心是傳動系統，齒輪咬合不准就會把整個傳動鏈卡死。
明末的鑄造技術雖能鑄造鐵齒輪，但精度不夠，鑄出來的齒輪毛坯表面粗糙、齒形偏差大，直接裝上去運轉不到半刻鐘就會卡死。
宋應星想了個辦法，先用水力驅動的砂輪粗磨齒輪毛坯，磨出大致齒形後再由經驗最豐富的老師傅手工精銼。
這些老師傅都是在皇家工廠從各地招募來的頂尖匠人，有的祖上三代都是給朝廷造火炮的。
一個齒輪從粗磨到精銼往往要花上十幾天，但做出來的成品精度比普通鑄件高了不止一個檔次。
到十月初，第一台水力車床在皇家工廠的機械工坊里組裝完畢。
試車那天，宋應星親自推開水閘，水輪在流水的衝擊下緩緩轉動，齒輪咬合發出均勻的咔咔聲，主軸帶著卡盤平穩旋轉。
陳子龍拿了一根生鐵棒夾在卡盤上，車刀靠上去的瞬間，鐵屑像刨花一樣卷下來。
在場所有人都屏住了呼吸。
當鐵棒被車成一根光滑的鐵軸、用卡尺一量誤差不到半毫時，宋應星擦了擦眼角。
這台車床的加工能力遠超預期。
以前加工一根鐵軸，需要匠人手工銼削打磨，兩天才能做出一根勉強合用的。
水力車床上台之後，同樣的鐵軸半個時辰就能加工出來，精度還遠高於手工。
用來加工槍管更是效果拔群。
匠人手動鑽孔，一根槍管從毛坯到成品需要五天，而且廢品率極高，十根裡面能有三四根報廢。
水力車床鑽孔，一個時辰一根，廢品率不到一成。
陳子龍還根據朱由檢的建議，在水力車床的基礎上加裝了一套簡易的進給裝置。
這套裝置用一個螺杆和幾個齒輪組成，可以讓車刀沿著導軌勻速前進，不需要匠人手動推刀。
這樣一來，即便是學徒工也能操作車床，加工精度比老師傅手工操作還穩定。
陳子龍拿著第一批用車床加工出來的鐵軸樣品去給朱由檢看時，朱由檢反覆看了好幾遍，點頭說了一句「就是這個方向」。
但瓶頸也隨之暴露出來。
鋼鐵不夠！