長興三年的初夏，洛陽城西的洛水支流畔，一片看似不起眼的青灰色建築群內，正傳出與外界市井喧囂截然不同的聲響。那不是絲竹悅耳，也不是叫賣嘈雜，而是金屬的敲擊、木輪的吱呀、水流衝擊的嘩啦，間或夾雜著一兩聲短促的驚呼或興奮的叫好。這裡，便是帝國格物院的外院工坊區，一個在尋常百姓口中略帶神秘、被士大夫私下偶爾斥為“奇技淫巧之所”、卻實實在在推動著帝國根基細微變化的地方。
工坊深處，一間寬敞明亮的大屋內，熱浪混合著炭火、金屬和某種微妙的硫磺氣味。幾個穿著短打、袖口挽起的匠人，正圍著一個固定在沉重木架上的青銅“管子”忙碌。管子口徑約有碗口粗細，尾部封閉，有引信孔，前方則對準了遠處堆著的一堵廢棄土牆。
“李博士，藥子填裝已畢，按新方三號配比，壓實度也依您說的調整過了。”一個滿臉煙灰的老匠師，對著一位身著淺青色官袍、年約四旬、眉頭緊鎖的男子稟報。
被稱為李博士的男子，正是格物院專司“火工”與“爆裂”研究的博士李明德。他湊近那銅管——或者說，原始的火藥金屬噴射裝置——仔細檢查了一番，又掂量了一下旁邊木盒裡黑乎乎的藥子（改良火藥），嘴裡喃喃道：“硝七五，硫一十，炭一十五，外加少許這個‘粘合劑’……嗯，比上次慶典用的‘煙花藥’顆粒更粗，但願這次推力足些，別又隻噴個響兒。”
旁邊一個年輕些的助手，眼睛發亮，低聲道：“博士，兵部軍器監的王主事，上月不是又來打聽過？說若能做成可重複擊發的‘噴火槍’或‘轟天雷’，北疆對付皮甲騎兵或攻堅時，或有大用。”
李明德瞪了他一眼：“慎言！院正早有明訓，此物威力難測，首要在於開礦、破石、疏通河道等民用。兵部那邊，自有院正大人去應付。我等隻需精研其理，改良其效。”話雖如此，他眼中也閃過一抹熱切。作為研究者，他何嘗不想看看這“藥子”的真正潛力？但英宗皇帝和現任院正都強調“以民用為先，慎用於兵”，他也不敢越雷池一步。
“都退開，掩耳！”李明德下令。眾人迅速退到遠處厚木掩體後，隻留一個膽大的匠人用長長的香火點燃引信，然後兔子般竄回。
“嗤——”引信燃儘。
“轟！！！”
一聲遠比過年爆竹響亮、沉悶得多的巨響在工坊內炸開，震得屋頂簌簌落灰。隻見那銅管口猛地噴出一大股濃煙和火光，一道模糊的黑影（可能是作為測試的沉重石彈）呼嘯著飛出，狠狠砸在三十步外的土牆上！
“嘩啦——”土牆被砸開一個臉盆大的凹坑，碎土飛濺。
“測距！”李明德顧不上煙塵，第一個衝出去。助手趕緊拿著標尺上前測量。
“博士，彈……彈子嵌入土牆近半尺！比上次用竹筒試驗，射程遠了十步，入深多了三寸！”助手聲音帶著顫抖，不知是嚇的還是激動的。
李明德撫摸著尚有餘溫的銅管，看著那凹坑，長長吐出一口帶著硝煙味的濁氣。威力又增了，但銅管也出現了一道細微的裂縫。“看來，管子材質和閉氣還是關鍵……記錄：新三號配比，推力確勝舊方，但管體需加強。另外，這準頭……唉，差得沒邊。”他搖搖頭，既有進展的喜悅，也有對無數未解難題的頭痛。這“藥子”的用途，似乎遠不止放個焰火或者聽個響那麼簡單，但前方的路，仿佛籠罩在濃煙裡，看不真切。
同一時間，在格物院另一側相對安靜的“算經樓”內，氣氛則截然不同。這裡隻有紙筆沙沙聲和偶爾的低語。幾個算術科的博士和學生，正對著一幅巨大的海圖，以及海圖旁邊一堆寫滿數字和奇怪符號的紙張發愁。
海圖是海軍剛送來的，關於夷洲（台灣）以東部分洋流、風向的新數據。而紙張上，除了傳統的算籌記錄法，還出現了一些類似“天元術”的符號算式，以及……一些來自波斯學者交流時帶來的、被稱為“阿拉伯數字”的奇怪符號。這些符號（0,1,2,3…）筆畫簡單，用來計算似乎格外便利，尤其是涉及多位乘除和航海中的角度、距離換算時。
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