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天启七年的春夏之交，北京城里出现了一个新鲜事，朗朗的天空中大白天出现了一只孔明灯，不过和普通的孔明灯不一样，这是一只超大、巨大的孔明灯，而且在孔明灯下面还有一个大篮子，篮子里面还有一个人，在众人的注视中，这个特大号的孔明灯晃晃悠悠的飞过了北京城，然后就看不见了。
也有几个非常好奇的纨绔骑着快马从后，从后面追赶，想看看到底是谁这么牛逼，竟然能够从天上飞过去，但是马的速度无论如何是跟不上这只孔明灯的速度，更何况还有房子了、胡同了之类的障碍，最后只得含恨而去，弄得一肚子郁闷。
在北京城的北郊，一片开阔的草地上，这只孔明灯缓缓地落了下来，从篮子里爬下来一个冻得浑身发抖的年轻小伙，大约有十七八岁，这个小伙是嘉兴长洲人，自幼家贫，但是颇爱钻习研究。天启五年的大明技术学院入学考试，年仅十五岁的薄珏脱颖而出，原因是他手中的一个小风筝，一般人设计的的风筝都是一个大风筝，而薄珏拿出的一个五朵梅花的小风筝，这个风筝的制作需要极高的技巧，无论是材料的长短粗细、还是绑线的角度都需要精确的计算，只有这样才能放起来像是一朵盛开的梅花。
因为家里贫穷，薄珏的文化分数并不高，只能说勉强合格，但是在手算和心算方面却具有极高的天分，因此薄珏得到了好几个老师的抢夺，那个老师不喜欢聪明的学生呢？此时甚至惊动了宋应星和朱灵，朱灵一看薄珏的风筝，二话不说，拉起就走，结果后脑勺挨了一巴掌，转过脸来刚要发怒，马上又变成了笑脸，因为打他的人是宋应星。
朱灵肯定是抢不过宋应星的，好在他和朱有孝的关系比较好，这样一来，薄珏也获得了特别的优待，在大明技术学院的所有课程中可以自由听课，自己选择课程，这样一来薄珏就获得了极好的机会聆听自己喜欢的课程。宋应星在这里上课的时间不多，但是薄珏每次都会认真的从头听到尾，可以说学到了良好的基本功，所以在徐光启的弟子制作出天文望远镜的时候，薄珏就在此基础上制造出了可以看到正面图像的军用望远镜，然后这家伙还制造出了可以放大一千二百倍的显微镜，对好多学科起到了极大的作用，这让宋应星极为高兴，连朱有孝都赏赐了一千两白银。更让宋应星高兴的是这家伙研制出了万向节，这可是一个划时代的东西，因为朱有孝调集了大批的锅驼机前往河南一带帮助挖河修筑堤坝，薄珏看到老百姓装车挺费劲，就自己设计了一个简单的挖掘机，于是顺便就研制出了万向节。对于这个新的发明，朱有孝特别的关心，因为收购废品的时候，他曾经见过这东西，但是忘记了怎么制作，结果被薄珏给研制出来了，薄珏现在不知道它的价值有多大，但是朱有孝却是非常明白，他亲自帮助薄珏注册了专利证书，而且为此还拨款一万两银子设立了一个万向节工厂，为此宋应星的特钢厂也专门送来了一大批特钢进行实验，当然了这些实际动手实验的事情薄珏是不会干的，都交给了宋应星的弟子们。
薄珏除了这些研究以外，还醉心于朱灵的蒸汽机实验室。朱灵的脑子比较机灵，摆弄东西，蒸汽机的发明是他的一个最大的亮点，可是毕竟他没有完整的学习过关于科学研究的基础知识，属于一个偶然的现象，对蒸汽机的改进工作进度缓慢，大部分的改进工作是由工厂的师傅们琢磨的。薄珏在这方面和他不一样，薄珏的良好天赋加上自己的刻苦努力，尤其是在大明技术学院的系统读书，使得他的基础知识比较牢固，他看出了蒸汽机的不足，而且还想出了解决的办法。再者就是宋应星他们免费给他提供了不少新的材料，这才使得他比朱灵更具有研究的优势。
薄珏首先选用了宋应星提供的优质钢板，它的作用是可以增加锅炉的压力，制造了高压锅炉，使得锅炉产生的水蒸气压力更大。其次薄珏还将汽缸的设计加以优化，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来朱灵蒸汽机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。这些都是划时代的产物，使得薄珏成为了真正意义上的科学家，而这一系列的发明创造，让大明的机械制造进入了一个新的动力时代，也让蒸汽机从此进入普及的时代。
薄珏的一系列发明创造，引起了朱有孝的兴趣，使得他能够成为进入大明核心科学家的行列，能够看到许多对于这个时代来说最先进的东西，比如朱有孝的发电机。朱有孝将自己的半瓶子醋的电磁理论讲述给薄珏听，将自己的试验做给薄珏看，薄珏虽然对这些理论无法理解，何况朱有孝自己就讲的不太完整，但是这并没有妨碍薄珏的兴趣，有了这时实物以后，薄珏就对它在实验室里就行了一系列的进一步研究。许多后世在市场上就可以买到的东西，在这个时代是不可能见到，但是许多天然的东西还是比较容易找到，比如像磁铁，这东西在磁铁矿场还是非常容易找到的，一般的铜线纯度不够，但是在实验室里，这些高纯度的铜线宋应星完全可以不惜代价的给他提供。
薄珏利用磨床将找来的天然磁铁在磨床上打磨成规则的长条形，按照朱有孝提供的简单的模型，费尽了千辛万苦，无数次试验，终于制造出了一台可以持续发电的直流电动机，虽然还是比较简陋，但是在手摇或者脚踏动力的带动下，完全可以持续的发电，而且电流还非常强劲。
按照朱有孝的方法，薄珏尝试着用电流去电解水，制造氢气和氧气，结果实验很糟糕，电流太强大了，他使用的容器太小，结果一开动发电机，收集氢气的瓶子就倒了，薄珏刚开始不明白原因，还以为是他的助手不消息撞到的，经过几次反复试验，终于明白了原因，于是他便让宋应星给他设法制造钢瓶。
宋应星按照薄珏的意图，利用铸钢的材料给他制造了几个钢瓶，而且还按照朱有孝的提醒，制造了几个气筒，气筒是用来抽气和加压，这些东西在研制罐头封口机的时候就出现了，现在制造高压气筒不容易，低压力的问题不大，也是薄珏的问题就解决了大半。
随着橡胶草的出现，大明科学院的橡胶制品越来越多，薄珏自然就想到了用橡胶密封容器的方法，这种软软的具有很大弹性的橡胶非常适合做密封垫，只不过现在的这些密封垫的寿命还比较短，宋应星的弟子们正在进行不停的实验，加入各种各样的材料，意图延长使用寿命。薄珏使用的橡胶垫倒是不用时间耐用多长，关键是密封效果要好，这就能满足试验要求了，薄珏使用这些密封垫主要是用在几个接口。
薄珏设计的这些收集氢气、氧气容器在后世看起来比较简陋，但是在这个时代却是非常先进的东西，无论是铜管，还是钢瓶，甚至顶上开口的玻璃瓶，这些东西在后世很常见，在这个时候很多都是专门制作的，所以说现在的试验活动的费用是非常大的，如果不是在大明科学院，而是在自己家里，这些实验是无法完成的，尤其是材料，谁也无法凑齐。朱有孝为了培养更多的科学家和高级技工，就让他们自己组建了许多科研团队，薄珏就是在这样的背景下开始了他的科学实验之路，组建了属于他自己的科研团队。（未完待续）