崇祯二十年九月，北京，皇家格物院。
秋日的阳光透过高大的玻璃窗洒进工坊，照在一台崭新的蒸汽锻锤上。
这台锻锤是格物院的工匠们花了半年时间才造出来的，铁架钢身，重达五千斤。
汽缸活塞推动锤头上下运动，每一次锤击都能将烧红的钢坯锻打成想要的形状。
方以智站在锻锤前，摸了摸还有些烫手的机身，脸上露出满意的笑容。
他是格物院的两位副院长之一，今年四十五岁，学识渊博，精通格物学，是朱由检从翰林院挖过来的。
五年前他还是一个普通的翰林编修，整天跟四书五经打交道。
但那并不是他想要的，他喜欢研究一些杂书。
现在他管着格物院三百多名工匠、四十多名学员，每天都在研究新玩意儿。
“方院长，第三批枪管已经锻完了。”一个年轻的工匠跑过来，手里拿着一根乌黑发亮的钢管，
“您看看，比前两批强多了。内壁光滑，外壁均匀，没有气泡，没有裂纹。”
方以智接过钢管，举到眼前，对着光仔细看了看。
管子里确实光滑，像镜子一样，能照出人影。
他把管子放在专门的测量架上，用卡尺量了量内径，又用深度尺量了量膛线的深度。
最后拿起一枚弧形的子弹从管口放进去，子弹顺着膛线缓缓滑到底，严丝合缝。
“好！”方以智一拍大腿，“这一批全部合格。告诉李师傅，加紧生产。皇上等着要呢。”
“是！”
方以智拿着那根钢管，走出工坊，穿过格物院的院子，来到了院长办公室。
办公室不大，但堆满了各种图纸、模型和书籍。
他坐到桌前，拿起笔，开始写今天的生产报告。
“九月十五日，第三批枪管锻制完成，共五百根，全部合格。膛线拉制进度正常，预计月底可完成。”
“枪托、扳机、弹仓等部件同步生产，十月中旬可组装第一批三百支。栓动步枪研制至此已完全成熟，可批量列装。”
他写完报告，又仔细看了一遍，确认无误后，叫来一个学徒，让他送去兵部。
栓动步枪，是格物院这两年的心血之作。
朱由检凭借着记忆画出了大概的图纸，给出了大概描述。
方以智和李胜带着工匠们日夜攻关，用了半年时间，终于造出了第一支样枪。
这支枪采用后膛装填，用金属定装弹药，枪管内有膛线，有效射程达到了三百步，是前装滑膛枪的三倍。
装填速度也大大提升，一个熟练的士兵每分钟能发射八到十发，是前装枪的四到五倍。
朱由检亲自试射了样枪。
他在靶场上瞄准一百五十步外的靶子，连发十枪，八枪命中靶心。
他放下枪，对身边的方以智说:“好枪。加紧生产，先造两万支。”
方以智领了旨意，带着工匠们拼命干。但问题来了，没有合格的钢铁。
栓动步枪对钢材的要求极高，尤其是枪管，需要高强度的合金钢，既要耐高压，又要耐磨损，还要有一定的韧性。
大明的传统炼钢法根本炼不出这种钢。
朱由检又翻了永乐大典，找到了一本关于钢铁冶炼的书。
书上记载了一种“灌钢法”的改进工艺，用生铁和熟铁按一定比例混合，在高温下反复锻打，可以炼出高强度的钢材。
他让人把这种方法教给格物院的工匠，又拨了一笔银子扩建炼钢炉。
经过半年的试验和改进，格物院的炼钢炉终于炼出了合格的枪管钢。
产量虽然不高，但足够先期生产两万支步枪。
与此同时，配套的金属定装弹药也研制成功，火药、弹头、底火一体化封装，方便携带和装填。
栓动步枪的研制成功，标志着大明的火器技术迈上了一个新台阶。
这支步枪被命名为崇祯二十式步枪。
但朱由检没有满足于此。他又让格物院研制一种新武器，自行车。
自行车，在后世是再普通不过的交通工具，但在十七世纪的大明，它是不可思议的奇迹。
朱由检前世会骑自行车，他知道这东西的原理并不复杂。
两个轮子，一个车架，一个链条传动系统，再加上把手和坐垫，就能让人以比步行快三到四倍的速度前进。
但要把这份知识变成实物，需要解决很多技术难题。
首先是链条。
大明的工匠从来没有做过这种东西，方以智带着人用小型锻锤反复试验，终于做出了第一批合格的链条。
链条的每一个链节都要精密加工，稍有偏差就会卡住或断裂。
他们做出了专用模具，用冲压法批量生产链节，然后手工组装。
其次是轮胎。自行车需要充气轮胎来减震，但大明没有橡胶。
朱由检翻遍了格物院的资料，发现哈密卫有一种草，当地人叫“胶草”，它的根榨出的汁液凝固后有一种弹性，虽然不如橡胶，但也相差不远。
他立刻派人去哈密卫采集胶草种子，在京城附近试种。
经过一年的培育，胶草适应了北方的气候，产量稳步提高。
格物院用胶草汁液制成了第一批自行车轮胎，装上车后测试，减震效果良好。
虽然比后世的橡胶轮胎硬一些，但比木头和铁轮强了无数倍。
第一批自行车在崇祯十九年春天造了出来。
一共二十辆，外形笨重，车架是铁制的，轮子是实心的，没有变速器，没有刹车，刹车是用脚踩前轮来减速的。
就是有些危险，容易把脚卡进前轮里面。
朱由检亲自试骑，在格物院的院子里转了几圈，虽然颠得屁股疼，但速度确实快，比跑步快得多。
“好！”朱由检从车上跳下来，对目瞪口呆的方以智说，
“继续改进，减轻重量，加装刹车。另外，训练一批士兵学会骑自行车。朕要组建一支自行车队。”
方以智连忙说:“皇上，自行车虽然快，但不适合长途行军。路况不好，骑着太颠，而且容易坏。”
“你说的对。”朱由检点了点头，“所以自行车队只能在道路条件好的地方使用。”
“北方的大路已经修得差不多了，从北京到洛阳，从洛阳到西安，都可以骑车。”
“将来南下，从山东到江南，路也好走。自行车队可以作为快速反应部队，穿插迂回，打敌人一个措手不及。”