第一节：格物兴邦
南京城西，龙江畔，原宝船厂旧址深处，一片被高墙环绕的广阔院落悄然矗立。这里不同于皇城内的肃穆衙署，也不同于孝陵卫的演武场，更不同于秦淮河畔的繁华市井。院中不见亭台楼阁，唯有数排高大宽敞的砖石厂房，烟囱耸立，终日冒着或黑或白的烟气。空气中弥漫着煤炭燃烧的焦味、金属锻打的腥气、木材切割的清香以及一种难以名状的、混合了多种矿物与化学物质的特有气味。院内不时传来低沉而有节奏的锤击声、刺耳的锯木声、齿轮转动的嘎吱声以及工匠们简短的呼和声。门楣之上，悬着一块黑底金字的匾额——“格物院”。这里，便是辽国公王磊麾下，除却刀兵、民政、宣传之外，另一处至关重要却又略显神秘的所在，一切新奇器械、改良工艺、乃至军中利器诞生的源头。
格物院占地达三百余亩，沿龙江一字排开，充分利用了旧宝船厂的基础设施和深水航道。院墙高两丈，以青砖砌成，四角设有哨楼，由一队精锐的辽军士兵日夜守卫，查验腰牌极其严格，闲杂人等根本不得靠近。院内规划井然有序，分为数个功能区域：最大的的是占据中央位置的“百工坊”，由十数排高大宽敞的厂房组成，分别是木工坊、铁工坊、铸炮坊、弓弩坊、车辆坊、被服坊等，每坊都配有相应的原料堆场和成品仓库。东侧临江处是“船舰区”，设有干船坞、滑道和舾装码头，数艘大小舰船正在建造或维修。西侧是“火器试验区”，圈出了一大片荒地，建有厚实的靶墙和观察壕沟，用于试射各种火铳火炮。北侧则是一排相对安静的二层小楼，这里是“绘算堂”，格物院的精华所在，内设数十间值房，供画师、算手、书吏们绘制图样、计算数据、整理档案，最重要的几间秘室，则存放着格物院的核心技术图纸和试验记录，防火防潮，戒备最为森严。整个格物院就像一个巨大而精密的蜂巢，近两千名工匠、学徒、杂役在此日夜忙碌，围绕着杨永裕制定的一个个项目高速运转。
格物院正堂，实则位于绘算堂的一层，是一座将工坊与议事厅功能巧妙结合的巨大厅堂。厅堂挑高两丈，以坚固的楠木为梁柱，地面铺着青砖，宽敞得足以容纳数百人。四壁并非悬挂舆图或文书，而是陈列着各式各样的模型：精巧的水力驱动机械模型、不同比例的战船舰模、新式农具的木质样板、甚至还有一套复杂至极的、演示天体运行的铜制浑天仪。地上散落着些许木屑和金属碎屑，墙角堆放着各种材质的边角料，显示出这里与纯粹官衙的不同。数张宽大的柏木长案并非用于书写公文，而是铺满了各类图纸：建筑结构图、器械分解图、军械构造图，线条精细如发丝，标注密密麻麻，使用了大量规整的尺规线条和阿拉伯数字符号，显得极为专业。空气中混合着墨汁、润滑油和新鲜木漆的味道，还有一种淡淡的硝石硫磺气味，暗示着此处与火器的密切关联。
杨永裕，这位新任的格物院司正，正站在一张最大的条案前，俯身审视着一幅刚刚绘制完成的“新式曲辕犁”结构分解总装图。他年约四旬，面容清瘦，肤色因常年在工坊劳作而略显黝黑，手掌粗糙，指节粗大，留有烫伤和划痕。他并未穿着官服，而是一身便于活动的深色细麻布短褐，袖口挽起，露出结实的小臂，腰间挂着一柄铜尺、一副圆规和一个小巧的铜制卡尺，眼神专注而锐利，闪烁着一种工匠特有的、对结构与细节的执着光芒。他并非科举出身，甚至并非传统意义上的读书人，早年曾是南京工部匠作监的一名普通匠户，因心灵手巧，善于琢磨改进工艺而小有名气，尤精于木工、机械制造和算术。后因战乱流离，一度辗转于各地官私作坊，甚至在一些西洋传教士处见过些奇巧的机械图和数学书籍，虽不通西文，但对图形和数字极为敏感，暗自揣摩，获益匪浅。王磊定鼎南京后，广招天下奇才异能之士，不论出身。杨永裕因其一手精湛技艺和诸多奇思妙想（如改进的强弩、效率更高的水力鼓风机草图），经人举荐，得入王磊幕府。面试时，他当场用尺规绘制了一幅复杂的齿轮联动装置图，并详细阐述了其原理和可能用途，令王磊大为惊叹，深觉此人之才远不止于一般工匠，实有“格物致知”之能。遂破格擢用，委其组建“格物院”，专司器械研制、工艺改进、技术革新之事，授司正职，秩正六品，却可直奏辽国公，权柄特殊，经费单列，要人给人，要物给物。
此刻，杨永裕正召集院内主要匠作头领、各坊管事以及绘算堂的首席画师、算手议事。堂下十余人，有白发苍苍、眼神却依然精明的老木匠、满脸烟火色、肌肉虬结的铁匠头、手指纤细却沾染各色颜料的画匠师傅、戴着水晶眼镜、拨弄着算盘的老账房、甚至还有两位被高价聘来的、略通中文的西洋钟表匠和修炮匠，个个都是在各自领域浸淫数十年、手艺顶尖的老师傅。
“诸位师傅，”杨永裕的声音不高，却带着一种不容置疑的务实和专注，他手指点着那幅精细无比的曲辕犁图纸，“国公爷钧旨，眼下头等大事，乃是助牛金星牛大人的‘均田令’落地生根。田分下去了，百姓要种得好，收得多，方能真心归附，朝廷粮饷也才有着落。以往的老家伙什，效率太低，得换换新了！农事乃国之根本，器具之利，首当其冲！”
他拿起一份早已准备好的物料清单和工期计划：“当前最紧要的，是三样东西。其一，便是这新式曲辕犁。”他的手指在图纸上滑动，“以往的直辕犁，笨重，转弯调头极为不便，费力，深耕不够，且犁铲易损。咱们改的这新样式，辕曲，回转灵活，节省畜力；犁铲以精铁打造，前尖后阔，呈完美的破土曲面，刃口淬火加硬，更锋利耐用；犁壁光滑如镜，弧度经过重新计算，翻土更彻底，碎土效果更佳；更关键的是加了这个‘犁评’和‘犁建’！”他指向图纸上一个精巧的卡榫结构，“耕深可调，浅可五寸，深可达一尺二寸！根据不同土质、不同作物，灵活调整！一人一牛，一日可深耕五到八亩，比旧式快一倍有余，且更省力省畜！木匠房，王师傅！”
老木匠王师傅立刻上前一步，凑近图纸仔细观看，眼中放光，忍不住用手指虚划着线条：“妙啊！妙啊！杨司正！这弯辕的弧度，省力之道尽在其中！这犁评控深，真是想到农户心坎里去了！还有这犁壁的曲线，翻土定然顺畅！木料选用柞木或榆木，关键承力处如犁辕、犁底，包铁皮加固，铁皮需打制得薄而韧，用泡钉铆死，小的这就去选料，亲自带最好的徒弟开工！”
“好！”杨永裕点头，“先打制三百具样板，所有尺寸必须严格按图，不得有毫厘之差！完成后，交由铁匠坊安装铁件。半月之内，必须完工，送往江宁、句容两县，交由民政司的官差，分发给选定的农户试用。每具犁配发一份使用说明图，并派一名学徒跟随，记录农户使用情况，每日耕了多少地，费不费力，有无损坏，何处不便，详细记下来，回来报我！”
“其二，是这脚踏龙骨水车。”杨永裕又展开另一张更为复杂的图纸，上面绘有齿轮组、链节、水槽的详细结构。“以往手摇、脚踏的翻车，提水慢，费力，且容易踩空。咱们这个，改用坚固的硬木框架，内置一组大小齿轮，用脚踏板通过连杆驱动主动齿轮，带动从动齿轮，再驱动龙骨板链在封闭的水槽中连续提水！效率倍增！且框架固定于岸边，操作更安全省力，妇人半大孩子也能踩动。铁匠房，李师傅！”
李铁匠搓着大手，盯着那精密的齿轮啮合图，神色凝重又兴奋：“司正放心！这主动轮齿数二十，模数三分；从动轮齿数四十，模数同；齿形按您定的渐开线画法，俺们用精铁锻造，淬火后打磨光滑，保准咬合紧密，转动顺滑无声！链节用熟铁打制，每个环都要一般大小，连接轴销要耐磨。先造十架样品，俺亲自带人打磨组装！”
“对，关键是密封和顺滑！水槽接缝处用桐油石灰填塞，不能漏水。轴承处多用油脂润滑。造好后，置于城外秦淮河渠畔试用，选不同水深流速的地方，记录每日提水量、耗费人力、有无故障。”杨永裕细致地交代。
“其三，是这‘风力扬谷机’。”他指向第三张图，结构更为精巧，含有风扇、曲柄、摇臂、多个漏斗和滑道。“以往打谷靠连枷，扬场靠木锨借风，费时费力，效果还差，且极其依赖天气。这东西，通过手摇曲柄，带动这组扇叶高速旋转，产生稳定风力。谷物从顶部这个宽口漏斗倒入，饱满籽粒沉重，直落前方出口；瘪壳、稗子、碎草重量轻，被风吹向后方的废料口；尘土则从侧面纱网排出。一次完成脱粒后的清选！结构稍复杂些，需木匠、铁匠紧密合作。风扇轴要直，轴承要稳，风扇叶片的角度要一致，才能出匀风。先造五台样品试效果。同样，记录清选效率、干净程度、所需人力。”
众匠人围拢过来，看着那前所未见的结构图，纷纷称奇，交头接耳，讨论着各个部件的做法。
杨永裕环视众人，语气加重，带着一种不容置疑的决断：“诸位师傅！这些家什，看似寻常，却关乎万千农户生计，关乎朝廷税赋根基，关乎国公爷新政的成败！国公爷等着看成效！格物院初建，这是头一桩大事，是向国公爷、向朝廷证明我等价值的时候，务必办好！用料要扎实，做工要精细，尺寸不得有丝毫偏差！各坊需通力合作，木料、铁料、牛皮、麻绳、油脂，需要什么，需要多少，即刻报给绘算堂的刘先生核算，列出清单，我签字后，直接去户部、工部的库房支领，谁敢拖延刁难，我亲自去找牛金星大人、去找辽国公！人手若不够，就从流民中招募灵巧的学徒，边做边学！半月之内，我必须见到第一批成品下地、下水、下场试用！做得好，国公爷必有重赏！若有敷衍塞责、以次充好、延误工期者，莫怪本院规无情！”
“谨遵司正令！”众匠作头领、管事齐声应诺，声震屋瓦，个个摩拳擦掌，神色激动。他们大多是匠户或学徒出身，以往被官老爷呼来喝去，视为贱役，何曾受过如此重视，被委以如此重任，参与此等利国利民又能极大施展自身手艺的大事？顿时只觉得浑身是劲，恨不得立刻返回工坊，大干一场。
第二节：利器强工
杨永裕一声令下，整个格物院如同上紧了发条的精密钟表，每一个齿轮都开始高速咬合运转。各工坊内，炉火瞬间拔得更高，鼓风机呼呼作响，风箱拉得噼啪有声，锤声叮当密集如雨点，锯木声尖锐刺耳，刨花如雪片般飞溅，一派热火朝天、紧张有序的景象。新式农具的研制和推广，只是格物院工作的冰山一角，是杨永裕为了快速见效、赢得信任而选择的突破口。在统筹此事的同时，更多关乎国计民生、军国大计的研发项目也在他的规划下同步展开，其范围之广、涉猎之深、投入之大，远超常人想象。杨永裕深知，辽国公王磊要的不是奇技淫巧，而是能实实在在增强国力、军力、民力的“利器”。
农具工坊是当下的重中之重，也是最喧闹的地方。在老木匠王师傅的带领下，数十名熟练木工严格按照图纸，精选柞木、榆木等硬木原料，放线、锯料、刨光、凿眼、开榫、组装，每一道工序都一丝不苟。杨永裕几乎每日大部分时间都泡在这里，他不是指手画脚，而是真正动手。他会拿起刨子检验木料的平整度，用卡尺测量榫眼的深度和宽度，亲自组装一具犁架，调试犁评的卡榫是否灵活可靠，甚至亲自扶犁在院中特意开辟出的一块试验田里来回拖动，根据泥土的阻力和犁头的入土角度，反复调整犁铲的安装倾角和犁壁的曲面弧度，以求达到最省力、最高效的状态。铁匠工坊则负责所有金属部件的锻造和加工。李铁匠带着徒弟们守着熊熊炉火，将买来的生铁料烧红，反复锻打，去除杂质，成型后淬火、回火、打磨开刃。犁铲、犁壁包铁、齿轮、轴销、铆钉，每一件都要求尺寸精准、硬度适中、表面光滑。对于关键的齿轮，李铁匠更是亲自操刀，先用硬木做出标准模子，再将烧红的铁块放在模子上锤打出粗胚，最后用小锤和锉刀一点点精修齿形，确保每一个齿都与图纸分毫不差，能与相邻齿轮完美啮合。首批三百具新式曲辕犁的部件在五日内便全部加工完毕，进入总装阶段。杨永裕下令，每装好十具，便随机抽取一具，进行严格的负重和耐久测试，模拟田间最恶劣的使用条件，发现问题立刻追溯整改。第十日，三百具崭新的曲辕犁整齐地排列在仓库中，闪着木料和铁器的光泽。由民政司派来的官员清点接收，组织民夫装车，迅速分发至预先选定的江宁、句容两县三百户农户手中，并派格物院的学徒随行，详细记录每日的使用时间、耕深、亩数、牲畜疲劳程度、农户反馈意见等。脚踏龙骨水车的十架样品和风力扬谷机的五台样品也陆续完工，在秦淮河畔和打谷场上进行实地测试，其远超旧式工具的效率和相对省力的操作，引来了大量周边百姓的围观，啧啧称奇，询问何时可以买到，消息很快反馈回民政司和格物院，成为推动下一步大规模生产的重要依据。
就在农具项目如火如荼进行的同时，格物院的其他工坊也丝毫没有闲着，在杨永裕的总体规划下，按照轻重缓急，同步推进着多个重大项目：
军械坊：位于院落最深处，有独立的围墙和岗哨，戒备森严，进出需特制腰牌。这里是格物院另一核心所在，也是杨永裕投入精力最多的地方之一。他深知，辽国公王磊的霸业根基在于军事，而强军离不开绝对优势的利器。他集中了最优秀的铁匠、火药匠和部分有过军器局经验的工匠，在王磊提供的初步思路、缴获的少量西洋火器实物以及一些模糊的西方技术资料参考的基础上，着力于几个方向的攻坚：一是燧发枪的彻底国产化与量产优化。重点解决击发机构的可靠性和寿命问题。杨永裕亲自画图，设计了一种新的、更坚固的燧石夹和击砧结构，改用更好的弹簧钢，优化了药池盖的密封性。他引入了“标准化”概念，要求所有零件，从枪管、枪机到最小的螺丝，都必须按照统一尺寸制造，力求可以互换。他设计了专门的夹具和模具，提高加工效率和一致性。目标是建立一条稳定的生产线，在保证质量的前提下，将月产量从目前的零星制造提升到稳定生产三百支以上，并逐步降低成本，最终能大规模装备部队。二是野战火炮的轻量化与机动性革命。现有红衣大炮威力虽大，但过于沉重，难以跟随部队快速机动。杨永裕召集铸炮匠，尝试两种路径：一种是“铁箍铜心”，在较薄的铜炮管外热套上高强度热锻铁箍，以增强强度，减轻重量；另一种更大胆，直接尝试铸造纯铁炮，但需要解决铁质不均、容易炸膛的难题。他们不断试验不同的铜铁配比、铸造温度、冷却方式，记录每一次试射的膛压数据和炮身变化，进展缓慢且危险，炸膛事故时有发生，但每一次失败都积累了宝贵的数据。同时，他也在设计更轻便、更灵活、带有简易减震机构的炮车架，使火炮能由更少的骡马牵引，跟上步兵的行军速度。
舟船坊：设于龙江畔的船舰区，充分利用了旧宝船厂的干船坞、滑道和熟练船工。杨永裕深知未来无论是控制长江、保障漕运，还是驰骋海洋、对抗西夷，强大水师不可或缺。坊内同时进行多项工作：一是对现有水师战船进行检修和现代化改造，主要是为较大的福船、海沧船加设炮位，强化结构以适应火炮后坐力。二是基于传统福船和广船船型，设计建造更大、更稳、更能装炮的新式战舰，杨永裕称之为“巡洋舰”，计划配备双层炮甲板，装备二十四到三十六门重型火炮。三是研究西洋帆船的优点，尝试设计更适合远海航行、速度更快的三桅帆船船型，并改进帆装和索具。四是试验各种水下防腐技术，延长船只寿命。
纺织坊：看似与军国大事无关，实则关乎民生稳定与财政收入。杨永裕招募了大量流民中的妇女，在此学习操作新式纺纱机和织布机。这些机器虽仍以人力或水力驱动，但在结构上进行了大量优化，如采用了飞梭装置，使纬纱穿越经纱的速度大大加快；使用了脚踏板控制综片升降，解放了双手；优化了纱锭和卷布机构，减少了断头率。效率比传统手工纺织高出五倍不止。出产的棉布、麻布，质地均匀，产量大增，一部分用于制作军服、军被，一部分投放市场，既平抑了布价，满足了百姓需求，也开始为朝廷创造可观的利润，反哺格物院和其他项目的开支。
化工坊：最为神秘，也最危险，设在一个独立的、远离其他工坊的角落，由高高的土墙围拢。杨永裕网罗了一些懂得炼丹术的方士、药师和少数对西方化学略有接触的人。在这里进行的试验都严格保密且风险极高：一是改进黑火药配方，尝试不同的硝、硫、炭比例和提纯工艺，并试验颗粒化技术，以提高爆炸威力和燃烧稳定性，减少吸湿性。二是尝试从矿物中大规模提纯硫磺和硝石，以满足日益增长的火药需求。三是探索用新式高炉冶炼更高质量的钢铁，用于制造武器和工具。四是试验一些简单的无机酸、碱的制备，用于金属处理和可能的新武器探索。事故频发，但每一次小小的突破，都可能带来巨大的改变。
杨永裕如同一个巨大而精密的枢纽，日夜不停地统筹协调着各个工坊。他的一天往往从黎明开始，直至深夜。清晨，他会在绘算堂与各坊管事开晨会，听取昨日进展、困难，布置当日任务，分配资源。上午，他会巡视各工坊，现场解决技术难题，检查质量，有时甚至会亲自上手示范。下午，他多在绘算堂，与画师、算手们一起审核图纸，计算数据，规划新项目，或者撰写给辽国公的报告。晚上，他常常挑灯夜读，研究那些好不容易搜集来的、残缺不全的中西技术资料，苦苦思索着如何将那些奇思妙想变为现实。他不仅要懂技术，更要善于管理：调配物资、分配人手、解决技术难题、审核经费、向王磊汇报进展、与其他衙门（如兵部、工部、户部）协调沟通、争取支持。他面容日益清瘦，眼中常布血丝，但精神却愈发亢奋。
成果是显着且多元的。新式农具的推广，虽然范围尚小，但已初见成效。试用新犁的农户普遍反映耕地更深、更快、更省力，对秋收增产充满了期待，纷纷打听何时可以购买，民间口碑迅速发酵。水车和扬谷机也显示了其优越性。军械方面，虽然燧发枪和火炮的彻底革新尚需时日，但一些小的改进，如更可靠的燧石机、更标准的定量火药包、更易操作的清膛工具等，已逐步应用到京营和曹变蛟部等精锐部队，提升了火器的使用效率和安全性，获得了将士们的好评。新式织布机开始产出质优价廉的布匹，不仅满足了军用，也开始在市场上流通，标记着“格物院监制”的布匹成了质量可靠的象征。格物院的存在，如同一颗投入湖面的巨石，激起的波澜正缓缓扩散，悄然改变着这个新生的政权，为其注入一股越来越强大的、前所未有的力量——基于系统化研究和制造的技术力量。杨永裕，这位曾经的普通匠户，正以其独特的才能和疯狂的执着，在王磊赋予的广阔舞台上，默默铸造着强国的基石，将“格物致知”的理念，一点点变为富国强兵的实践。