研究是枯燥而充滿挫折的。最初的“驗(yàn)汽轉(zhuǎn)輪”原型，在首次公開(kāi)演示時(shí)，就給了眾人一個(gè)下馬威。銅球內(nèi)的水被燒沸，蒸汽從噴管噴出，確實(shí)推動(dòng)了葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)速慢得可憐，且只轉(zhuǎn)了幾圈就無(wú)力為繼。檢查發(fā)現(xiàn)，銅球焊縫處有細(xì)微滲漏，噴管設(shè)計(jì)也不合理，蒸汽噴出時(shí)分散無(wú)力。
清玄子帶著弟子們，開(kāi)始系統(tǒng)地記錄每次實(shí)驗(yàn)的水量、炭火量、加熱時(shí)間、葉輪最終轉(zhuǎn)數(shù)，并嘗試在噴管出口加裝不同形狀的“噴嘴”，又設(shè)法在銅球內(nèi)放入一個(gè)小活塞，活塞連桿伸出連接一個(gè)小秤砣，通過(guò)秤砣被頂起的高度來(lái)粗略估算內(nèi)部壓力。他們引入了“刻度”的概念，在銅球外殼上刻畫(huà)簡(jiǎn)易的溫度標(biāo)尺（基于水在不同熱度下的表現(xiàn)，雖然很不精確），并嘗試用動(dòng)物的膀胱薄膜蒙在噴口，觀察其鼓脹程度來(lái)感知壓力變化。這些方法原始而粗糙，卻是邁向定量研究的可貴第一步。
趙玄默的算學(xué)館則為此設(shè)計(jì)了專門的記錄表格，并試圖用算籌和初步的代數(shù)符號(hào)，來(lái)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，尋找壓力、溫度、水量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。他們引入了“分”、“寸”、“斤”、“兩”等現(xiàn)有單位來(lái)描述力、距離、重量，但很快發(fā)現(xiàn)不夠用，清玄子等人開(kāi)始創(chuàng)造一些臨時(shí)性的、描述性的“單位”，如“一沸之力”（標(biāo)準(zhǔn)水量沸騰產(chǎn)生的壓力）、“一寸推重”（蒸汽能將一斤重物推動(dòng)一寸遠(yuǎn)所做的“功”）。雖然混亂，但畢竟開(kāi)始了“度量”的嘗試。
章煥的化機(jī)館則變成了“材料實(shí)驗(yàn)室”和“密封實(shí)驗(yàn)室”。他們嘗試了不同比例的青銅、黃銅，甚至少量嘗試加入錫、鉛、鋅，在小型鍛爐中反復(fù)熔煉、澆鑄、鍛打，然后制成小銅球進(jìn)行“爆裂測(cè)試”――不斷加熱加壓，直到銅球炸裂，記錄能承受的加熱時(shí)間和最終狀態(tài)，以此比較材料強(qiáng)度。他們還搜集了魚(yú)膠、生漆、桐油、蜂蠟、浸油麻絲、軟木片、甚至搗碎的黏土與石墨混合物，制成各種墊片、填料，測(cè)試其在高溫蒸汽下的密封性能和耐久性。失敗是家常便飯，銅球炸裂的悶響時(shí)常在化機(jī)館的隔離工棚內(nèi)響起，濃煙和蒸汽彌漫，弄得匠人們灰頭土臉，但每一次失敗，都排除了一個(gè)錯(cuò)誤選項(xiàng)。
鄭海和魯平也沒(méi)閑著。他們根據(jù)格物館初步測(cè)算的“汽力”數(shù)據(jù)（雖然還很不可靠），開(kāi)始用木頭和硬紙制作各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的模型：曲柄連桿如何將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)？飛輪如何儲(chǔ)存能量使轉(zhuǎn)動(dòng)更平穩(wěn)？齒輪組如何變速？他們用繩子、木銷、魚(yú)膠反復(fù)組裝、調(diào)試，思考著每一個(gè)零件的形狀、強(qiáng)度、摩擦。舟車館的工棚里，擺滿了各種奇形怪狀的木質(zhì)機(jī)械模型，吱吱呀呀地轉(zhuǎn)動(dòng)著。
時(shí)間在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)、失敗、討論、改進(jìn)中流逝。麟德九年的秋天，格物院外的洛水兩岸楓葉如火，而院內(nèi)“蒸汽機(jī)研制組”的工坊里，溫度也隨著一次次的爐火試驗(yàn)而升高。
經(jīng)歷了至少三次大的設(shè)計(jì)迭代、數(shù)十次小的改進(jìn)和無(wú)數(shù)次的失敗后，一個(gè)勉強(qiáng)能稱之為“原型機(jī)”的裝置，終于被組裝起來(lái)。它仍然簡(jiǎn)陋得可憐：一個(gè)用新配比的“高錫青銅”鑄造、經(jīng)過(guò)反復(fù)鍛打加固的臥式圓柱形“鍋爐”，容積大約相當(dāng)于兩個(gè)水桶；鍋爐一端密封，另一端裝有經(jīng)過(guò)精心打磨、配合了浸油麻繩和軟銅墊圈的活塞與汽缸；簡(jiǎn)單的連桿和曲軸將活塞與一個(gè)沉重的木制飛輪連接；鍋爐上方有注水口和安全閥（一個(gè)用配重壓住的簡(jiǎn)易閥門），下方是爐膛；整個(gè)裝置被固定在一個(gè)沉重的木架子上，以防止它把自己“震散架”。
“開(kāi)始吧。”李瑾站在稍遠(yuǎn)的安全距離外，平靜地下令。清玄子、章煥、鄭海、魯平、趙玄默等人圍在周圍，神情緊張而期待，如同等待著新生兒的第一聲啼哭。
一名學(xué)徒顫抖著手，向鍋爐內(nèi)注入定量清水，旋緊注水口。另一名學(xué)徒在爐膛內(nèi)點(diǎn)燃了木炭和焦煤的混合物。火焰升騰，熱量開(kāi)始透過(guò)青銅壁，傳遞給內(nèi)部的水。
等待的時(shí)間顯得格外漫長(zhǎng)。只有爐火燃燒的噼啪聲，和鍋爐內(nèi)部開(kāi)始隱約響起的、如同嘆息般的“咕嚕”聲。所有人都屏住呼吸，緊盯著那個(gè)粗糙的活塞和沉重的飛輪。
“嗤――嗤――”
一種不同于水沸的聲音開(kāi)始出現(xiàn)，那是蒸汽在狹窄的汽缸內(nèi)推動(dòng)活塞的摩擦聲。活塞桿開(kāi)始極其緩慢、帶著巨大阻力的、一頓一頓地向后移動(dòng)！連桿被拉動(dòng)，笨重的曲軸在巨大的摩擦下，發(fā)出令人牙酸的“嘎吱”聲，開(kāi)始極其艱難地轉(zhuǎn)動(dòng)！
一圈……兩圈……
飛輪，那個(gè)沉重的木制飛輪，仿佛被無(wú)形的巨手推動(dòng)，開(kāi)始以肉眼可見(jiàn)的速度旋轉(zhuǎn)起來(lái)！雖然緩慢，雖然每轉(zhuǎn)一圈都伴隨著金屬摩擦的刺耳噪音和整個(gè)木架的劇烈顫抖，仿佛下一刻就要散架，但它確實(shí)在轉(zhuǎn)！在沒(méi)有人力、畜力、風(fēng)力、水力直接驅(qū)動(dòng)的情況下，僅僅依靠燃燒的火焰和沸騰的水產(chǎn)生的蒸汽，它轉(zhuǎn)動(dòng)了！
“動(dòng)了！真的動(dòng)了！”鄭海激動(dòng)地抓住魯平的胳膊，魯平則死死盯著那轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪和復(fù)雜的連桿，口中喃喃計(jì)算著什么。
清玄子顧不得爐火的熱浪，湊到近前，仔細(xì)觀察著活塞的行程、蒸汽的泄漏情況（仍有少量白汽從活塞桿的密封處冒出），并示意弟子記錄下飛輪的轉(zhuǎn)速（用旁邊一個(gè)簡(jiǎn)易的滴漏水鐘和計(jì)數(shù)桿來(lái)估算）。
章煥更關(guān)心他的材料和密封，緊張地檢查著鍋爐的焊縫和各個(gè)接口。
趙玄默則快速在心算著：大致的水量、燃燒時(shí)間、飛輪的重量和轉(zhuǎn)速……他在試圖估算這臺(tái)原始機(jī)器輸出的、極其微小的“功率”。
李瑾看著這臺(tái)粗糙、吵鬧、低效、隨時(shí)可能解體的原始蒸汽機(jī)，心中涌起的，卻是一種難以喻的激動(dòng)。這不僅僅是一臺(tái)機(jī)器。這是“力”被有意識(shí)地馴服、轉(zhuǎn)換、利用的第一個(gè)蹣跚腳步。是人類從依賴生物能和自然能，邁向主動(dòng)掌控、轉(zhuǎn)化、大規(guī)模利用熱能的第一步。是工業(yè)時(shí)代，那遙遠(yuǎn)而模糊的汽笛聲，在公元7世紀(jì)的大唐洛陽(yáng)，發(fā)出的第一聲微弱、卻注定將震撼世界的初鳴。
“記錄下來(lái)。”李瑾的聲音在工坊的噪音中依然清晰，“今日，麟德九年九月十七，午時(shí)三刻，于格物院‘力、熱探究組’工坊，首臺(tái)‘驗(yàn)汽做功機(jī)’原型，成功以蒸汽之力，驅(qū)動(dòng)飛輪持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)……計(jì)一刻鐘，凡轉(zhuǎn)二十三周半。”
他頓了頓，看著周圍那些因?yàn)榧?dòng)、煙熏和緊張而滿臉通紅的人們，加重了語(yǔ)氣：“此非終點(diǎn)，僅為。其力尚微，其效甚低，其體笨拙，其用未彰。然，蒸汽之力可用，此理已明。前路漫漫，諸位，辛苦了。然，此機(jī)初鳴之日，或?yàn)槲掖筇疲_(kāi)萬(wàn)世未有之新聲之始。”
爐火映照著人們汗津津的臉龐，那臺(tái)粗糙的機(jī)器仍在發(fā)出不屈的、嘎吱作響的轉(zhuǎn)動(dòng)聲，如同一個(gè)蹣跚學(xué)步的巨獸，宣告著一個(gè)全新時(shí)代的、微茫卻無(wú)比堅(jiān)定的曙光。_c