。在宋应星和薄钰的主持下，利用水力驱动的简易“镟床”和“钻床”开始尝试对火铳的枪管和关键部件进行初步的标准化加工。虽然精度远逊后世，但已是迈向零件互换概念的宝贵一步。孙元化与汤若望则专注于火炮的升级，他们参考欧式炮架，设计了可调节射角的炮架和更灵活的炮车，提升了火炮的机动性和射击效率。
火药的威力是另一关键。李从心、毛元仪等将领结合实战经验，对火药颗粒化、提纯工艺提出了更高要求。在宋应星《天工开物》理论的指导下，工匠们严格筛选硝、硫、炭的原料，采用水洗、碾压、过筛等工艺，去除杂质，并通过反复实验确定了最佳配比。最终生产出的颗粒化火药，燃烧充分，爆炸威力稳定，其性能已达到甚至部分超过了当时欧洲同期的顶尖水平。装配了优质钢材、标准化部件和高效火药的新式火铳、火炮，开始在京营和关宁铁骑中小批量装备，成为明军新的利爪坚牙。
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科技的春风也吹入了杏林。崇祯五年的那场时疫，若非吴有性力挽狂澜，后果不堪设想。当时，疫情在北方数省蔓延，医者多按伤寒论治，效果不彰。吴有性亲赴疫区，细致观察病患，大胆提出“戾气”自口鼻而入，伏于膜原的新理论。他反对盲目使用辛温发散之药，创制了以达原饮为代表的方剂，强调“逐邪解表”，疗效显着。
疫情平息后，朱由检采纳吴有性建议，由格致院与太医院联合，颁布《防疫辑要》。此书以浅显文言配以插图，详述了隔离、消毒（如醋熏、石灰撒地）、辨识症状、简易方药等法。倪元璐、刘若宰等清流官员利用其在士林的影响力，组织生员在乡间宣讲；沈廷扬则通过漕运和海商网络，将药方和防疫知识传至沿海；李天经、汤若望甚至将其中的部分内容翻译成文，向在京的西洋人传播。一套由官方主导、多方参与的防疫体系初步建立，虽仍简陋，却为日后可能出现的疫情积累了宝贵经验，避免了更大规模的失控。
海外贸易的血管也愈发充盈。沈廷扬管理的漕运船队开始尝试近海运输南粮北调，以补漕运之不足。而郑芝龙旗下的庞大商队，则满载着苏州水力织布机产出的精美丝绸、景德镇的瓷器、福建的茶叶，以及遵化铁厂精工制作的铁器、刀具（在朝廷控制下限量出口），乘风破浪，远赴南洋、日本，甚至通过荷兰商船间接与欧洲贸易，换回的白银、铜料、硝石以及来自南洋的大量粮食和泰西的书籍、仪器，反过来又滋养着帝国的革新。
人才的培育是根本。国子监在祭酒倪元璐的主持下进行改革，增设“格物科”，聘请宋应星、王徵、方以智、薄钰等人为博士，讲授算学、物理、农工、测量等实学。汤若望亦被聘为客座，介绍西方历法、几何。虽阻力不小，但仍吸引了如刘若宰等一批有志于经世致用的年轻监生。徐霞客的游记、宋应星的《天工开物》、方以智的《物理小识》乃至吴有性的《瘟疫论》手稿，都成为监中争相传抄的热门读物。一股崇实黜虚、格物求真的新风，开始在帝国的最高学府中悄然流动。
这是一个危机与希望并存的年代。在北方边患未靖、天灾人祸仍频的阴影下，总有一群人在负重前行，从湖广的沃野到山西的矿山，从遵化的铁厂到苏州的织坊，从京师的格致院到远航的海船，一个生机勃勃的大明，正以其深厚的底蕴与不甘沉沦的意志，在士农工商医的共同努力下，试图撬动历史的车轮，驶向一条未知却充满可能性的道路。
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