孙元化叹了口气，语气沉重：“陛下，当年魏阉当道，朝政混乱，军械制造多由阉党亲信把持，他们只知中饱私囊，哪里顾得上工艺改良？臣的奏折递上去，要么石沉大海，要么被斥为‘异想天开’。况且，西洋技艺传入未久，朝中多有守旧之人，视之为‘奇技淫巧’，不愿接纳。”
“守旧误国啊！” 朱由检语气加重了几分，“朕以为，凡利于国家、利于民生者，无论中西，皆可取用。徐先生精通西学，向朕举荐你，说你不仅懂火炮，更通算学、力学，是难得的奇才。今日召你前来，便是想听听你的想法 —— 我大明的火炮，究竟该如何改良？”
孙元化见皇帝态度诚恳，并无帝王的架子，心中的顾虑彻底消散。他定了定神，缓缓开口：“陛下，臣以为，我大明火炮之弊，根源有三。其一，材料不佳。如今铸造炮管多用普通生铁，杂质过多，质地不均，发射数次便易炸膛；其二，工艺粗糙。炮管铸造多为一次浇铸，内部沙眼、气泡难以避免，影响精度与耐用性；其三，配比失衡。火药的硝、硫、炭比例全凭工匠经验，每次发射的威力都不相同，瞄准更是全凭肉眼估算，命中率极低。”
他顿了顿，继续道：“至于改良之法，臣思索两年，已有初步构想。材料上，当采用百炼精钢，剔除杂质，增强炮管韧性；工艺上，可借鉴西洋‘分段铸造法’，先铸炮管分段，打磨光滑后再拼接，减少沙眼气泡；”
朱由检听得聚精会神，时不时点头，手指无意识地敲击案面：“你说的‘分段铸造法’可有具体图纸？”
“臣带了初步的草图，恳请陛下过目。” 孙元化连忙从随身的行囊中取出一卷图纸，双手奉上。
王承恩接过图纸，呈给朱由检。展开图纸，上面不仅有分段铸造的步骤详解，还有炮规的设计草图
“好！好一个分段铸造！” 朱由检抚掌赞叹，眼中闪烁着兴奋的光芒，“孙卿所言，句句切中要害。朕要的，不是简单仿制西洋火炮，而是造出比他们更精良、更实用的大明火炮！”
朱由检认真听着，不时点头，目光中透着赞许。他拿起案上一个精致的青铜火炮模型，递到孙元化手中，指着炮口附近道：“说得在理。朕前些时日巡视科学院，观看工匠锻炮，亦察觉这些问题。你看这炮管之上，朕命人加了这两个小铁疙瘩，此物名为‘准星’与‘照门’。” 他用手指点着模型上细微的凸起与缺口，耐心解释，“瞄准时，使目光透过照门缺口，对齐前端准星，再指向目标，三点成一线，发射精度或可提升一倍有余。你可先让工匠依此样式打造样品，实地试射验证其效。”
孙元化接过模型，仔细端详那看似简单却蕴含精妙原理的设计，只觉眼前豁然开朗，仿佛推开了一扇全新的大门。他反复比对着准星与照门，激动得声音都有些发颤：“陛下此法，匠心独运，闻所未闻！以往炮手全凭感觉瞄准，误差极大，若此法得行，再辅以系统训练，我大明炮手十炮之中命中五六，绝非虚言！”
朱由检又抽出一张自己勾勒的草图，递了过去，“朕有意让科学院另辟蹊径，研制一种‘轻型步兵炮’。此炮口径可略小于红衣大炮，炮身大幅减重，务求两匹马便能轻松牵引，甚至必要时，步兵数人亦可推拉前行，以适应辽东复杂地形。你可将工坊人手分为两组，一组专司改良现有红衣大炮，解决炸膛、装填慢的问题；另一组则集中精力攻关此轻型步兵炮，双管齐下，以期尽快支援辽东。”
“炸膛的根源，在于炮管内部气泡杂质，且连续发射后炮管过热。” 朱由检显然早已深思熟虑，语气沉稳，“可严令工匠将锻打次数增加三倍，每一遍锻打后，皆以冷水急速淬炼，如此可增强铁质韧性，减少内瑕；同时，于工坊外挖掘大型蓄水池，引活水循环，专供炮管锻后降温与试射后冷却之用。”
孙元化只觉胸中块垒尽去，一股久违的豪情壮志充盈心间。他深深一揖到底，言语间充满了前所未有的信心：“陛下所思所想，句句切中要害，发前人未发之秘！有陛下如此支持，有科学院此等根基，臣必竭尽心力，三月之内，定当造出改良样炮，供陛下御览！”
朱由检站起身，走到孙元化面前，语气郑重：“朕今日便任命你为大明科学院火炮局总办，全权负责火炮研发事宜！朕给你全权：西山科学院拨出专门工坊，供你使用；工部抽调最优秀的铁匠、铸工，归你调配；所需的精钢、火药原料，户部优先供应，不拘数额；徐先生精通西学，可随时与你商议，协助协调各方。”
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孙元化心中激荡，连忙起身跪倒在地，声音带着哽咽：“臣谢陛下信任！臣必竭尽所能，日夜钻研，不辱使命，早日造出精良火炮，为大明效力！”
“起来吧。” 朱由检扶起他，语气温和却带着期许，“朕知道，研发之事非一日之功，不可急于求成。你可先从基础做起，先改良铸造工艺，再优化火药配比，最