在張家島上面呆了很長的一段時間，張雷回到了徐家營，他需要製作一些新的東西，張家島上面沒有他所需要的實驗設備。
而在徐家營，在威廉和凱勒的幫助之下，已經建立了初步的實驗室，在張雷的強大的財力的支持下，威廉和凱勒已經有了充足的時間和條件進行科學試驗。現在的教堂要說起來可能稱之為實驗樓還要更加恰當一些。就是蔡仲和也住進了這裡面，經常和凱勒他們探討一些問題。
張雷到了徐家營之後馬上就忙活開了，既然打定了主意要像海外擴展，在茫茫的大海之中，如果不能夠確定自己的位置，那就跟失蹤了沒什麼區別，為此，張雷特地查找了許多科學書籍，打算製作一些儀器，這第一樣便是六分儀。
六分儀是用來測量遠方兩個目標之間夾角的光學儀器。通常用它測量某一時刻太陽或其他天體與海平線或地平線的夾角，以便迅速得知海船所在位置的經緯度。六分儀具有扇狀外形，其組成部分包括一架小望遠鏡，一個半透明半反射的固定平面鏡即地平鏡，一個與指標相聯的活動反射鏡即指標鏡。六分儀的刻度弧為圓周的1/6。使用時，觀測者手持六分儀，轉動指標鏡，使在視場里同時出現的天體與海平線重合。根據指標鏡的轉角可以讀出天體的高度角，其誤差約為±0.2°～±1°。
因為之前已經有了製作望遠鏡的經驗，而六分儀除瞭望遠鏡之外就沒有其他複雜的附屬設備了。所以製作這個東西對於張雷來說並不是什麼困難的事情，不過製作完成後的校準讓他花了很大的心思。
這一天。張雷正在教堂外面的草坪上面用六分儀測量太陽夾角，剛好遇到蔡仲從住處下來，看到了張雷，他趕緊跑了過來。「張老闆。」
張雷拍了拍他的肩膀說道：「你來的正好，幫我看看這個角度對不對，你出海次數多，應該有點經驗。」
早在製作望遠鏡的時候蔡仲和就已經知道了張雷的這個六分儀以及他的作用，當時他還在抱怨說如果當年自己有這麼個寶貝出海的時候就方便多了。張雷說的是馬上又要組織出海他可以一起跟著去。
蔡仲和根據自己的經驗，慢慢地調整六分儀的角度，張雷站在旁邊等著。過了大約小半個時辰，蔡仲和才算是結束了觀測，然後根據自己的經驗給張雷提供了一些建議，張雷認真思考過後認為這些建議都是行之有效的，然後欣然採納。便拿了六分儀去繼續改進去了。
過了四五天的時間，張雷終於把六分儀給做好了，有了這個東西，在航海的過程中再配上指南針，基本上就差不多夠用了。
做了十把這個東西，張雷才停了手。這一天他剛好回到家。不遠處一輛馬車也朝這邊來了，看到上面飄揚的張氏商會的小旗子，張雷停住了自己的腳步。這是外出考試的張晨回來了。
馬車到家門口停下來，張晨一下來看到張雷顯得十分驚喜，叫道：「哥。你怎麼回來了？」
「我回來幾天了，因為在外面所以我連去送你去趕考也沒時間。你不會怪哥吧？」張雷笑著說。
張晨趕緊回答：「哥哥現在可是個大忙人了，我怎麼會怪哥哥呢，對了……」他剛剛準備把路上遇到人打劫的事情說了，不過話到了嘴邊卻硬生生地咽了下去。張雷追問起來，他卻連聲說沒事。張雷雖然心中奇怪，不過現在張晨他自己不說，那也不好問，再加上張晨現在還是好好的，於是也就不去追究了。
「這次鄉試的感覺怎麼樣？」張雷最關心的是這個問題，只有張晨能夠在科舉上面一鳴驚人，再加上自己在朝廷的關係，那自家可就算是有兩條路可走了，自己是靠著科技發明還有錢財來得到承認的，而張晨可是正兒八經的科舉入仕，這就有本質的區別。
聽了這話，張晨語氣平靜地說：「還行吧，寫得挺順利的，不過現在老是和他們混在一起搞科學，文章裡面也寫了點這樣的東西。」
「你在文章裡面寫了科學？」張雷頓時瞪大了眼睛，說道：「我不是叫了你就按照書上的來么？怎麼還寫那個？」
張晨有些鬱悶地說：「剛開始我也沒準備寫來著，後來沒忍住，最後發現了的時候都沒辦法改了。」
聽他這麼說，張雷也明白這事情是沒辦法改變的了，想想和趙錢孫李四個儒生的爭論，張雷祈禱這些試卷最好不是由他們來評判，否則張晨就會死得很慘的。而實際上，在中國的歷史中，真正的儒學是提倡創新提倡改變的，否則也不會提出格物致知這樣的觀念來。
「既然過去了那就算了吧，不過現在皇上喜歡格物院，再加上應天府的工廠正在如火如荼的壯大，巢縣和松江府就更加不用說了。興許在這樣的浪潮之下你的文章會成為亮點然後脫穎而出。」張雷最後安慰道。
張晨是個天生的樂天派，聽張雷這麼說，他無所謂地道：「那就希望如此吧，哥，你什麼時候帶我出去玩玩？經常聽蔡仲和說海上面有好玩的東西。」
「你還是好好讀書吧，想什麼出去玩，你哥哥我上次就差點被玩死了，幸好福大命大，否則你早就看不到我了。」張雷想起上一次被螞蟻咬到的事情，到現在還心有餘悸。
「啊？怎麼回事？」張晨很是驚訝。
張雷便把那天發生的事情說了，張晨聽了之後忍不住渾身都抖了一下，說道：「還真的挺危險的。」不過隨後又笑嘻嘻地補充了一句，「不過我不怕。」
兩人又說了一會兒話。張雷忙著要去把六分儀安裝到戰船上面去，於是又匆匆忙忙地走了。不過他這次倒不是去的張家島，而是就在松江府留了下來，靜靜地等待著鄭芝龍的船隊來松江府提貨。現在的松江府，簡直就成了張氏商會的產品製造基地。那源源不斷創造的利潤上繳的稅收讓各級官員都笑得合不攏嘴，因為這些錢大部分都進了他們的腰包裡面去。也正是因為這樣，張氏商會在松江府有著絕對的自由。
張雷在這裡，將製作好的六分儀信號燈電石探照燈的技術資料全部整理好，然後讓人送到了京城。
徐光啟拿到張雷的東西之後。馬上送進了格物院的檔案，然後拿了複製的資料求見崇禎。
這一天上過了早朝，在太監王承恩宣布了退朝之後，徐光啟並沒有和其他的官員一起離開了皇宮，而是留在了皇極門外面。等大家都散去了，這才將王承恩找了過來：「王公公請留步。」
王承恩聽見徐光啟叫自己，於是便走過來問道：「徐大人有什麼吩咐？」
徐光啟說道：「不知道皇上下了朝之後要去哪裡？老臣有一些東西需要皇上過目。」
「是格物院的事情吧。最近皇上一直在說格物院，說那是簡直就是一個救星。徐大人以七十高齡還如此操勞，真是幸苦。」王承恩奉承道。
徐光啟道：「王公公言重了，作為臣子，自當殫精竭慮，為皇效忠。還請王公公速去通報。」
「不用通報了。直接帶你去吧。」
兩人穿過皇極門，又在游廊上走了許久，過了幾個庭院，這才在一個池塘邊停了下來。這裡有一棟紅牆翠瓦的小屋，周圍全是柳樹。再加上前面的池塘，倒是營造出一點江南水鄉的氛圍了。
王承恩說道：「最近天氣悶熱。皇上下朝之後都會來這裡休息，最近皇上心情還算是不錯，徐大人請吧。」
「還是麻煩王公公幫忙通報一聲。」徐光啟道。
王承恩應了一聲，然後到門外面敲了敲門，說道：「皇上，徐尚書來了。說是要奏報格物院之事。」
聽到格物院，正卧在床榻之上的崇禎一下子坐直了身子，讓旁邊兩個丫鬟幫自己整理好衣服，這才正色說道：「讓他進來。」
王承恩對徐光啟說道：「好了，徐大人進去吧，奴婢就在這候著，有什麼事情言語一聲就是的。」
徐光啟進了屋子，崇禎馬上熱情地說道：「徐愛卿，過來這邊坐。」
「謝皇上。」徐光啟走過去，從口袋裡面拿出來一個牛皮紙包，說道：「這些都是張大人送過來的。」
崇禎看了看牛皮紙包，對下面的丫鬟說道：「你們全都出去，沒有朕的吩咐，誰也不許進來。」
房間裡面只留下徐光啟和崇禎兩人，崇禎說道：「徐愛卿，這些是什麼？」
徐光啟回答說：「這些是幾種航海儀器的製造圖紙。」
崇禎趕緊將這些圖紙拿過來看，張雷已經將這些一起的製作和使用方法以及作用都清清楚楚地寫在上面了。
看了一會兒，崇禎放下圖紙，突然說道：「朕突然聽說這張雷那小子造出了新式炮船，有沒有這回事？」
這話聽得徐光啟一愣，這個還真的是沒聽說過，他只好老實地回答：「老臣不知。」
「朕還聽聞他找了個海島，將新造的炮船都藏到那裡去了。」崇禎半眯著眼睛，不知道在想什麼，聲音也逐漸陰冷了起來。
徐光啟額頭上冒出了冷汗，暗罵張雷胡鬧，嘴上卻試探說道：「老臣不知道皇上說這個做什