1607年的8月，朱由棟打著去方山避暑的名頭，直接停了他和南京大員們的每旬例會。一頭扎進了方山實驗室。
所謂方山實驗室，其實就是未來科學研究院的雛形。在這裡面，分為幾個大類。
第一類是基礎科學，負責人是利瑪竇。其主要工作是編寫代數、幾何教材。
在穿越以前，朱由棟從小念書都跟『學霸』兩個字無緣。當他那些天資聰穎的同學玩著玩著就考上了清華北大的時候。他只能通過自己日復一日的刻苦學習才考上了一所二本醫學院校。所以，深知自己並不是天才的朱由棟在爬科技樹的時候是非常老實的。他會耗費相當多的時間和精力，老老實實的把基礎打牢，然後再開始攀爬。
數學，並不會直接產生多少經濟效益。但它是自然科學最基礎的學科，朱由棟生拉硬拽的把利瑪竇帶到南京，就是因為中國此時在數學上的水平已經落後於西方，只有靠著外援來把這塊短板補齊。
第二類是理化實驗室。在玻璃製品迅速走向成熟後，特別是顯微鏡的使用和顯微倍數的不斷提高，使得這個實驗室的進展極為迅速。
當然，目前方山的顯微鏡都是光學顯微鏡，限於光的波長，這一類顯微鏡是不可能看到原子的。但在朱由棟這個穿越者的強硬幹預下，方山理化實驗室直接制定出了元素周期表。並且有了簡單的分子結構圖。
有了這兩個東西後，各種物理，特別是化學實驗就有了理論指導。所以，當朱由棟來到這座實驗室後，負責這個實驗室的李之藻就激動的告訴他：硝酸甘油已經可以在實驗室穩定生成，硝化棉也初步合成，銀鏡反應也可以用於大規模生產。
「哦，這不就是說我們的鏡子還可以再賣二次錢？」
對於鑽到錢眼裡的太孫，李之藻接觸久了也早就麻木了，根本就懶得譴責。再說了，這實驗室里的實驗做起來，要花的錢簡直海了去，別的不說，前幾天一小塊硝化棉引發的的爆炸，直接掀翻了半個實驗室。
「李先生做實驗的時候千萬要小心，特別是涉及到有爆炸可能的實驗。你對吾很重要，吾不能失去你。」
「臣多謝殿下的關心，只是經過殿下指點，臣只覺得進入了一個廣闊的新天地，有的時候，確實有些忘乎所以了。」
「嗯，總之李先生務必保重自己。哦，對了，硝酸甘油這個東西，可曾交給吳大夫的醫學實驗室做相關實驗？」
「五天前第一批硝酸甘油合成出來後，臣就馬上送了一批過去給吳大夫，吳大夫說要花點時間找體型肥胖，胸部常有繩索勒緊感的病人試藥。所以到底效果如何，臣還不知。不過下一次實驗室全體例會在五天後就要開了，到時候臣再問問吳大夫。」
「很好。李先生，接下來，吾交給你的課題是，與兵器實驗室的趙先生合作，想辦法用材料混合，做出穩定的，便於攜帶的炸藥。」
「太孫確定這四種東西混合在一起能夠產生比如今顆粒化火藥更強的炸藥？」
「吾很確定。只是這四種東西彼此之間的比例到底要如何才是完美，這個就要李先生多費心了。」
「是，如此，臣記下了。」
第三個實驗室就是醫學實驗室。
「學生等拜見老師。」
「哎呀，諸位杏林前輩，你們也不看看吾的年紀，如何敢做你們的老師？」
「達者為先，殿下在醫學上的造詣我等盡皆嘆服不已，殿下理所當然當得起『老師』二字。」
「不敢不敢，在新醫方面，吾是有些奇思妙想。但在中醫岐黃之道上，吾要向你們學習的可還很多。」
互相寒暄一陣後，朱由棟坐上主位：「又可，你開始吧。」
「是，老師。」恭敬行禮後吳有性開口道：「藉助於光學實驗室的顯微鏡和理化實驗室的純氧提取之法，本實驗室的青黴培養速度大大加快。最近兩個月，我們成功的在白喉病人身上提取出了白喉桿菌，在肺癰病人上提取出了金黃色葡萄球菌。近期，在使用本實驗室培養出的青黴對其攻擊後，均實現了完全殺滅。下一步，本實驗室計畫開始活體動物實驗。」
「嗯，動物實驗什麼的吾就不管了，但是諸位，人到底是這個世界上最可貴的生靈。要進行人體實驗的話，務必要慎重！」
「我等謹遵師命。」
「有性啊，這理化實驗室前幾天送來的硝酸甘油效果如何？」
「說到這個，還是請武大夫親自現身說法吧。」
明代儒醫武之望，乃是這個時代關中地區極有名望的大醫。朱由棟在給他的信件里，只是畫了一副人體血液循環簡圖，再加上對顯微鏡的描述，就輕而易舉的將其吸引到了南京。由於他年事已高，加之長期缺乏活動，所以在這次聚齊南京的名醫中，身體狀況是最不好的。其中最突出的一個癥狀便是經常有陣發性的胸前壓榨樣疼痛。
「老師，學生受此病久矣。在隔壁李大人送來這硝酸甘油後，學生就自告奮勇做了這小白鼠。當時服用下去不到半炷香的時間就立刻見效。迄今為止學生五天內服用了兩次，沒有其他問題。」
「很好。不過只有武先生一個人服用，這量本還是不足的。吾的意思，至少找一百個有相似癥狀的病人試藥。這江南四省，富人簡直不要太多，這樣的病人也肯定不少。就是不知道這些人願不願意以身試藥啊。」
「呵呵，這個老師就不必擔心了。老師到底是太孫，是不能直接行醫的，所以其名頭在我杏林界不顯。但是學生們在杏林界還是有些虛名的，只要我等親自下山推廣……」
「呵呵呵，對啊，那就拜託諸位了。」
第四個實驗室，是兵器實驗室。
「臣趙士禎拜見殿下。」
「趙先生，後膛槍的製造如何了？」
「此物不難，在殿下提出擊針概念後，臣已經做出了實物。」
嗯，雖說歷史本位面第一把後發槍誕生於1836年，不過那時候後膛槍的發明人德萊賽在自己家裡的手工作坊都能做出來，所以只要解決了思路問題，加上此時方山實驗室材料學方面的支撐和幫助，後裝槍並不複雜。
麻煩的是子彈和火藥。
目前，不管是以前的紅河庄還是現在的方山，都能製造非常優秀的燧發槍。膛線、米尼彈、顆粒化黑火藥以及紙殼定裝等技術的應用，至少在朱由棟這裡，前裝槍已經提前發展到了頂峰。
現在，後膛槍是做出來了，但是子彈和火藥卻拖了後腿。
「殿下，目前後膛槍的子彈主要是這麼幾個問題。其一，如果繼續用以前的紙殼定裝彈，也不是不可以，但紙殼燃燒後會留下不少灰燼，要不了多久，就把彈艙堵塞。其二，如果使用殿下所言的全銅殼定裝彈，這加工難度成倍提升，子彈生產極其緩慢不說，還無法保證生產出來的東西大小完全一致。其三，使用全銅殼定裝彈，對擊針的質量要求極高，目前後膛槍的擊針無法長期使用。其四，就算使用銅殼定裝彈，但是沒有殿下說過的那種無煙火藥，即便使用，還是會留下許多灰燼，堵塞彈艙。其五，硝化棉燃燒後確實幾乎沒有灰燼，但是此物極不穩定，軍隊大量攜帶這個東西，恐怕沒打到敵人，先把自己給炸了。所以，臣以為，這個後膛槍短期內不能用於實戰……」
哎，看來想提前一百多年把後裝槍弄出來，不是那麼簡單的事情啊。
「趙先生，這些問題吾這裡也沒有現成的解決方法，只能是一步步慢慢摸索。」
「是，也是臣一時著急了。不過殿下放心，臣深信，有了明確的目標，三五年之內，這些問題都能相應的得到解決。」
「嗯，吾深信不疑。趙先生，除了火槍，火炮呢？」
「殿下，利奇先生經耶穌會介紹來的那幾位葡萄牙匠師確實不錯。目前，我們已經完成了六磅炮、八磅炮的製作，正在鍛造十二磅炮。」
「嗯，陸上作戰，十二磅炮就不錯了。這樣，趙先生，十二磅炮造出來了之後，只要經過實驗，質量過得去，就先組織人手進行量產。吾的熊先生在寬甸可急著要火炮，另外，最多還有一個月，倭國那邊的李船主也該來了。」