自那日受茶壶盖启发之后，沈惊鸿便悄然开启了一项绝密的研究计划。他并未大张旗鼓，而是利用现有资源的便利，在有限的范围内进行着最初的探索。
他首先以“改进水力锻锤动力稳定性”为由，向太子朱常洛呈递了一份密奏，申请调用少量资金和几名绝对可靠的工匠。朱常洛对沈惊鸿天马行空却又往往能切中要害的“格物”思路早已信服，虽不明就里，但还是很快批复同意，并叮嘱务必谨慎，勿要虚耗钱粮。
有了太子的支持，沈惊鸿在精密仪器局内，划出了一个单独的小院，挂上了“动力研习所”的牌子，对外宣称是研究更高效的水力传动装置。他亲自挑选了参与人员：除了仪器局的吴匠头外，还有格致书院两名在机械原理和算学上表现出色的年轻学子，以及一位原本在钦天监负责修理精密仪器的老匠人。所有人都签署了严格的保密文书。
研习所内的第一次会议，气氛严肃而神秘。
“诸位，”沈惊鸿目光扫过眼前几张既兴奋又困惑的面孔，“今日起，我们将共同探究一项可能前所未有的‘力’。此事务必严守秘密，在外不得提及只字片语。”
他命人抬上来一个特制的、加大加厚的铜质“茶壶”。这个“壶”与其说是壶，不如说是一个带有严密壶盖和一根粗壮铜管的密闭容器，壶盖用螺丝紧固，并用浸油的软木垫圈密封。
“我们的第一步，就是量化它。”沈惊鸿指着这个特制容器说道。
接下来的日子里，这个小院内时常传出叮叮当当的敲打声和嘶嘶的蒸汽声。沈惊鸿带领着这个小团队，开始了最基础的实验。
他们在这个特制锅炉下加热，通过那根铜管将蒸汽引导至一个简陋的、内壁尽可能打磨光滑的青铜汽缸。汽缸里有一个精心制作的木制活塞（暂时找不到更合适的材料），活塞杆伸出汽缸外。
“记录！注水三升，炭火五斤，至壶盖气孔喷汽！”一名学子负责记录。
“活塞被顶起…约…约一寸半！”另一名学子仔细观察着刻度。
他们反复实验，改变注水量、火力大小，测量活塞被推动的距离，并用沈惊鸿设计的简易杠杆和砝码，尝试测量蒸汽产生的推力。数据被一丝不苟地记录在特制的表格中。
然而，问题很快接踵而至。密封是第一个大难题。即使使用了软木垫圈和紧固螺丝，锅炉、管道、汽缸的连接处依然嗤嗤地漏气，大大降低了效率，也带来了烫伤的风险。吴匠头尝试了多种填料，从麻丝混桐油到黏土，效果都不理想。
活塞与汽缸的配合是另一个难题。木制活塞受热膨胀，时而卡死，时而间隙过大漏气严重。他们尝试改用铜制活塞，但以目前的加工精度，想要在坚硬的青铜汽缸内做出一个既能灵活运动又能有效密封的铜活塞，难度极大。
这一天，实验再次遇到了挫折。一个管道连接处因为蒸汽压力超出预期而崩开，高温蒸汽喷涌而出，险些烫伤在一旁记录的学子。虽然无人受伤，但现场一片狼藉，士气不免有些低落。
“大人，这…这蒸汽之力，狂暴难驯，怕是…”吴匠头看着崩坏的接头，面露难色。
沈惊鸿看着沮丧的众人，却没有气馁。他走到那崩坏的接头处，仔细检查断口，沉声道：“非是此路不通，而是我等尚未找到驾驭它的方法。诸位请看，这接口崩坏，正说明其力之巨！若连这点挫折都承受不住，何谈驾驭天地之力？”
他拿起炭笔，在一块木板上画了起来：“密封问题，我们可以尝试打造整体的锅炉和汽缸，减少连接处。或者，设计一种带凹槽的接口，嵌入耐热的石棉绳（他记得中国很早就认识并使用石棉）再压紧…活塞的问题，我们需要更精密的镗床来加工汽缸内壁，或许可以尝试用打磨的硬石或铸铁…”
他一边画着草图，一边解释着改进思路，眼中闪烁着执着的光芒。他的冷静和信心感染了众人。是啊，新式火铳的研发不也是经历了无数次失败吗？
“另外，”沈惊鸿放下炭笔，目光扫过众人，“我们不能只满足于推动活塞做直线往复运动。要想驱动机器，必须将其转化为旋转运动。”
他拿出了另一张早已构思好的草图，上面画着一个简单的曲轴和连杆机构。“下一步，我们要尝试制作这个。将活塞的直线运动，通过连杆和这个弯曲的轴，变成旋转运动。”
看着那精巧的机构图，两位年轻学子眼中重新燃起了兴奋的火花。这是一个他们从未接触过的全新领域！
接下来的日子，研习所内更加忙碌。沈惊鸿一边指导着改进锅炉和汽缸的密封，一边让吴匠头带着人手尝试打造小型的曲轴模型。他自己则埋头于大量的计算之中，估算着不同尺寸的锅炉可能产生的压力，不同直径的活塞所需的推力，以及曲轴连杆的受力分析…他不得不将很多现代公式和概念，转化为这个时代能够理解和计算的模式，工作量巨大。
偶尔在深夜回府时，苏卿卿会发现他的官袍袖口沾着些许炭灰，手指上甚至有烫伤的红痕。她从不多问，只是默默地准备好效果更好的烫伤膏和安神的汤药。有时，她会看到沈惊鸿在庭院中，对着那口大水缸怔怔出神，手指无意识地在空中划着某种复杂的轨迹。
她知道，丈夫正在探索一条极其艰难却又充满诱惑的道路。她能做的，就是守护好这个家，让他无后顾之忧。
两个月后，一个缩小了比例的、整体铸造的青铜锅炉和汽缸被制作出来，密封性有了显着改善。同时，一个巴掌大的、能够将往复运动转化为旋转运动的曲轴连杆模型也成功运转起来。当沈惊鸿亲自将这个小模型的连杆与改进后的微型蒸汽活塞连接，并在锅炉下点燃酒精灯后，在嘶嘶的蒸汽声中，那小小的曲轴竟然真的缓慢而持续地转动了起来！
虽然它转得吃力，虽然它力量微弱，虽然它还远不能称之为“机器”，但在场的所有人都屏住了呼吸，眼中充满了震撼与狂喜！
“转…转起来了！”一个学子激动地声音发颤。
沈惊鸿紧紧盯着那旋转的曲轴，仿佛看到了一个新时代的曙光正在这小小的模型上微微闪烁。他知道，这只是万里长征的第一步，但这一步，至关重要。壶中之秘，正在被一点点揭开。