墨衡翻阅着能找来的所有古籍，从《墨子》到《考工记》，试图寻找灵感。沈知章用算筹摆弄着各种比例，试图计算力与行程的关系，但缺乏关键参数，无异于空中楼阁。
欧冶胜则带着徒弟们，在高温的炉火旁挥汗如雨，一次次铸造，又一次次因为沙眼、气孔或变形而报废。
失败，是家常便饭。
炸坏的锅炉、漏气的汽缸、卡死的活塞、断裂的连杆……堆满了小院的角落。
经费不断消耗，成果却寥寥。
格物院里其他研制火铳改进型、新式火药、乃至奇巧器物的同僚，看待“热力研习所”的目光，渐渐从好奇变成了同情，甚至带上了些许嘲讽。
连最支持格物院的工部官员，在几次视察后，也委婉地提醒墨衡，是否应将精力放在“更切实用”的器物上。
只有赵构，始终保持着一种近乎固执的关注。
他并不常来，但每次来，必定仔细查看每一次失败的残骸，听取墨衡等人枯燥甚至绝望的汇报，然后提出一些在匠人们听来依然“异想天开”的建议：“试试用更厚的熟铁板，铆接后以红热状态淬火，或许更韧？”
“活塞环？嗯，就是在活塞上开槽，嵌入有弹性的铁环，或许能更好密封？”
“阀门动作不灵，是否可借用水力钟漏的擒纵之理？”
这些建议，大多在当时的技术条件下难以实现，或者匠人们无法理解其原理。
但它们像黑暗中的零星火花，偶尔也能给陷入绝境的匠师们带来一丝微光。
更重要的是，赵构的持续关注和不撤资的态度，是支撑墨衡等人在无数失败中坚持下去的唯一动力。
他们知道，皇帝陛下要的，似乎不仅仅是一个能动的机器，而是在探索一种全新的、驾驭“热力”的可能。
转机，在看似最不可能的地方，悄然萌芽。
一次偶然的事故中，一个正在测试的小型锅炉因压力过高而爆炸，碎裂的铜片四处飞溅。
在清理残骸时，欧冶胜注意到，爆炸并非沿着铆接缝，而是铜板本身被撕裂。
他忽然想到太子曾提过的“铁板淬火”。
或许，铜太软，而铁，如果处理得当，可能更坚韧？
他尝试用反复锻打的熟铁板制作小型锅炉，并用陛下模糊提到的“红热铆接后淬火”的方法处理接缝。
这次，小锅炉承受住了更高的压力。
与此同时，一直在为汽缸密封头痛的沈知章，在一次调试水力钟漏的擒纵机构时，看着那精密的卡榫和弹簧，脑中灵光一闪。
他尝试用薄铜片制作了一个带有弹性的、类似碗状的“阀片”，覆盖在汽缸的进气口和出气口上，利用蒸汽的压力自身来压紧或顶开阀片。
虽然简陋，漏气依然存在，但相比于之前笨重的滑阀，这“弹性阀片”在动作灵敏性和密封性上，竟有了不小的改善。
而墨衡，则从水车连杆的磨损中受到启发。
他发现，水车连杆与轴承连接处，如果加入融化的牛油混合石墨作为润滑，磨损会大大减轻。
他将此法用于蒸汽机的活塞连杆和曲轴轴承，虽然高温下油脂容易干涸，但总算是一种进步。
点点滴滴的改进，汇聚成溪流。
失败依然多于成功，但“热力研习所”的匠师们，在无数次的炸膛、泄漏、卡死、断裂中，对“蒸汽之力”的特性，对金属的加工，对密封与传动的理解，以一种痛苦而缓慢的方式，积累着。
终于，在赵构提出构想、墨衡等人开始摸索的第四个年头，绍兴四十九年初夏，一个闷热的午后。
“热力研习所”小院中央，矗立着一个怪模怪样的东西。
它有一个用厚熟铁板铆接而成、形状不甚规则、像个巨大水壶的“锅炉”，下面炉火正旺。
锅炉上方引出一根包着麻布隔热的铜管，连接到一个竖直放置的铜制“汽缸”。
汽缸里是一个包裹着多层浸油牛皮、并尝试性加了一道粗糙生铁环的“活塞”。
活塞连杆通过一个简陋的、加了石墨油脂润滑的“肘节”机构，连接到一个木制的巨大飞轮上。
飞轮轴的另一端，套着一个简易的、用于提水的木制链斗水车。
锅炉、汽缸、飞轮、水车，被各种支架、连杆笨拙地连接在一起，到处都是临时加固的绳索和木撑，看上去摇摇欲坠，丑陋不堪。
这就是“初号机”——墨衡等人四年心血、无数次失败后的结晶。
它甚至没有完善的冷凝装置，只是简单地将废气排到空气中；阀门是沈知章改进的弹性铜片阀，依然漏气；传动机构嘎吱作响，仿佛随时会散架。
墨衡、沈知章、欧冶胜，以及所有参与此事的匠人、学徒，都围在旁边，屏住呼吸，满脸烟灰和汗水，眼中充满了疲惫、紧张，以及一丝几乎不敢抱有的期待。
连闻讯特意赶来的赵玮，也站在稍远