趙禎回到皇宮招來工部尚書張知白，把各種礦點分佈圖交予他，並下令即刻進行礦石挖掘和工業園建設。爲了方便礦石運輸，或水運或陸運，相關道路都在緊鑼密鼓的進行。
由於有了趙禎比較直白的講解，將作監沒用多少時間便完成了第一枚手雷的製作。趙禎親自前去參加試用實驗，效果跟想象的差異不大，經過訓練的士兵可以投出四五十米，而有效殺傷半徑差不多有十米，哪怕是穿着鎧甲在五米之類都不頂用，或許只有宋朝的步人甲能夠近距離抵禦，前提是裡面的人不被震死。
之後，趙禎感於段辛對火器方面的貢獻，特封其爲雷伯，世襲罔替，作爲第二位榮獲此殊榮的幸運兒，一時震動朝野，同時也吸引了更多有想法和能力的人前來京城企圖闖進趙禎的視野。
這些情況，趙禎此刻還不得而知，而他還在爲接替的人選頭疼，畢竟這個時代懂發明創造、懂科學的人才實在是太難得了，自己的那些小夥伴又過於年輕，還不足以掌控這麼重要的一個部門，而後世鼎鼎大名的沈括蘇頌之流要麼還沒出生，要麼還在吃奶。
經過苦苦思索，趙禎終於想起了皇家學院三傑，這才露出了會心的笑容。
“三傑”之一的畢昇已經有活幹了，暫不考慮。剩下的燕肅和曾公亮可都是歷史大名鼎鼎的人物，尤其是燕肅可是正兒八經的進士出身。本來曾公亮在歷史上是在天聖二年的科舉中考中進士的，但是由於趙禎的出現，到此刻還沒有舉行科舉的打算，所以他還只是個白身，不過這並不影響他的能力。
燕肅（991—1040）北宋畫家、科學家。字穆之，青州（今山東益都）人。少孤貧，巧思過人，真宗大中祥符年間（1014）進士，官至龍圖閣直學士，人稱“燕龍圖”。學識淵博，精通天文物理，有指南車、記裡鼓、蓮花漏等儀器的創造發明，著有《海潮論》，繪製《海潮圖》以說明潮汐原理。工詩善畫，以詩入畫，意境高超，爲文人畫的先驅者。這就是後世歷史上對燕肅的平價，雖然很簡短，但蓮花漏和《海潮圖》足以說明他在宋朝這個時代有多牛。
曾公亮相比燕肅其實要稍遜一籌，而他在歷史上名聲比燕肅要響，主要是他與丁度承旨編撰《武經總要》，爲中國古代第一部官方編纂的軍事科學百科全書。可以說正是這本《武經總要》爲他博得了偌大的名聲，不過他既然號稱北宋軍火家，趙禎當然不會把他浪費了。
史載公元1015年，天聖二年，宋仁宗皇帝於垂拱殿中苦思冥想一日，若有所得，奮筆疾書，留有墨寶曰：“大宋皇家研究院”。
翌日，聖旨下，升將作監爲大宋皇家研究院，獨立於四院六部之外，專司研究之責。拜進士燕肅爲參知政事，寶文閣學士，任皇家研究院院長，並追授雷伯段辛爲皇家研究院名譽院長。皇家研究院暫設火器司、機械司、農業司、工業司、醫藥司、材料司等。改欽天監爲欽天司，併入皇家研究院，掌天文地理研究之責。調皇家學院曾公亮、王紳理、陳鑫華、張奇瑞、向忠天、楊斯恩，李星秀、吳仁、謝欣然以及丁度入職皇家研究院。
趙禎登基以來，怪物百出，百姓對此已見怪不怪，只要不影響大家過日子，一概呵呵之，但對於某些有心人士可不盡然。當然了，對於那些不善科舉之道，卻獨愛格物之術的人，趙禎此舉無疑給他們指了一條光明大道，讓他們看到除了科舉以外還有另一個出人頭地法子，於是乎這些人也都慢慢的向京師彙集。
與這些人不同，在山東的某個角落那位既高興有鬱悶。高興的是趙禎淨出幺蛾子，讓自己的“驚濤”計劃更加容易，鬱悶的是當今聖上“離經背道”之舉是愈演愈烈，深感吾輩肩上擔子是愈發重了。
隨後趙禎在垂拱殿召集了皇家研究院相關官員，一同商議研究院的相關事宜。
“今日召集諸位於此，乃因皇家研究院一事，朕此番舉措絕非只爲換個名字。所爲研究院，旨在研其理究其窮，對於日常見聞進入深入研究，掌握其原理，發揚其用途。朕今日召集衆位，均因諸位在某一方面有過人之處，今後希望你們善用之，爲我大宋強盛添磚加瓦！”華夏文明雖然源遠流長，也對自然之力用之甚廣，但後世卻公認華夏文明對人類科技進步的貢獻少得可憐。究其根源就在於古代先賢們只是喜歡很多自然表現加以利用，卻不會去尋求其根源，沒有形成一套行之有效的理論，反而演變成一種言傳身教的技能。這也是趙禎這種技術控心裡最大的悲哀，他希望從現在開始改變未來……
“臣等謹遵聖旨！”
“或許諸位之中還有人對此不屑於顧，覺得不過如此，那你們就大錯特錯了，朕說句負責任的話，你們以後的成就將極大影響我大宋的命運，切不開輕視！”
“臣等明白！”
“朕現在說這麼多話都顯得空洞無力，那朕就說點實在的，衆所周知我朝戰馬稀缺，無力組建成規模的騎兵。雖然我朝士兵有最好的刀槍鎧甲，卻敵不過敵人騎兵衝擊，僥倖戰勝又無力追擊，戰敗了卻連跑的機會都沒有。可就這樣的情況至太祖以來，數十年間可有人想過對兵器進行改進？朕還是太子的時候，就實在看不下去了，所以才指導將作監對弓弩進行了適當的改進，增加其威力”，同時改進生產方式，大幅提高產量。就這樣朕依靠這些弓弩組建了一支新軍，並帶領他們戰勝了同等數量的党項騎兵，雖然他們並不算精兵，但諸位可曾見過這樣的戰果？”
“皇上武功蓋世，臣等佩服！”
“這跟朕武功蓋不蓋世沒有一文錢關係，想必你們也都看到，朕只是在原來的弓弩上稍加改變，比如箭頭形狀的變化，且不知諸位可知道爲何如此？哪位愛卿來說說。”
趙禎說完就向後世的老師一樣，眼光在臺下的諸位身上掃來掃去，他們一個個也活脫脫像學生一樣埋頭苦思，堅決不給你眼神交流的機會。
最後還是王紳理感覺太過氣氛太過壓抑，仗着自己跟皇帝一塊混大的，才壯着膽子回到：“回皇上，微臣覺得應該是空氣的原因吧……”
“繼續說！”
“臣記得皇上曾說過，咱們呆的這個地方存在一種看不見空氣，就想風一樣。空氣能夠提供浮力，就像風箏可以在天上飛，但也會增加阻力，就像咱們迎風走路會覺得費力。皇上您把箭頭改成螺旋狀，臣想您是爲了讓箭射出去之後由於空氣的原因使得其成螺旋狀前進，這樣可以減小前進的阻力，就想木匠旋轉鑽孔，螺線前進的箭頭不僅飛得遠，射的準，還更具有破壞力。這就是微臣薄見，請皇上指正！”
“紳理所言大體如此，其實說開了也就那麼回事，就是對平時生活中的事物加以總結歸納再利用，只是絕大多數人都對這些事物熟視無睹罷了！所以，朕要你們慢慢轉變這種思維，引領我大宋子民思考的方向，要做的格物致知，學以致用的目的。”
“多謝皇上教誨，臣等謹記在心！”
“小順子把東西給諸位臣工吧！”趙禎對小順子吩咐道。
待衆人接過書冊，趙禎才繼續說道：“諸位愛卿手中所持，乃朕爲皇家研究院定下的基調，你們都看看以後需要承擔的責任。現在朕就把你們分配一下，燕肅出任院長負責組建研究院，並且親領欽天司，主攻天文地理。曾公亮和丁度領火器司，主攻兵器研製。王紳理領機械司，主攻器械設計製造。陳鑫華、張奇瑞、楊斯恩以及李鐵柱負責材料司，專司各種材料研究。向忠天負責農業司，主要對農作物進行改良和新作物推廣。李星秀負責工業司，研究各類建築修建之法。吳仁和謝欣然領醫藥司，主攻醫病製藥。暫授四品銜，以後據功遷升”
“臣等領旨謝恩！”
“平身吧！現在的大體情況就這樣，各自熟悉自己負責的內容，需要的人自己去找，需要的東西列出來，朕給你們準備。今後大家如果發現什麼感興趣的項目，就寫報告交由朕和內閣來審覈，一旦通過就會保障你們的項目順利實施，所以你們在立項的時候要多動腦筋，集思廣益，明白嗎？”
“微臣明白！”
“當然了，朕有時也會直接給你們佈置研究任務，這些任務都有一定難度，你們要有心理準備。”
“請皇上放心，臣等誓死完成任務！”殿中衆人激情盎然地高呼道。一直不明白天朝士兵總是說誓死完成任務，死都死了完成了個鳥啊，搞半這口號是爾等傳下來的呀！
“沒那麼嚴重，大家盡力就好！第一個研究項目朕就做主給你定了。”趙禎揮揮手對大家說道。
“請皇上吩咐！”
“燕愛卿，朕給你的可是個大難題哦！朕想讓你去研究一下咱們踩的這個大地到底是何形狀，天狗吃日跟朕的德行有啥關係？朕相信這些東西你在皇家學院都看過，但朕要你用自己的方法讓天下百姓相信，畢竟他們對‘天圓地方’之說深信不疑。”
“臣遵旨！”
“火器組研究第一個課題就是現有火藥使用，在此之前雷伯段辛段愛卿已經完成了手雷、投石器投雷以及建議地雷的研製，相信等這些東西大量生產之後，咱們大宋軍隊再也不用懼怕北蠻騎兵了，希望你們以後繼續發揚，創造更多殺敵利器，保我大宋安寧！”
“臣等遵旨！”
“機械司就給你們一個大課題，想必大家平時也注意到了，咱們在燒水的時候，水開之後會把蓋子給頂起來。一壺水能頂起蓋子，要是水更多呢？朕相信這股力量能夠爲我所用，於是朕給這個項目取名爲‘蒸汽機’項目，朕有些參考資料，你們可以拿去一觀！”
“另外，紳理爾等要儘快把朕教你們的各種常用標準單位在皇家學院裡面推行起來，並且儘快做出標準樣品推廣到全國各地去，時間單位由你們協助燕愛卿儘快完成，以後一律採用新式度量單位，務必讓我大宋做到車同軌，道同距！”
“皇上放心，此事交給臣等就是了。”
“那朕就拭目以待！大宋的未來可就拜託諸位了！”
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