外城的大明兵工厂内，在仓库前的空地上，一节车厢被悬吊了起来。在车厢的下方，数十名工匠正在忙碌着更换车轮。
在这群忙碌的工匠附近，还有一群工部的小吏正紧张的记录着什么，工部营缮清吏司的主事姚静，正一脸担忧的看着被悬吊起来的车厢。
“这绳索会不会崩断啊？就这么几个人拉着绳索，他们坚持的住吗…”姚静实在忍不住担心，对着身边陪同的管事询问道。
兵工厂陪同的管事满面笑容的解释道：“这些悬吊的绳索不是普通的麻绳，而是新研制出来夹杂着铁绞线的新绳索，比普通的麻绳要坚固数倍。
同鼓楼那个大摆绳索的制造方式差不多，那个大摆挂了数个月都没有问题，可见这绳索有多可靠了。
至于那些工匠并不是在拉绳索，而是在照看悬吊车厢的牵引装置。这种利用滑轮组悬吊重物的方式，可以省下三分之二的力，是孙大人同科学院的几位院士设计出来的。
不过孙大人认为这种绳索虽然坚固，但是摩擦力太大，准备用光滑的熟铁链条来替代它，不过现在可用的熟铁链条还没有制作出来…”
两人正看着工匠们施工交谈的时候，孙元化正陪着皇帝向着这里走过来。
“…这马拉铁道的运输方式，在试用了半个月后，臣等发现虽然这种道路运输方式远较马车省力，但是对于车轴的损耗却非常大。
臣之前看过前元郭守敬所制作的简仪，在百刻环与赤道环之间安装了四个小圆柱体以减少摩擦力，臣就想着能不能把这种方式运用到车轴上，以减少车轴的损耗程度…”
在行走的路上，孙元化向崇祯解说着今天更换车轮的原因。朱由检还在思考着，这圆柱体和车轴到底有什么关联，不过当他走到现场，看到了实物之后，终于明白了过来。
马拉铁路上跑的车辆，是按照普通马车改变过来的，虽然外表形状和车轮的数目改变了，但是运行的原理并没有做出根本性的变革。
承载马车车厢的车轴同车轮之间的连接方式，还处在轴瓦和瓦盖的直接接触方式上面。
这种原始的轴承和近代轴承相比，显然不适应在铁轨上较快的运行速度，很容易就因为车轴高速摩擦而快速升高温度，从而烧毁车轴的端头。
而孙元化仿照简仪在轴瓦和瓦盖之间增加了12个小圆柱体，从而形成了一个原始的滚子轴承。虽然这些车轮还没有安装完成，车轴也没有试验过，不过朱由检已经可以确认，今天的试验必然是会成功的。
朱由检抚摸了下放在地面上的一个大轴承，便站起来对着孙元化说道：“想要制作这样的轴承，这些小圆柱体就必须加工的非常精细，兵工厂能办得到吗？”
对于崇祯的内行，孙元化已经不感到诧异了，他丝毫不意外的说道：“现在科学院的度量衡标准中的度、量标准，已经完全落实了。兵工厂已经可以按照统一的规格尺寸进行分部件加工，只需要测算出公差就可以了。
小圆柱体的加工要求虽然精细，但是它的加工方式并不复杂，只是对于工匠的手艺要求较高。唯一存在问题的，是用于这种小圆柱体的材质，既要耐磨又要坚硬。
臣等之前实验了数种材质，都无法承受马拉铁路使用车厢的重压。
最后选定了两种可能适用的材料作为两节车厢的轴承，一种是青铜。另一种则是兵工厂新研发出来的坩埚钢。”
朱由检下意识的打断了孙元化问道：“坩埚钢？”
“按照陛下的猜测，同时以显微镜观察的铁片内部构造。臣等认为，假设钢和铁都是同一种物质，只是含碳量的不同造成的性能差异，那么想要改善铁质，只需要排除杂质并调节含炭量就可以了。
因此臣等参照灌钢古法，以石墨黏土制作坩埚，然后把渗碳铁料切成小块置于其内，再把它同空气隔绝起来，防止杂质侵入。然后放入琉璃窑中进行加热，最后果然得到了一种钢。
这种钢应当就是属于陛下所说的高碳钢，质地均匀坚硬，性能比苏钢更佳。就是生产数量不多，成本也较为高昂。
臣等原本打算用这种钢作为加工工具，不过现在先拿来制作轴承了。”孙元化简单的向崇祯解说道。
看着孙元化眉目间抑制不住的兴奋，朱由检不由大为赞赏了几句。能够制作出坩埚钢，对于大明的钢铁生产技术来说，显然是一个极大的进步。
不过还不足以让大明进入到钢铁的时代，朱由检心中默默的对自己说道。
当崇祯一行人抵达的时候，两节车厢车架上的车轮已经安置的差不多了。随后悬吊着的车厢被放回了停在铁轨上的车架上固定，并开始装载货物。
这些货车敞篷车厢原本设计每节车厢要装载8吨货物，不过在实际运行中，只能装载4吨左右。
现在换了新轴承之后，也就按照4吨的载重开始试验。由于有了新式样的滑轮组，同铁木结构的门式承重架，用于试验的铁块很快就被装上了车厢内。
兵工厂内的铁轨长约1公里，两节车厢来回一趟也就20分钟不到。当货车停下后，一群工匠就立刻上前检查新式轴承的磨损状况。
孙元化似乎也忘记了身边皇帝的存在，匆匆的向铁轨上的货车走去，同工匠们一起检查起车轴起来了。
这种把皇帝丢在一边的行为，让站在崇祯身后的王承恩大为不满，他向前走了几步，想要把孙元化叫回来。
不过崇祯却叫住了王承恩说道：“罢了，让孙郎中去看看也好，今天兵工厂的首要事务就是试验新轴承的，我们还是不要干扰他们了，且在这里等着听结果吧。”
有了皇帝的发话，一行人顿时站在边上安静的等待了下去。兵工厂的工匠们对于轴承的检查相当的细致，足足花了大半个钟头，孙元化才回转回来。
他还没走到皇帝身前，就洋溢不住脸上喜色说道：“陛下，两种材质的轴承都没有任何损坏的痕迹，且货车运行的速度提高了一倍，牵引的马匹看上去也轻松多了。接下去，就是增加货物的重量，看看能不能有所提高…”
朱由检仔细的听完了孙元化的讲解，心里也同样很开心，这意味着建造一条可以运营铁路的计划，终于解决了技术上的难题。
不过随即他看着铁路上长度不一的铁轨，有些忧虑的询问道：“现在可以大批量生产的铁轨长度，一般能达到多少米？”
孙元化不假思索的回答道：“不超过3.5米。再长就无法加工了。”
朱由检心算了下，便皱着眉头说道：“一根铁轨也就70斤上下，一个人就能轻易扛动了。如果朕想要在野外建设这样一条铁路，如何能保证这些铁轨不被人盗走？”
孙元化顿时有些张口结舌，他对于解决技术问题可以想出各种奇妙的办法，但是对于这种社会问题，就有些技穷了。
情急之下，他下意识的说道：“要不然，我们可以增加相同长度铁轨的规格，让它变得更为结实沉重，这样铁轨也更为耐用一些。”
站在边上的工部主事姚静顿时反对道：“如果这样的话，造价岂不是要增加许多，原本能造两条铁路的铁料，现在就只能造一条了。
以臣看来，还是应该多在防护上下功夫，比如多设立几个休息站，多增加巡逻护卫铁路的人手…”
朱由检思考了一会，便说道：“保护铁路措施方面的确要加强，但是制造更长的铁轨，变得让人难以偷盗，同样是个办法。孙郎中，如果想要把铁轨制作长度增加到现在的一倍以上，究竟要怎么才能办到？”
孙元化思考了许久，才不确定的说道：“如果想要增加铁轨的浇筑长度，臣以为需要从炼铁厂下手，提高冶炼铁水的质量，争取铁水出炉就达到可以制作铁轨的要求，然后马上进行铁轨浇铸。
那么不仅可以加长铁轨的长度，还能提高铁轨的质量，同时还能降低制作铁轨的费用。”
朱由检思考了一会，便对着孙元化、姚静两人说道：“孙郎中过些日子去门头沟勘察一下，看看门头沟附近什么地方适合修建一座炼铁厂和铁轨制作场。
门头沟有煤、铁、石灰石，炼铁的原料一应具备。从门头沟往京城修铁路，可以减少不少运费，同时也能为唐山新铁厂的建设，积累工程建设经验。
至于姚主事，等今天的轴承试验成功。三天后，朕会邀请一些商人和士绅前来参观，铁路运货的便利之处，朕希望你们能够准备的妥当一些…”
当孙元化送皇帝离去时，不免有些疑惑的问道：“陛下，难道你真的要把铁路交给那些商人和士绅去投资建设吗？
臣以为，铁路这种运输方式虽然不及运河水运，但是建设一条铁路可比挖一条运河要简单多了。
以铁路的运输能力，将来一定会成为仅此于运河的货物运输方式。大运河是我大明沟通南北的命脉的话，铁路就有可能是没有运河的平原地带的生命线。
这样重要的交通方式，怎么能交给商人和士绅们去建设管理？这恐怕未必有利于大明啊。”
