时光流转、岁月如梭，一年很快地过去了。
张天端一家没有能够按约回到汴梁或钱塘，只是在胜吉十二年年底托行人带回一封信函，言明在蜀地访友修练，短时内不会回来，随信还询问了沈方的近况。
沈方没有耽搁李老黑和李申的营生，从李老黑手中接过铁窑，跟从青州过来的琉璃匠人一起琢磨琉璃、钢铁的炼制。
琉璃窑和铁窑对温度的要求极高，远非砖窑、瓷窑可比，砖窑需要800-1000度，瓷窑需要1200-1300度，琉璃窑需要1400度以上，而炼钢则需要1600度以上才可以将杂质清除干净。大周的匠人无法知道各窑炉的精确温度，但也知道琉璃窑和铁窑需要达到的温度更高，所以在建琉璃窑和铁窑时便预留了多个进风口，以加大空气的流动。
沈方在窑场，感觉到窑体犹如身体，烧窑也象修练，核心在于空气，进风量越大，窑炉里面的温度就越高；而不同的燃料就象不同的内气一样，给窑炉带来不同的温度，通过在五个铁窑中放不同的燃料，沈方发现了温度的规律。焦炭温度最高，其次是煤、木炭、干柴、湿柴。空气也会影响到温度，五个窑炉，越接近森林的窑炉温度越高，窑炉密集的地方，就算是风箱用的再多，提温效果也不明显。最理想的窑炉是在森林中，用焦炭做材料，不断地用风箱吹进新鲜的空气。他把想法和李申讲了，李申也觉得有道理，便命人在森林中砍了十几颗树，空出场地，建了个窑炉，效果还真不错，顺利得烧制出一炉炉的各式新法琉璃，这些琉璃的材料、制法被记载下来，然后交由徒工去测试性能。
对铁窑而言，温度还是不够，生铁无法完全融化。为了提高温度，增加进风量，沈方改造了流传上千年的风箱，将单向鼓风的风箱重新设计为双动活塞式风箱，双动活塞式风箱推拉时活塞时都可以产生新鲜空气。推动活塞时，远端的皮橐排出空气进行鼓风，近端的进风口同时吸取等量新鲜空气；拉动活塞时，则刚好相反，远端的进风口吸取等量新鲜空气，近端的皮橐排出空气进行鼓风。源源不断的新鲜空气，提高鼓风效率，窑炉的温度得到有效的提升。
双动活塞式风箱一经推出，李申、李老黑如获至宝，他们一方面对沈方百般钦佩，更加附和沈方对窑炉的各种试验方法；一方面对窑场的徒工、匠人威胁利诱，令其严守秘密。窑炉温度提高后，终于可以达到让生铁彻底融化的温度，但是生产优质钢材的材料配比还是只能不断地尝试，终于在伤了两个徒工性命后，沈方关于新式炼钢的尝试不得不宣告暂停。
每日午后烧瓷炼钢，窑场烟熏火燎、灰尘弥荡，张茹跟了几天，深感无趣便独自在家读书习字。每日戌正入夜，只要天气晴朗，沈方便会拖着沈冲来到院子里仰望天空，沈冲看了一整天的书也有些目涩气短，此时极目苍穹，倒也畅快。张茹则跟着沈方观察星辰移动。此时的转塘灯火俱歇，万籁寂静，只有满天的星斗璀璨夺目，如在眼前。每天观察星辰，三个少年自觉目力清健，有时张茹或有疑问，这满天星斗绕着大地转动，却是转向何处？为何第二天夜里又可转回原处？这大地究竟有多大，如果到了大地的尽头又会如何？
沈方并没有答案，还是理所当然地盯着满天的星辰，不发一言。倒是沈冲，引经据典，或天圆地方说，或鸡子说，或混沌说，自相矛盾，无法自圆其说。
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沈括癸卯科高中二甲第七名，被授于进士出身，但因在六名之外，按制在京守选，胜吉十三年四月，守选期满，沈括被授予扬州司理参军，负责扬州刑狱，仅是从八品的微末小官，在异地为官不敢过于奢靡，沈括命沈四将三子沈德送回钱塘县沈氏老宅，只带柳氏和一使唤仆妇前往任职。
四月十八日，沈括抵达扬州，向顶头上司淮南路提点刑狱司公事刘茂报到，缴了吏部的任命文书，并随手呈上一百两的礼单，刘茂一脸严肃，接过文书和礼单，却也不看，训诫道，“扬州民风彪悍，村民村妇多逞口舌之利屡屡抗命，前任司理参军任职不到半年便辞官离去，存中有大才，自当禀公执法，保一方清明。”
沈括唯然称诺，从胥吏手中接过扬州提点刑狱衙门的关防印信，退了出去。
扬州府是淮南路的治地，淮南路下辖统扬、楚、濠、寿、光、黄、蕲、舒、庐、和、滁、海、泗、毫、宿、泰、通十七州，及建安，涟水、高邮、无为四军，利丰、海陵二监。而淮南路转运使张蒭（刍）则是这淮南路的主政者，堪为一方诸侯。
原本各路提点刑狱司是各路转运使司的下设机构，自仁德十四年起，为消弱权势过重的转运使司，官家将提点刑狱司提升为与转运使司平级的衙门，虽然两个衙门的主官品级相同，但依传统，转运使司仍然具有对提点刑狱司的领导权，提点刑狱司公事与转运使会面时需自称下官。
自淮南路提点刑狱司衙门出来后，沈括马不停蹄地拜访淮南路转运使张蒭。张蒭，字巨木，开封襄邑人，仁德十年进士，与沈括父沈周相识。沈括执晚辈礼参见了张蒭，张蒭久闻沈括的才干，对沈括青睐有加，便将自己的子女唤出来与沈括相见。
张蒭的两子张执、张谢并未出仕，但对京城宦情了如指掌，沈括一年前在东京汴梁也是风云人物，上至富相、欧阳修，下至各科状元、翰林，无不对沈括赞誉有加，就是官家对沈家小施薄惩，可任谁也看得出来，那是雷霆雨露，胜吉十一年底的大朝会上，这位世兄的父亲便被追授为太师，御赐沈家“书香门第”，一时恩宠无两。此次守选，外放至扬州，估计也是过渡一下，宫中有传言，官家欲立晋王为太子，而沈括正是为太子准备的辅政大臣。
张执问道，“听闻胜吉三年，沈世兄在淮南路已担任过沭阳县主簿，此次故地重游，不知道在世兄看来，淮南路有何变化？”
“十年前，淮南路水患横行，河道不畅，吾今重返淮南，一路行来，但见水清河畅、岸绿景美，良田千里、百姓富足，世叔功绩，天下闻之。”
张蒭关注民生，对水利一向关注，胜吉十年，官家额外批准的三处水利工程，淮南路就有一处，听到沈括赞扬，虽知有客套成份，但也知相差不远。“世侄谬赞了。世侄在宣州治水，堪称我大周典范，可惜水车利物，我淮南无缘得之。“
沈括急忙起身道，“世伯开口，小侄敢不奉教，今日赴淮南上任，自然愿将水力车机献于世伯，以造福淮南百姓。“
张蒭闻言大喜，“世侄此言当真？！”，张蒭可是听说，水车这种神器，连官家都没有得到，只能靠恩赏沈家工匠来暗渡陈仓，没想到沈括一到淮南，还没有多做试探，便主动将水车奉上，这种水车可不是寻常浇水之物，内侍省织造司这一年所纺细棉布销遍大江南北，便是这水车的功劳。听说在江南东、西两路，有许多官田已被改种棉花以满足织造司的供应。