厂和机器局的主要动力来源之一。更远处，一排排高大宽敞的夯土墙、木梁结构的工棚正在快速搭建，屋顶铺着新伐的松木和防雨的油毡。空气中弥漫着新鲜木材的清香、泥土的腥味，以及隐约的汗味。
而在潏河上游一处水流较缓的河湾，一座结构更加复杂、规模也更大的水坝与引水渠工程也已动工。这是为保证未来机器局内那些需要稳定水力的重型锤锻设备、鼓风设备以及可能的轧制设备而专门设计建造的。工务司的老河工们指挥着民夫，喊着号子，将巨大的条石和装满石块的柳条筐沉入河底，构筑坝基。
与厂区的喧嚣相比，西安城内的“铁路机器局筹备处”所在的旧秦王府偏殿，气氛则显得紧张而有序。这里临时充作了铁路建设的指挥中枢和格物院技术攻关的前沿指挥部。大殿内，原有的雕梁画栋被巨大的关中舆图、复杂的机械图纸、写满算式的黑板所覆盖。空气中飘散着墨汁、炭笔以及熬夜提神的劣质茶汤混合的古怪气味。
宋应星和方以智几乎住在了这里。两人眼中布满血丝，嗓音沙哑，却精神亢奋。他们周围聚集着格物院最顶尖的一批大匠和年轻算学生，分成数个小组，彻夜不休地研讨、计算、绘图。
“锅炉压力必须再提三成！否则牵引力不足以应对设计坡度！”一个小组围着“龙腾二号”的锅炉设计图争论不休。
“汽缸密封是关键！‘龙腾一号’漏气严重，热力浪费大半！需设计新的填料函和活塞环结构！”另一个小组对着拆解下来的汽缸部件实物，反复比划测量。
“铁轨截面形状还需优化！既要保证强度，又要节省铁料！铸造时的冷缩比例必须精确计算！”铁轨组的匠师们对着一排不同截面形状的铁轨小样和一堆写满数字的草纸，眉头紧锁。
“桥梁！简易的桁架桥结构必须尽快定稿！勘探队回报，沿途需跨越大小沟壑七处，最宽者逾五丈！”桥梁组的人压力最大，对着渭河上常见的木拱桥、石拱桥图纸，苦苦思索如何将其“移植”到铁路上，并能快速架设。
每当一个小组遇到难以逾越的技术障碍，争论陷入僵局时，宋应星或方以智便会走过去，或引经据典（从《天工开物》或西方传入的机械书籍中寻找灵感），或提出天马行空却往往切中要害的思路，或直接拍板进行实物试验。“不要怕失败！总兵说了，允许我们试错！材料、人力，优先保障！但时间不等人，必须快！”
就在这紧张的技术攻坚中，来自物料供给层面的压力，也开始如同阴云般聚拢。
九月十八，户曹主事拿着一份刚刚收到的紧急公文，脸色凝重地走进了偏殿。“宋先生，方先生，甘肃镇急报！”他将公文递给正在审阅铁轨图纸的宋应星。
宋应星接过一看，眉头立刻紧锁起来。公文是甘肃镇留守官员发来的，大意是：接总兵府严令，高杰已全力督促境内官营、民营铁矿增产，但面临三大困难。
其一，熟练矿工与冶炼匠人短缺，现有产能已近极限，短期难以大幅提升；
其二，部分矿山设备老旧，井下开采效率低下，且时有坍塌危险，需时间整顿加固；
其三，也是最主要的一点，甘肃本地所产之铁，含杂质较多，质地偏脆，若要达到格物院所要求铸造铁轨的强度与韧性标准，需反复精炼，耗时耗炭，出铁率将大幅下降，成本激增。
“宁夏镇情况类似，甚至更糟一些。”户曹主事补充道，“宁夏铁矿本就稀少，多为小矿，品质亦参差不齐。两镇倾尽全力，月内能筹措到的合格生铁料，恐……恐不足万斤之数。”他声音低沉，说出了这个令人心惊的数字。
万斤？按照初步估算，铺设一里（明制约576米）双线铁轨（含枕木扣件、道钉等），所需精铁就不下两万斤！三十里