首先是造紙術。
他發現刑部和六科的公文用紙質量參差不齊，很多字跡模糊不清，有的甚至一碰就碎。
他去了一趟造紙作坊，蹲了半個月，把後世的造紙改良思路，加入草木灰鹼化。延長浸泡時間。改進抄紙工藝，教給了那幾個老工匠。
效果立竿見影，新紙潔白堅韌，墨跡清晰，成本還降了兩成。
六部官員用上新紙之後，無不稱奇。
戶部尚書沈溍親自找到程壑川，拍著他的肩膀說：「程大人，你可是幫了我們大忙！以前那些紙，寫個公文都能洇成一片。現在好了，又白又韌，三年都不帶發黃的！」
然後是計算法。
程壑川發現戶部每年核算賦稅。統計田畝的時候，用的還是算籌，速度慢。容易出錯。
他把自己腦子裡那套阿拉伯數字和珠算口訣整理出來，編了一本《簡易演算法》。
戶部的書吏們學了一個月，算帳的速度翻了三倍，錯誤率降到了以前的十分之一。
沈溍又來了，這次的表情比上次還激動：「程大人！你這個演算法是從哪學來的？太神了！以前咱們算一筆帳要半天，現在半個時辰就出來了！」
程壑川笑了笑：「家傳的。」
沈溍沒有追問。
但他回去之後，跟朱元璋聊起了這件事。
朱元璋聽著，什麼也沒說，只是手指在桌上敲了很久。
但程壑川最得意的一件事，不是農具，不是造紙，不是演算法，而是一個更大的計劃「格物館」。
他以「整理典籍。研究格物之學」的名義，向朱元璋遞交了一份奏摺，建議朝廷設立一個專門的機構，招募民間能工巧匠，研究火器。農具。水利。算術。天文等各種實用的學問。
他在奏摺裡寫得冠冕堂皇：「格物致知，乃聖人之道。器物之利，乃治國之要。今民間奇才甚多，散落鄉野，朝廷若不加收攏，實乃國家之憾。」
朱元璋看了奏摺，沉默了很久，然後批了兩個字：「可試。」
程壑川如獲至寶。
他從民間招募了十幾個能工巧匠，有鐵匠。木匠。火藥匠。鎖匠。鐘錶匠，甚至還有一個會造「自動飛鳥」的奇人。
他在城西租了一處廢棄的倉庫，改成工坊，讓他們放手去研究。
研究的方向，他定了一個重點，火器改良。
洪武朝已經有了火銃，但射程近。精度差。裝填慢，實戰價值有限。
程壑川憑著記憶中的一些基礎知識，給工匠們畫了一張改進火銃的草圖，加長槍管。增加膛線。改進火藥配方。設計更便捷的裝填方式。
工匠們剛開始覺得這個御史是在胡鬧，但當他提出改良火藥配方，硝七硫一木炭二的時候，那個火藥匠的眼睛一下子亮了。
「程大人！您這個配比，比咱們現在用的強了不止三成！」
三個月後，第一版「洪武火銃」試製成功。
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