当年弗里斯领着一帮子希腊学派的学者来到碎叶投奔李路的时候，在他们之中，有一个古希腊科学家希罗的传人里奥提尼斯，他曾经向李路展示了一种在中原的士大夫们看来绝对是奇技淫巧的奇怪机器，这个机器被称作“汽转球”，这个“汽转球”构造很是简单，它是由一个空心的球和一个装有水的密闭锅子以两个空心管子连接在一起，而在锅底加热使的水沸腾然后变成水蒸气然后由管子进入到球中，最后水蒸气会由球体的两旁喷出并使得球体转动。
当时李路看到之后，就颇为震惊，在他看来，这不仅仅是一个精巧的玩具，而是一个最原始的蒸汽机，他对那些科学家们说要是假以时日，蒸汽动力必然会大行其道，而这小小的“汽转球”也许会引发一场动力革命，他希望有人能够把希罗的研究继续下去，同时李路还开出了赏格，谁要是能把蒸汽动力装置实用化，他会让他名利双收。
从那往后，上到碎叶大学的里奥提尼斯还有他的学生，下到民间的一些发明爱好者，都把他们的精力放在了被李路称之为“蒸汽机器”的玩意之上，甚至连道门还有墨家，以及宋应星和沈括这样的科学巨匠都掺和了进来。
最先有所收获的竟然是一个道门的医生，这个叫云平的道士因为想制造出适合消毒的高压力容器，他在从里奥提尼斯那里弄到了一本希罗的《机械集》还有希罗发明的链泵，气泵，活塞泵等机器之后，叫来了自己的好友，出身墨门的相里彬一起研究，结果两个人研究出来了一种奇怪的容器，他们把这个东东献给李路的时候，李路惊讶的说道，“这不就是高压锅嘛？？”
是的，云平和相里彬发明的这个奇怪的容器就是一个高压锅，高压锅的最关键部位是那个安全阀，他们两个巧妙的发明了一种杠杆式安全阀，在远端施加重物，而汽压推动汽阀的力点为短力臂，当高压锅压力超过设计值时，可推动汽阀向上运动，以排出部分压力，平衡后又落回远处。在看到这个安全阀的时候，李路就说可以在这个安全阀的基础之上，制造一种活塞式蒸汽机，云平还有相里彬虽然没有把李路的设想付诸于实施，但是他们把李路的猜想传播了出去。
宋应星和沈括在参观了云平和相里彬搞的高压锅之后，他们仔细研究了李路的猜想，发现这个方案还是可行的，但是因为现在缺乏制造良好密闭性活塞的制造工艺，他们舍去了方案里的活塞结构，建造了一种能在矿山上使用的蒸汽机，这种蒸汽机主要用来帮助那些矿山提取地下水。
他们的蒸汽机重新设计了两个部分：一是锅炉，二是密闭的工作容器。工作原理很简单，就是先通过锅炉把水加热，使蒸汽充满工作容器，然后关闭入汽孔，使工作容器中水蒸气冷凝，形成局部真空，当该容器与矿井下水相连时，通过外部大气压，就可以把水“吸”到高处，其原理是靠大气压力把水压上来的，所以水的提升高度和大气压力有关，在三丈左右。为了把水送到更高的地方，宋应星又专门设计了一个蒸汽压力装置把水送到更高的地方，这套机器，被李路命名为“矿山之友”，而且李路向宋应星还有沈括两个人颁发了可以说是已知世界上的第一个蒸汽机专利。
这套蒸汽机被武媚的商务司旗下的英华采矿大批量的应用在了矿山之上，但是这个“矿山之友”毛病很多，最主要的是这种蒸汽机的效率很低，为了维持机器的运转需要烧很多的煤，好在它本身就是用于煤矿抽水的，煤有的是。但它靠压力输送水，又因材料制造和焊接工艺的不足致使管道时有发生断裂和爆炸，同时依靠大气压提水，最高提升高度约为三丈限制了它的的使用范围。
尽管宋应星还有沈括想了不少办法，但是都不见效，就在两个科技大佬苦思冥想的时候，一个卡州煤矿（卡州大约相当于后世哈国的卡拉干达一带）的一个叫孙新的蒸汽机维修工解决了他们两个科学家都没有解决的问题。
孙新仅受过初等教育，他曾经在一家机械作坊做过锻工，后来机缘巧合，他成了英华矿业旗下的卡州煤矿的一个蒸汽机抽水机维修工，在维修蒸汽抽水机的时候，他发现冷凝进入活塞下部的蒸汽和把活塞与连杆联接可以产生运动，他心想要是把这个构想装在自己服务的那套“矿山之友”上，岂不是能形成一套更好的机器？孙新是个有想法，又肯动手的人，他先是制作了一个缩比模型，在发现自己的设想完全可行之后，他准备把这套装置搞出来，可是最大的问题来了，他只是个维修工，没多少钱，而且他的上司还对他冷嘲热讽，说什么连碎叶大学还有科技司的那些大匠都解决不了的问题，你一个小小的维修工能解决的了，说什么也不给孙新提供实验的经费。
孙新一怒之下，把自己的方案还有英华矿业经理对自己的冷嘲热讽全部写在了一封信上，投进了锦衣卫的专门信箱里，由于李路十分的重视科技发明，所以卡州锦衣卫在看到孙新的信之后，也不敢耽搁，他们把孙新的信赶紧送往了碎叶。
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