1114年大德3年，以梦溪书院为班底的第一工程院开发出了落地后会碎裂成四片的炮弹，这种炮弹被称为四片弹，此外宝德火炮也得到了改进，其射程由最初的500米，逐渐增加到了4000米，这种新式火炮被称为大德火炮。在白回安的努力推动下，这些火器陆续装备了隋军水师和火器师。后来杨构以水师封锁长江，大德火炮功不可没。
师兄做的到了，师弟也做的到，太平兴国控制梦溪书院以后，梦溪书院很快就为太平军设计出了新式燧发枪和新式大德火炮。
燧发枪简单易学倒也罢了，可是这放炮却是技术活。当时要发射一颗炮弹要做这些事，第一，要向炮管中注入火药，到底放多少火药，不知道，自己琢磨吧，然后把火药压紧，再放入弹丸，然后点燃火药引信，放完一炮再放第二炮还要先清理炮膛，炮膛清理的不干净或者火药放多了都会造成炸膛，因此太平军一开始使用火炮的时候经常发生自伤事故，当初打镇江不是因为火力不猛，而是因为火炮都炸了膛，所以镇江一役后太平军放弃了火炮。
而放弃火炮的后果就是攻击南京受挫，5万名太平军血撒金陵，这是自太平军成军以来第一次遭受这么大的损失。
石宝很心疼，难道要用士兵的血肉之躯去拼隋军的大炮吗，隋军大舰每侧安装了20门火炮，10艘大舰就是200门，长江上至少有50艘大小战舰，这就是一个炮阵呀，虽然隋军火炮的精度不行，但是四片弹的杀伤威力还是很大的，近千门火炮打过来，太平军一倒一大片。再加上隋军突然使用了骑兵作战，太平军的火枪优势也被抵消掉。
近一个月来，太平军用挖壕沟的办法勉强限制了隋军骑兵的突袭，可是再想靠近南京却已经不可能了。眼看着隋军运来了越来越多的火炮，步兵、骑兵的数量也在增加，石宝很清楚，隋军是在积聚力量，那雷霆的一击应该不会等很久。
梦溪书院必须拿出更容易使用的火炮，石宝把最后的希望寄托在了新式火器的身上。
在这之前，太平军主动拉开了与隋军的距离，挖出了更多的壕沟，这也是没有办法的事，双方的拉锯战一直持续到1117年大德6年3月，梦溪书院的新式火炮造了出来。
这种火炮有独立的火药仓和弹仓，弹仓在前，火药仓在后，炮手先把装满火药的容器放入火药仓，然后在把弹丸填入弹仓，然后引燃火药引信就可以了。由于弹仓和火药仓都是独立的，所以也可以同时装填火药仓和弹仓，另外火药由容器盛放，所以打响下一炮时不需要清洗炮管，这样一来不仅降低了火炮的使用难度，发射速度也比以前快得多。
方腊对这种火炮很是满意，并命名此炮为太平火炮，命令兵工厂加紧生产供给前线。5月3日，第一批太平火炮运送到前方大营，随炮送去的还有一种新利器。
5月12日，隋军骑兵在两名卫官的带领下再次发动了扇面突袭，守卫第一条防线的是方杰。此时方杰正手拿一只带有凸透镜的圆筒观察敌情，虽然隔着一片开阔的方杰却可以通过圆筒看清敌人来袭的准确方位，甚至是最前面军官的面容：“预备发炮，目标左前方，放。”
炮兵随着方杰手指的方向发射了密集的炮弹，这一通炮火很快覆盖了奔袭而来的隋军骑兵，方杰在圆筒中看到那带头冲锋的军官已被火炮打下马来，敌人没了指挥已陷入混乱中。
“这东西真是神器呀，哈哈”方杰对手中的圆筒赞不绝口。
有了这个神器，方杰指挥炮兵不断打击敌人的结合部，隋军骑兵无论如何变换冲击方向总是被太平军的火炮压制着，这片开阔地竟然成了隋军的坟场。屡试不爽的轻骑兵突击竟然遭遇了完败。
隋军撤退后，战场上满是断肢残躯，那些失去主人的马匹漫无目的的游荡着。
隋军指挥官正将军王献虏吃惊的望着这一切，敌人是怎么找到李铁蛋的，怎么一炮就把他给报销了，难道太平军又发明了什么新武器。王献虏正琢磨着，突然一声凄厉的声音划破长空，王献虏出于本能向一旁伏倒在地上，只听一声巨响，王献虏身旁三个没有伏倒的马弁非死即伤，这炮打的又远又准。
2000名骑兵战死沙场，正将军王献虏在5000米外遭炮击负伤，竟然有这种事，太子杨构闻讯大惊，看来太平军又有新式武器了，可是一工院这边却没有任何进展，“这帮子吃皇粮不办人事的”，杨构痛骂道，“秦桧去传令，马汉若再拿不出新玩意，你就把他的头拿来”
秦桧接令不敢怠慢，带上屠夫牛皋和他的行刑队火急火燎的去了汝州。
事实上一工院一直都没闲着，在四片弹的基础上，一工院院长马汉又提出了一种爆炸弹的设想，这种武器的原理是用燧石摩擦引发弹丸内存储的火药爆炸，这样的武器必定威力惊人，但是以当时的条件却很难造出这样的武器，因为一旦装上了这种引信，弹药就变的很危险，稍有不慎就会造成己方重大伤亡，可是这个问题必须马上解决，秦桧的人刀可都在门外等着哪。
最后马汉只得拿出了一个折中的方案，只在弹药使用时才装上引信，再加上锥形弹的启发，这种炮弹也被做成了锥形，为了便于放置炮弹，马汉还在炮管上设计了直直的膛线，结果第一次试炮就打出了7000米远，受此启发，马汉在燧发枪上也刻上了膛线，结果燧发枪的射程也大大提高了。
后来这种发射爆炸弹，炮管内有膛线的炮被称为榴弹炮，爆炸弹被称为榴弹，火炮的发展又取得了进步。
由于火器的射程大大提升，炮兵多是在没有亲眼看到敌人的情况下发炮的，怎样才能发现远处的目标哪，前方将士曾提到，太平军军官是手拿一根圆筒放在眼前指挥打仗的。
“圆筒……把远处的光线装到圆筒里面”，马汉顿时醒悟，这不是凸透镜么。
由于后隋海外贸易非常繁荣，中国从阿拉伯人那里得到了玻璃的制作方法，通过打磨玻璃凸透镜和凹透镜早已不是什么新鲜玩意，只是还没有人想到这一妙用罢了，马汉于光学也有涉猎，自然是一点就通，因为这东西能看到远处的景物，因此被称为——望远镜。
马汉连夜试制了几只望远镜，秦桧拿起望远镜眯起一只眼往远处瞧，数里外一个嘴角长了黑痣的和尚正在敲钟，“这东西果然是神器，马院长，下官这次总算没有白来呀”。马汉拭着额角上的汗珠点头称是。
马汉的脑袋保住了，可是却有更多的人为此丢掉了性命，虽然隋军火炮的射速没有太平火炮快，可是威力巨大的榴弹太吓人了，太平军的密集冲锋无异于送死，在不知不觉间，双方在不到8个月的时间里在这南京城已丢下了40万具尸体，难怪后世学者称此战为第一次绞肉。
但是杀人技术的较量并没有结束，马汉又设计出了新玩意。
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