黃履莊不僅精通明算的《九章》、《海島》、《五曹》、《周脾》、《五經算》等各科，更因爲從小就接觸歐洲傳教師的一些書籍，從中學得大量關於代數、幾何、物理、機械等各方面的知識。
當朱怡成同他聊到這些專業知識的時候，黃履莊逐漸放開了之前的拘束，變得善談起來，尤其是當講到他曾經搞出來的一些小發明時，更是眉飛色舞。
自行木人、驗冷熱器、瑞光鏡……甚至還有自行車！這一個個匪夷所思的發明逐一從黃履莊的口中述出，而且他還詳細同朱怡成解說這些發明的原理和使用範圍，也不管朱怡成是否能夠聽懂，說的是興高采烈，一反平常沉穩之態。
“這還真是一條工科狗啊！”看着他這副模樣，朱怡成忍不住感慨，同時也爲撿到寶而感到興奮。
“這些可有記錄？或者成書？”朱怡成詢問道。
黃履莊遲疑了下，回道：“微臣十多年前曾著過一書，起名爲《奇器圖略》不過此書並未刊行，僅是自娛而已。後來因表兄張潮略有些興趣，微臣就把此書送於了他。”
“如讓你重寫此書，可有問題？”
“這並無問題，只是需要些時間，不過請皇爺放心，這些年微臣雖不像早年熱衷於此小道，但這些器物如何製作早就深入微臣心中，可是皇爺，這些乃小道而已，爲何……？”
黃履莊雖然是工科狗，可他也不傻，冷靜下來後覺得朱怡成對此興趣異常濃厚，作爲大明的皇帝，怎麼會對這些小道有如此興趣，而且似乎今天招他來的主要目的也是因爲此，不由得他有些不解。
“小道？”朱怡成聽到此頓時大笑起來：“何爲小道？何又爲大道？世間讀書人，只知讀聖賢書，更有半本論語治天下之說。但愛卿可知古之有言，大道三千，殊途同歸！聖賢書讀的更多，文章做的更好，難道就能讓地裡長出糧食？能讓兵甲更盛？還是能使得神州就此光復？這世上，道可不止一種，無論那種道，只要能爲朕，能爲天下所用就是大道！”
黃履莊猛然一震，他心中隱隱約約明白了什麼，可卻又不明白什麼。
朱怡成繼續道：“比如說愛卿之前所說的那些小玩意吧，其他的不講，朕就說其中一二。愛卿所制的驗冷熱器能測算溫度高低，難道就沒想過用它來進行鍊鐵鍊鋼？以作控制爐溫使用，如能推廣，足以利軍利民。退而言之，此物也在醫道大有用處，常人受寒發燒是常見的，但病情輕重往往考的只是醫者經驗，如能使用此物來衡量豈不更好？再者，在農事上也大有用處，可用此物判斷氣候變化，以輔助農業獲得更好的收成……。”
隨着朱怡成所說，黃履莊的眼睛是越瞪越大，他發明這些東西大多隻是愛好，或者是研製自己的一些研究，卻從來沒有往實用型方面去想。如今朱怡成僅僅拿他的驗冷熱器，也就是後世的氣體溫度計來舉例，一下子令他打開了一扇窗戶，使得他看到了不一樣的風景。
朱怡成說的一點都沒錯，眼界侷限了黃履莊，僅僅一個驗冷熱器就有如此用處，那其餘各物的用途更廣。一瞬間，黃履莊就隨着朱怡成的思路想到了許多，這都是他幾十年來從而發現的一番新天地，整個人神情興奮不已。
當然，相比朱怡成而言，黃履莊只是剛打開了思路，而朱怡成卻想的更深些。不僅是氣體溫度計的廣泛使用，無論是在冶煉還是農業、醫學等各方面有着極大幫助，黃履莊的其他發明也大有作爲。
別的不多說，僅僅他自己製作的自行木人，能夠自由上下階梯，這已有了後世自動攀爬的功能，如進行改進的話，不僅在工業和運輸中能獲得極高效率，更在軍事方面用途廣泛。
瑞光鏡也是如此，這是一種初級的探照燈，在軍事方面更爲重要。還有黃履莊曾經研製過高壓彈簧，他所製造的彈簧無論其強度還是實用型已能媲美后世所制，在工業用途極大，更爲重要的是這種彈簧在軍工中使用的話，足以使得大明的軍工得到飛速發展……。
話說到此，朱怡成直接告訴黃履莊，他希望黃履莊繼續深入這方面的研究，並且整理出系統的製造和推行，對於他的任命，雖然朝廷已授黃履莊六品工部主事，但在具體工作中黃履莊在工部僅是掛名，朱怡成打算建立一個皇家研究院，讓黃履莊主持其工作，直接向他負責。
黃履莊怎麼都沒想到，朱怡成會如此看重於他，而且還委以重任，再想剛纔朱怡成所說的那些話，黃履莊也明白過來自己之前所認爲的小道而是真正有用的知識，是他能在大明立足的根本。
想到這，黃履莊不由得熱淚盈眶，多年的委屈和爲世人的不解在此時此刻全都煙消雲散，取而代之的是對朱怡成的無比感激和佩服。所謂士爲知己者死，他黃履莊也是士人，有如此開明的君主信任和支持，他黃履莊此身無憾！
對於朱怡成的要求，黃履莊絲毫沒有遲疑，當即就答應了下來。隨後朱怡成欣慰地告訴他，對於皇家研究院的撥款會由皇室直接下撥，第一批資金爲五十萬銀元，以做籌備，而所有研製的發明作爲發明人將持有一定專利，以後會根據專利進行利益分配。
至於選址和人手，初期朱怡成會在南京西郊選一址，然後撥些行政人員給他。而具體的研究人員將由黃履莊確定和招募，無論是那類人，只要是普通人或者朝中六品以下官員，黃履莊都可以按名單上報後由相關衙門審覈調入（徵入）。
除去這些，會安排黃履莊在近期前往寧波，寧波那麼的研製機構以後也將併入皇家研究所之下，在現在皇家研究所未能建立之前，黃履莊的主要任務是主持寧波那邊對於軍工和工業器械方面的改進，朱怡成希望他儘快成行，並給他帶來驚喜。