自腊月初十，沈方正式拜张天端为师起，沈方便随张天端一家住进沈府东院的一进小院，只在每日吃饭时才能与母亲柳氏见面，柳氏虽有不舍，但也知道这是习武人的规矩。
因沈方年幼，骨骼肌肉还在发育，不适合进行体格、肌肉的锤炼，张天端便教以《太上老君养生功》，此功法流传上千年，一直被誉为道门的基础和正宗。名字听起来很吓人，其实只是基本的呼吸吐纳功夫，相传是由老子及其弟子尹喜嫡系流传下来。全本的《太上老君养生功》有大量关于天人感应，阴阳八卦的原理阐述，通篇引用道德经中章句，却以修练功法来印证。可惜年代过于久远，到天师道张道陵那个年代已经变成口耳相传，不立文字，讲究师徒传承，只保留了历代高人不断萃取后的精华。
张天端自幼练习《太上老君养生功》，深知此功法奥妙无穷，但也无意拔苗助长，只是将最基础的功法传给沈方。每日敲五更鼓，沈方和张天端的女儿张茹便被唤起，收拾停当后，张天端、夫人付惠娘、沈方、张茹便结双跏趺坐直至辰时。
练功的头一刻先观想呼吸停住的细微差别，次一刻吟诵简化后的口诀，待心思和气息都平稳下来后，便意守丹田，不再有任何念头。这里的意守丹田，并不是用意念来想象肚子里面有一座能量宝库，而是似想而非想，若即若离，“守”着丹田，不被任何幻象干扰。
对于普通人，做到心无杂念很难，就是自幼练功的张天端、付蕙娘，也难免心猿意马，久久才能入定。张菇年幼，没有那么多心思，但坐了两刻后便忍不住活动起来。而沈方，本身就是喜静不喜动的痴儿，平时就常常呆立，遇到这种发挥他特长的功法，居然进步神速，只不过七八日，沈方便可以一坐到辰时，他的气质也在以肉眼可见的速度一天天变化着。
张天端夫妇看在眼里，喜在心里，传授起来更是毫不藏私，每日辰正初刻，由付蕙娘教授轻身功夫，院子中立着十二根两尺高的梅花桩，根据付蕙娘传授的呼吸窍诀，沈方和张茹在梅花桩里窜上跳下玩得不亦乐乎。巳初初刻，由张天端教授龙虎长拳，此拳术源自三国时期华陀的五禽戏，并结合了实战中的格斗，摔跤，擒拿技巧，力量不大，却可将每个关节的作用发挥到极致，对沈方而言是活动筋骨，增强呼吸的最佳方法。巳正初刻，沈方便用为他量身订作的两斗弓练习射箭。此时的两斗大约相当于后世三十斤的拉力，沈方最近两年常常随着沈括、王寿光做木工活儿，倒是有一点力气，刚好可以拉满。为了练习持弓的稳定性，张天端让沈方将弓拉满，然后在箭头处悬挂了一点负重，负重虽然只有几两，但维持满弓很是费力，胳膊和身子不停地抖动，他根本就不知道什么是辛苦，也从来不会偷懒埋怨，只在实在忍不住的时候才放下弓箭，蹲在地上喘着粗气。
午时过后，便属于沈方的休息时间，和柳氏一起吃过午饭，便带着张茹去木工房做手工玩。这个时代一般家户都是吃早晚两顿饭，但由于沈方练武，体力消耗大，沈府主家便象张天端一家一样，增加了午饭，管事下人们自然没有这个优待，只是能偶尔吃个零嘴。
店铺查封的事情告一段落，各店铺重新开张，生意更胜从前，沈括不再关注生意上的事儿，全权委托给沈四，每日下午，如没有访客，沈括便来到木工房设计制作万圣山用的水力车机。
父子两人各自做自己的木工活儿，倒也没有防碍，偶尔沈括会给沈方指点一下，说起来是指点，倒不如说是学习，沈括会问沈方为什么会用这种榫卯结构？沈方便乖乖地回答。
那时的木匠用铁器固定的很少，多是用榫卯来进行连接，沈括就熟知其中二十多种榫卯结构，象“槽口榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”、“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“锲钉榫”、“半榫”、“通榫”、“托角榫”、“长短榫”、“抱肩榫”、“粽角榫”等等。
沈方只是见沈括做了几次榫卯，便牢牢的记住，并灵活地应用到他做的玩具上。榫卯的本质是将一个面的作用力转换为另一个作用面上，比如，在封闭一个箱子时，上下面板各凿一个梯型，上面的梯形下边短，下面的梯形上边短，然后做一个贴合的榫卯钉上，箱子打开的力便会转移到榫卯的横向力上面，只要榫卯不损坏，箱子根本分不开。而钉子就不同了，钉子是靠钉子与木材之间的摩擦力连接，有足够的力量横向摆动时，钉子就容易松落，直到发展到工业时代的螺丝钉才有所改善。直到今天，精巧的榫卯结构仍然是最坚固的连接方式。
衡量一个优秀木工的标准就是对材料、工具和榫卯的应用，沈括有选材和工具力度方面的经验，但是沈方在榫卯的应用上面却更加具有天份。各种方形，曲形，梯形的榫卯将不同的木材组装成为一个整体。
这一日沈括在木工房做万圣山的水力车机模型，而沈方则在旁边用他专用的锯子、刨子，模仿沈括所做的水力车机，做了一个缩小版的水力车机。起初沈括还没有觉察有异，在休息时他一边和沈方聊天，一边随意翻看儿子做的手艺，这个缩小版的水力车机多了两个齿轮。
沈括奇道，“方儿，这两个齿轮做什么用？”
“爹爹，如果没有水了，可以用脚来蹬这个齿轮上的踏板，便和秦家圩那里，百姓用来浇水的水车一般。两个齿轮之间用皮带连接，可以省点力气。”
沈括摸着沈方的头笑道，“方儿，真聪明，有这个确实能让农民省些力气，但是方儿你想过没有，若是用水力来驱动，不是更加省事了？”
“京城的河里已经结冰了，没有水。”沈方眼睛一红，大声道。
沈括劝慰了沈方几句，突然灵光一闪，以前用水力车机把水流的力量转化为旋转力，然后连接各种齿轮、连接杆和杠杆，使这个转力可以转化为钻、磨、砸，可以节省大量的人力和畜力。但若是在没有水力的情况下，一样可以将人力和畜力转化为旋转力，然后便于水力车机相同，连接各种齿轮、连接杆和杠杆，使这个转力可以转化为钻力、磨力、砸力。想到这里，沈方高兴地笑道，“方儿，你是对的，没有水的时候，用这个方法更好一点。你能用这个脚踩动的车机，做出各种机床吗？”
沈方高声说道，“能！孩儿可以。”
然后沈括便亲眼观摩了沈方的木工手艺，沈方找了一根结实的皮带，将两个大小不同的齿轮连接起来，然后在小齿轮的轴心固定了一个铁棒，当沈方踩动踏板蹬着齿轮转动时，中间的铁棒便飞快地转动起来。
沈括不解地看着沈方，“方儿，这个机器能做什么？”
“爹爹，要是能把这个铁棒换成凿子，便能很容易地在木头之上钻一个眼。”
沈括恍然大悟，当然如果让他来制作，肯定不会简简单单把凿子安装上去，而会做成可以旋转切割的钻头。同时既然可以钻眼，当然可以把切刀固定到外围来打磨圆柱，用这种方法制做的圆柱、将会比用刨子、凿子做的更加精细，也更加方便，不用担心毁坏材料。
有了思路，沈括便来了兴致，他安排工匠一起上手，用了两天的时间便把人力钻孔机和打磨机生产出来。他安排家仆踩动踏板，然后把整块木料放到打磨机上，轻轻推动木料，一个纯圆的木滚便被车床切割出来。然后再把木滚横着放到钻孔机上，随着钻孔机的转动，木滚中被轻轻松松钻了一个深孔。
有这些机器的助力，很快沈括便将王寅需要的印染机做了出来，通过安装齿轮、皮带、连接杆和杠杆，只需有人力踩动踏板或者牲畜拉动磨盘，都可以将这台印染机顺利地驱动起来，而不需要工人直接到梁房中摇动转轮。
沈方也用这两台机器制作了一些零件，组装起一辆三个轮子的奇怪车辆模型。
有了这两台机器的助力及思路无意中打开，驱动万寿山人工瀑布的水力车机模型制作得更加高效，仅用了原先一半的材料便实现了相同的升力，而且由于部件减少，变得更易检修维护。但是在喷泉的设计上，沈括遇到了难题，就算把水升得再高，通过铜管引导，最终由铜嘴喷出的水没有理想的高度。工部负责万圣山修建的官员几乎每天来催促，官家明确要求喷泉不能象留翠园已经建好的喷泉那样水平喷，而应向高空喷，越高越好，这样才能显出皇家的气派。
临近年关，沈括的应酬特别多，明年上元节后，万圣山便开始兴建，时间紧迫。腊月二十午后，沈括给沈方讲了一下喷泉的原理和现在的难题，看看这个天才儿子有什么鬼点子。
“建一座十丈高的水塔，冲力就够了。”
“万圣山设计有四丈七尺高，水塔只能修在暗处，更不可能超过万圣山的高度。”
“那就在水塔里用铁锭增加压力。”
“这个需要进行完全的密封，不知道工部的匠人能不能实现？”
“爹爹，我们把模型做出来，模型能行，工部一样能行。”
沈括父子花了两天的工夫终于做出了喷泉的原型，看着流水趋动着模型车轮，将水源源不断地抽上“万圣山”，待灌满水塔后，沈括拧开开关，四个各式各样的喷嘴便喷出水来，大约有“万圣山”的一半高。工部的官员啧啧啧称奇，连声赞叹沈括的设计巧夺天工。沈括暂时交了差，至于实地建设的时候用什么材料，如何密封，此刻也无暇顾及。
腊月二十三，朝廷举办了胜吉十一年最后一次大朝会。
六部各自进行了全年工作的汇报，因胜吉十年以来朝廷兴修水利，胜吉十一年朝廷多收了三十万石税赋，各地粮仓得以补充，粮价稳定，百姓富足，确系千年来难得的盛世。
群臣歌功颂德，皇帝柴勐也有些志得意满，下旨封赏群臣，沈家在封赏的中间，毫不起眼，不过也宣示了沈家的难关已过，沈括作为修圩有功人员参与了此次朝会，并代表沈家接受了封赏。
随后在一批任命中，沈括惊奇地发现，远在钱塘县的王寿光因修万春圩有功被任命为工部员外郎，负责在钱塘县主持修建内宫产业，其地点就在转塘镇南边的二浦镇。
工部员外郎是正七品的官员，既使是进士及第，也只能从正七品的官员开始升迁，而且其中绝大多数还得留京守选，守选期满运气好的能去一望县担任七品知县，如果被安排到了中县或下县就只是正八品或从八品了。王寿光虽然在沈括的指挥下做了一些工作，但无论如何也不应该超拔这么迅猛，就是正九品或从九品的下等官吏，对于匠人出身的王寿光而言，也是莫大的恩赏。沈披升为宣州通判，也不过正六品，官家这么安排，明显是想淡化王寿光与沈家的关系，甚至有树立竞争对手的意思。毕竟王寿光作为匠之首，在受到沈括提示突破了技艺的瓶颈后，所爆发出来的创造力，绝不会低于主要任务是读书、参加科举的沈括。现在只能看王寿光的选择了。
大朝会结束，京官基本开始放假，就是按排班点卯也只是走个过场，各部主官也不会大煞风景进行苛求。但内侍省和行人司的官吏没有闲着，一道道恩旨飞快地拟写出来，用了印，交给行人司的胥吏以四百里加急的速度发往各地。
大周皇帝柴勐经过一段时间的考虑还是决定在内侍省增加织造司和盐铁司，分别负责纺织、水力车机、盐政和铁矿，也在腊月二十三这日同下旨成立。
织造司的首任宦官主管正是吴成的干儿子之一，吴大用。吴大用原先在内侍省负责丝绸精锻的保管发放，这次被擢升自是对干爹千恩万谢。吴大用的第一件差事就是去给钱塘县沈家、王寿光宣旨，然后在杭州城内组建织造司衙门。
