幸亏南怀仁是西洋人，掌握着西洋的金属铸造锻造技术，而且能举一反三，透过现象看本质，他研究了火铳和火药，很快明白了这种化学爆炸的原理，进而设计出一种新式的火炮，炮管用纯铜铸造，炮尾粗大，炮管稍细，外面还箍了好几道钢圈，达到加固的作用，今天正好是试炮的日子，所以康熙才急着离开。
换了戎装，康熙和苏嘛拉姑骑马出了紫禁城，来到校场观看南怀仁试炮，一门崭新的铜炮放置在石台子上闪闪光，士兵们先将火药倒入炮膛，又将一枚炮弹塞了进去，用木棍捣实，炮尾上有个小洞，长长的导火索从里面伸出来，南怀仁拿着火把请康熙亲自点火，康熙想了想，拿过火把往导火索上一凑，被硝酸钾溶液浸泡过的导火索迅燃烧起来，不过长度足以让众人躲到安全的地方，等了片刻，只见那火星消失在炮尾，紧接着一声巨响惊天动地，炮口升腾起一团火光，然后铜炮剧烈震动，翻倒在地，要不是固定在石台上，还不知道飞多远呢。再看远处，充作靶子的一间木房子被砸出一个大洞来。
成功了！大清国终于有了和明朝抗衡的火炮，康熙激动的抓住南怀仁的手一连说了三个好字，同时感叹自己将这批西洋传教士从大牢里放出来是多么的正确，本来鳌拜已经将这些人关起来准备斩了，但是很不凑巧，没杀成别人自己先玩完了，本着拨乱反正的态度康熙赦免了这些没什么用处的传教士和天文学家，还让他们物尽其用在钦天监干点活，没想到好心有好报，大清的犀利武器就是这些天文学家造出来的。
激动之下，康熙当即传旨赏南怀仁黄马褂一件，赐单眼花翎，兼工部侍郎衔，负责为大清制造火器，他又喜滋滋的命令士兵装上炮弹，再打一看看，南怀仁的铜炮果然质量优异，用湿布清理了炮膛的火星之后，大炮再次装填怒吼，这次测的是距离，炮弹一直飞出去一里远才落到地上，这是个很可喜的成绩，有了这样远射程的武器，无论是城防还是海防都不成问题了，就是炮身过于笨重，不便于野战机动。
大炮又装了霰弹进行试射，效果也是非常之好，而且射击间隔很短，远比巨大的守城弩的战斗射要高的多，炮弹的成本也低，一个铁球就够了。
看见康熙如此开心，南怀仁趁机进言，要求开放宗教，允许自由传教，最好还能在京城开设一所教堂，让他传授耶稣的福音。
听了这话，康熙的脸色冷了下来，他知道皇祖母是念佛的，不喜欢这些西洋宗教，可是也不好拒了南怀仁的满腔热忱，便敷衍道此事还需从长计议，
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