1861年3月下旬，趁清軍新敗，畏懼洋人，英、法尚未公然與清廷一起鎮(zhèn)壓太平軍之際，亨利帶著300余名愿回國的學童和招募來的100余名各類人才以及許多先進技術資料返回開封。亨利和這些人一起翻譯了先進技術資料，這些技術人才把帶來的各類先進技術都用到了實踐中。對于招聘到的外國人才，天國均給予年500兩到1000兩白銀的高薪，但是需簽定十年合同，合同期內需遵守各項法紀，犯法與天國百姓一樣懲罰，平日里與太平天國其他公務人員一樣待遇，只領少量天寶銀元，吃穿官給，自己需種菜，其專利歸天國所有，合同期滿方可一次性領取十年報酬，也可續(xù)約，續(xù)約以前報酬可寄回國也可繼續(xù)累計記賬。對于所招國內人才，天道教均想方設法將其家眷遷到開封，其日常待遇均與天國其他公務員一樣，與發(fā)明專利掛鉤有各類豐厚獎金，各類發(fā)明專利歸天國所有。頂級專家如戴天德、徐壽、丁拱辰、華蘅芳等均有特殊待遇，待遇高于魏宣武十倍以上。
  為更好地進行各種研究和培養(yǎng)人才，魏宣武在開封周圍設立了技術研究制造局，戴天德任總辦，沈節(jié)為總教、馮大彪為幫辦，下設槍炮研究制造分局、彈藥研究制造分局、機械研究制造分局、工具研究制造分局、艦船研究制造分局、動力研究制造分局、農(nóng)牧研究分局、勘采研究分局、冶鑄研究制造分局、輕工研究制造分局、翻譯研究分局，匯集了大批高精尖技術人才，這在當時全球官辦技術研究機構中都算是全面頂尖的了。
  農(nóng)牧方面，一系列優(yōu)質植物種子、良種家畜或引入或獲得研究推廣，使得農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)量成倍提高，短短幾年，陜西、河南兩地的百姓從食不裹腹到基本填飽肚子再到每月都能吃上幾次肉還有閑錢購買各種商品，百姓收成的大幅增加使得他們的生活逐步豐足，也對魏宣武和他的天道教、官府更加感激擁護。
  勘探、開采、冶煉、紡織、皮革、制衣、制鞋、制茶、農(nóng)作物加工、釀酒、機械、鑄造、五金工具等技術的研究成果很快就被商人們用他們聰明的腦袋和雄厚的資本轉化為實用商品，既給百姓的生產(chǎn)生活提供了實用的工具和豐富的商品，也給軍工發(fā)展提供了堅實的物資基礎。
  1858年亨利通過上海英國倫敦會傳教士創(chuàng)辦的墨海書館，相中并力聘清末著名科學家、中國近代化學的啟蒙者和中國近代造船工業(yè)的先驅徐壽及其次子火藥專家徐建寅，數(shù)學家華蘅芳，西學和數(shù)學上已頗有名氣的李善蘭，漢語翻譯家英國人傅蘭雅，精通數(shù)學、物理與機械制造的科學家鄭復光之子鄭禮修、世界史地參考書作者魏源之子魏華到開封，現(xiàn)在徐壽任艦船研究制造分局總辦，與丁拱辰、華蘅芳合作研制蒸汽機，設計研究新式炮艦；其子徐建寅任彈藥研究制造分局總辦，在其父指導下研究試制無煙火藥，并把通過亨利買到的先進技術資料把槍用中心發(fā)火金屬定裝彈和炮用可爆炸隔膜彈研制出來，又與丁金安配合繼續(xù)了火箭彈的研制；傅蘭雅任翻譯研究分局總辦，翻譯了亨利帶來的大批科學技術資料；鄭修禮任機械研究制造分局總辦，研究出了水輪驅動的二輥式型材軋機生產(chǎn)鋼板，給徐壽的鐵甲艦研制提供了主要物資基礎，并根據(jù)龔全孝的要求參考國外先進資料，在幫辦法國人馬里的幫助下在南陽伏牛山建造了五座30噸堿性煉鋼高爐和一個軋鋼廠、一個鋼板廠，一個鑄造廠、一個煉熟鐵廠、一個煉生鐵廠，一個可生產(chǎn)先進槍針、炮閂的槍炮零件制造廠、作為四輪馬車的車軸軸承的滾珠軸承制造廠；華蘅芳、李善蘭、魏華俱任技術研究制造局執(zhí)事兼河南大學教授，其中魏華還兼任了河南宣教長。
  1861年6月，通過沈節(jié)的推薦，魏宣武通過廣西天道教找來了四處飄零的丁拱辰及其胞侄丁金安，任命丁拱辰為動力研究制造分局總辦，與徐壽、華蘅芳合作研制蒸汽機；任命其胞侄丁金安為槍炮研究制造分局幫辦，丁金安根據(jù)徐建寅的中心發(fā)火金屬定裝彈對二代宣武槍進行了改進，根據(jù)亨利帶回的火炮資料與總辦英國人納特合作改進了二代宣武炮，使其各種性能高于了阿姆斯特朗炮的水平并可發(fā)射隔膜彈，又繼續(xù)研制大火箭筒；又請到了植物名實圖考作者吳其溶任農(nóng)牧研究分局總辦，結合國外生物學資料對水稻、小麥種子進行了改良，提高了陜西、河南糧食的單株產(chǎn)量；1861年10月，浙江天道教徒弄來了撰寫《鑄炮鐵模圖說》的被李秀成太平軍擊斃的臺州知府龔振麟之子龔全孝，開始，龔全孝拒絕與有殺父之仇的太平軍合作，后來，經(jīng)王茂林、張云頂、賈道遠、顧嘉蘅等開導，丁拱辰等在清廷懷才不遇而在太平軍才能充分施展的現(xiàn)身說法，魏宣武又三次上門懇請，逐漸認識到清廷的腐敗、魏宣武太平軍與其他太平軍的不一樣，在看到陜西、河南百姓的安居樂業(yè)生活之后，龔全孝接受了天道教思想入了教，最后在1861年11月?lián)�任了冶鑄研究制造分局總辦，參考國外先進技術資料對鐵模鑄造技術進行了改良，還參考英國人西門士兄弟蓄熱爐原理改良引進了高爐和焦炭冶煉技術，成功地在亨利采購的反射爐內熔煉生鐵和廢鋼，得到不同成分的鋼，比法國冶金學家馬丁早了四年使用平爐煉鋼法建起了煉鋼爐煉鋼，后發(fā)現(xiàn)了石灰在煉鋼中的脫磷作用，更是讓天道教鋼鐵冶煉技術達到了世界頂尖水平。使得陜西、河南農(nóng)具成本、性能得到了很大改進，太平軍槍管、炮管質量進一步提高。

  在最初派往外國留學五百名學童中嚴立本是最矮的，他學的是勘探開采方面的技術，是整個學校學習成績最好的學生，二年理論學習后，他又跟著洋人勘探開采了好些礦產(chǎn)，后來洋人師傅都比不了他，一些洋人大公司爭相聘用這個不到十五歲的中國少年，亨利告訴了他天道教在中國迫切需要這方面的人才，他就毅然回國加入了魏宣武的技術人才隊伍，魏宣武任其為勘采研究分局總辦，引入了蒸汽驅動的地質鉆機、改進了中國的沖擊式頓鉆鑿井法技術。把清初孫廷銓《顏山雜記》和吳其浚的《滇南礦廠圖略》中煤銅勘探技術結合洋人物理方法進行改進，引進采用了機械化控油、采挖、鉆井技術并開始了石油的勘探工作。關保與從國外回來的富商唐耀祖小女兒唐玲結為夫妻，唐玲被任命為輕工研究制造分局總辦，她帶回了先進的紡織機械制造技術，讓中國的紡織成本和速度都得到了質的飛躍。工具研究制造分局總辦則由早期來中國的德國人�？藫�任，他把德國的先進機床制造技術帶到了中國，在幫辦中國優(yōu)秀留洋歸國神童韓書語的協(xié)助下，使用亨利采購的蒸汽機在南陽伏牛山地區(qū)設立了機床實驗制造廠，成為世界首家機床實驗生產(chǎn)基地，實驗生產(chǎn)各種機床，使得各種工具零件的生產(chǎn)制造實現(xiàn)機械化。
  1862年底亨利花一萬兩白銀買到加特林機槍設計圖紙冒險偷偷派人送回開封，戴天德經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)，這種槍的重量很大，對彈藥的消耗量極大，在還沒有機械化運輸條件的19世紀，加特林機槍無法伴隨步兵前進，起到火力支援的作用；另外加特林機槍的運轉必須依靠士兵手搖曲柄提供動力，士兵必須均勻地搖動手柄以提供平穩(wěn)的動力。但士兵在戰(zhàn)況緊張的情況下往往瘋狂地搖動曲柄以提高射速，這就會導致機槍卡殼。在這兩個致命缺點得以解決前，加特林機槍是不可用的。
  1862年1月開始，全部發(fā)射定裝金屬彈的三代宣武槍和發(fā)射隔膜彈的短管三代宣武炮、發(fā)射實心彈的長管三代宣武炮開始批量生產(chǎn)，彈藥廠也開始大量生產(chǎn)槍用定裝金屬彈和炮用可爆隔膜彈、不爆的實心彈。經(jīng)過技術革新，魏宣武轄下的陜西、河南軍事、經(jīng)濟實力都得到了很大的提高。


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