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當年曹鑠在懸甕山建立大營只是因為他隱約記得《山海經》裡記載：「懸甕之山，其上多玉，其下多銅，其獸多閭麋，晉水出焉。」感覺挺有意思的，反正那地方也正好在晉陽以西，可以作為晉陽的屏障。在曹遠征中原的時候，趙雨並沒有閒著，她帶領手下的五千士兵連同留守大營的黑衣衛將懸甕山改造成了一個超級要塞。
簡單的說，就是把懸甕山給基本挖空了，所挖出的土石環懸甕山砌成了一道高五米、寬十米的巨大城牆，作為懸甕山大營的外圍工事。山中發現大型山泉五處，足可以供應大營人馬的日常飲水。趙雨又在山中依托一處山谷，砌成一個防守森嚴的小小城堡，由黑衣衛士兵看守，內有兩庫刀劍、三庫箭矢、以及可供兩萬人食用三年的糧食庫。萬一有敵人圍攻懸甕山，憑借各種各樣的防禦工事，敵人就算是攻上三年，也不可能得逞。
何況在這懸甕山上陸續還發現數個小型銅礦、鐵礦，極易開採。薛、馬鈞、蒲元一商議，便將規模擴大到五千人的將作營也搬遷到了懸甕山，反正如今山上開鑿了不少石洞，充分滿足了住房及鍛造工地的需求。蒲元還發現這裡的山泉水特別有利於淬制刀劍，在這裡鍛造出來的兵器格外的堅硬，而且脆度適中，不會被輕易折斷。蒲元一方面下令從外地調集鐵礦石，囤積起來，另一方面督促鐵匠們按照他傳授的法子，重新鍛造武器，讓部隊從懸甕山大營的士兵開始，逐漸換裝。
另一方面，薛、馬鈞也沒有閒著，他們根據當時曹鑠派人送回的投石車構造圖，重新將這霹靂車複製出來，但是兩人對此並不滿意。因為劉所建造的霹靂車投石車結構很簡單，一根巨大的槓桿，長端是用皮套或是木筐裝載的石塊，短端繫上幾十根繩索，當命令下達時，數十人同時拉動繩索，利用槓桿原理將石塊拋出。這種霹靂車不但規格大，佔用木材、繩索等物資多，而且準確度低。它還有一大弊病，那就是佔用的操作人員多，以人力拉擲則無法控制，而且人員必須訓練才能順利的投擲出大石。試想讓五十個人同時精確發力拉動繩索，是需要很長時間磨合的，並不適合部隊大規模裝備。
兩個人反覆思索，多方試驗，就在曹鑠率軍從河東回來的時候，終於試製成功比較高級的對重式投石車。這種投石車只需要很少的幾個士兵就可以利用絞車將重物升起，裝上炮石後，再釋放重物，將炮石投出，這種方法除了大幅減少操作的人員，減少操作所需的空間外，對於投擲的準確度也大為提升，可以調整重物來控制射程。一的人員就可以操作，作戰效率卻提高了一倍有餘。
如果真有他們兩個人，也許研究也就到此終止了，但是幸運的是，并州如今有許多寒門隱士。如今的并州廢除了一切苛捐雜稅，尤其是對口賦、算賦進行了改革，並規定凡是移民至并州的，免除十年算賦及徭役，租種榮軍農場田地的，由當地榮軍農場借給種子及口糧，並免除三年田賦。這些優惠的政策，頗是吸引了不少貧苦人士，趙爽就是其中之一。
趙爽，字君卿，家貧父母早亡，耕讀為生。當時黃巾四起，他家業被毀，顛沛流離，聽說并州有這麼多的優惠政策，立即前來。他對數學有深刻的研究，他研究過張衡的天文數學著作《靈憲》，也研究過劉洪的《干象歷》，自從來到并州以後，由於參加由曹鑠授意、南華囚仙承辦的考試合格，被作為優異人才，發放俸祿。從此他有條件對數學進行進一步研究，終於撰成《勾股圓方圖說》。
本圖說僅有短短五百多字，附圖六張，簡練地總結了勾股算術的輝煌成就，列出了勾股定理和數個關於勾股定理的恆等式。他率先給出並證明了有關勾股弦三邊及其和、差關係的二十多個命題，並依據幾何圖形面積的換算關係進行了證明，而且對二次方程解法提供了新的意見，推導出二次方程>0>0)的求根公式。
趙爽將勾股定理表述為：「勾股各自乘，並之，為弦實。開方除之，即弦。」證明方法敘述為：「按弦圖，又可以勾股相乘為朱實二，倍之為朱實四，以勾股之差自相乘為中黃實，加差實，亦成弦實。」）
正是在趙爽的幫助下，在薛所珍藏的《墨子》記載的幫助下，薛、馬鈞二人設計製造了中國戰爭史上第一具扭力彈簧弩炮，即利用兩束張緊的馬鬃、皮繩或動物肌產生的扭力做為動力，驅動弩臂帶動弓弦拋射彈丸或箭石。
該弩炮帶有堅固地支架。主梁置於支架之上。其前端兩側裝有兩具扭力彈簧組。每個彈簧組帶動一隻弩臂。弩臂末端連接弓弦。弓弦正中是容納拋射物地編製網袋。橫樑上側帶著燕尾長槽。一個帶長導軌地滑塊可以沿著長槽前後滑動。滑塊地後斷裝著一套精巧地擊發機構。可以方便地瑣定和釋放弓弦。
橫樑地末端裝有絞盤。使用者可以通過扳動手柄。或者拖曳繩索十滑塊移動。當弓弦向後拉開並被擊發機構瑣定地時。武器就處在待發狀態。為了讓操
不至於太費力。在橫樑兩側設置了金屬齒條。既能讓作不必一氣呵成。有能調節武器地拋射力量。從而獲得需要地射程。為了賦予弩炮靈活地方向和仰角。他們還為弩炮設計了可以自由轉動地基座。
當然。設計是一回事。弩炮地製造則是另一回事。它是一項極為精密地工作。工匠們依據扭力彈簧地尺寸來區分弩炮地規格。而這些又都依賴於扭力彈簧地直徑。在趙爽地幫助下。薛、馬鈞建立了一套嚴密地推算體系作為製造弩炮地參考。一旦知道了扭力彈簧地直徑。工匠就能夠輕易地推算出弩炮主要構件地尺寸。並且在關鍵受力部件上用金屬加固。
僅僅是靠這幾個人。並不能就此製造出可以投入實戰地弩炮來。但是并州如今還有兩位牛人呢。一個是南華囚仙。另一個就是漢末BOSS級人物鄭玄！
鄭玄自幼天資聰穎。又性喜讀書。勤奮好學。他從小學習書數之學。到歲時就精通加減乘除地算術。不但一般地大人比不過他。即便是讀書人。不專門學習書數者也趕不上他。到了十二三歲。他就能誦讀和講述《詩》、《書》、《易》、《禮記》、《春秋》這儒家「五經」了。同時。他還喜歡鑽研天文學。並掌握了角」、「隱術」等一些以氣象、風向地變化而推測吉凶地方術。
鄭玄從師第五元先，先後學了《京氏易》、《公羊春秋》、《三統歷》、《九章算術》等，俱達到了通曉的程度。其中《京氏易》是西漢京房寫的，《公羊春秋》是戰國公羊高傳述、西漢初成書的，這兩部書都是今文經學的重要典籍。《三統歷》是西漢劉寫的曆法，《九章算術》則傳說是西周周公著的，這兩部書都屬歷數之學的重要著述。
此後十年左右，皆為鄭玄折節求學的時代。他師事第五元先後，又從東郡張恭祖學習了《周官》、《禮記》、《左氏春秋》、《韓詩》、《古文尚書》等書，其中除《禮記》和《韓詩》外，均為古文經學的重要典籍。鄭玄向第五元先和張恭祖學習了今古文經學兩大學派的重要經籍後，尚不以此為滿足，又從陳球受業，學習了《律令》。在此期間，他還以明經學、表節操為目的，遊學於幽、並、兗、豫各地，遍訪名儒，轉益多師，虛心向他們學習，共同探討學術問題。終於集古文經學之大成，而且使古文今文融為一爐，獨創了一個新的學派——鄭學。
鄭玄屢拒征辟，大抵是在家鄉隱居，聚徒講學，專心經術，著書立說。他的弟子遍於天下，多有人自遠方而投至門下，如河內趙商、崔、公孫方、王基、國淵、慮等即為其間著名者。他的學生常常超過千人，為一時之盛。在這個黑暗的社會情況下，鄭玄有意保持其名士的清節，不肯與他所鄙視的那些外戚、宦官及唯名利是圖的假名士們為伍，而一心在學術上發揮自己的才智。以布衣而雄視世人，不愧為真名士。
鄭玄不受徵召，最初是領著學生們隱居在不其城南山裡，進行注經和講學活動。他只有一個兒子，名叫益恩，二十三歲時被北海相孔融舉為孝廉。後來捲入了中原戰事，被曹鑠俘虜，關進了戰俘營。曹發現他有數學上的天分，就派人把送去了并州。這益恩作為優異人才，享受并州晉陽州牧府發放的補貼，他在并州娶妻生子，並極力邀請自己的父親前來。
這時鄭玄的糧食斷絕，無法再維持講學，正好收到兒子的書信，他也想看一下自己沒見面的寶貝孫子，就帶著百餘名得意弟子前來并州。正好遇到南華囚仙講經，兩人不辯不相識，結為好友。鄭玄也就在晉陽安居下來，繼續傳經授道。閒暇時間，他經常帶著自己的寶貝孫子小同來懸甕山與趙爽一同探究數學問題。
就是在他的幫助下，薛、馬鈞進一步完善了弩炮製造理論，總結出兩條基本準則：對於發射長矛的弩炮，扭力彈簧的最優直徑應該是長矛長度的九分之一；而對於發射石彈的弩炮，其扭力彈簧的直徑應該等於彈丸質量平方根的一又十分之一倍。為了準確測量扭力彈簧的直徑，鄭玄用一種出奇巧妙的方法成功的解決了這個求三次方根的難題，他利用幾何原理創造了一種組合滑動直尺，可以直觀的計算出任意長度的三次方根！
曹鑠當年也是軍事發燒友，看過西方弩炮的製造工藝。經他提議扭力彈簧被封閉在金屬圓筒中，從而得到更好的保護；橫樑上設置的準星和箭矢尖端構成了瞄準基線，更利於瞄準射擊；許多弩炮被安裝上輪子，可以跟上部隊前進的步伐，成為有效的支援武器。
弩炮的出現，使得曹鑠心中盤算的遠程打擊成為可能，曹鑠幾乎是立即下令由黑衣衛進行實驗性裝備，在戰場上發現不足，及時改正，以便日後對軍隊進行大規模裝備。經過反覆的訓練，熟練的炮兵可以根據轉動絞盤時金屬棘輪的響聲次數估算弩炮的射程，並根據彈道學推算出仰角和提前量進行準確的射擊。弩炮兵，成為了曹鑠軍中技術性最強、戰鬥力最高的部隊。
僅僅改善裝備、列裝新武器是不夠的，曹鑠下一步瞄準的是軍隊體制的改革……