郭子衿这小女孩，实在是个小天才，跟着她外公黄尧学了两年数学，就已经把函数基础都学懂了，这才十二岁，哪怕在后世，函数都是初中数学的内容。这让赵维都不禁怀疑，她是不是跟自己有着同样的来历。为了让子衿能够学到更多的东西，黄尧就带她去了天机院，跟着那些来自各处的优秀工匠和学者们学习，同时也帮助天机院的各项研究做些数学计算。秦九韶见了郭子衿也是眉开眼笑，把自己的所学所知倾囊相授，毕竟，撇开黄尧的权威地位不谈，这么聪明伶俐、又嘴甜的小女孩谁不喜欢呢？有这两位**的允许，郭子衿在天机院里，无论哪个部院都很欢迎。
这时候的天机院已经知道，绿矾在高温煅烧过程中产生的刺激性气体，和硫磺燃烧产生的气体是同一种，这种气体溶解到水里就成了绿矾油，绿矾油无色无味，有不怕死的人尝过，味道是酸的，所以硫酸的名字也就诞生了，以往药铺里都可以买到绿矾油，是用来清洗恶疮的外用药，从没人将其浓缩至极高的浓度，化学院一个叫安怀的道士（化学院的很多人都是从道观里出来的），通过将稀硫酸中的水分蒸发，得到了外观像油一样的浓硫酸，这东西就很霸道了，它给安怀的左手手背上留下了一块永远的印记，这让他越发地对硫酸这种东西感兴趣起来。为了研究硫酸的特性，他们按照不同的比例配出了浓度不等的硫酸，发现木条丢进稀硫酸里不会有什么特别的变化，但是丢到浓硫酸里就会迅速地变成木炭，而且木炭的品相还不错，浓硫酸也会因为炭化的木条多了之后变成稀硫酸，而且木条减少的重量正好等于硫酸增加的重量。
后来，化学院又将各种金属片放进硫酸里，安怀发现，浓硫酸会腐蚀掉铜和银，并产生硫酸气（二氧化硫），但是遇到铁，就只会在铁片表面产生一层黑色物质而中止一切反应，相反稀硫酸可以腐蚀掉铁、铅、锌，产生的气体无色无味，也不溶于水，但是很轻、也很容易燃烧，而对银、铜没有一点反应，而且锌、铁、铅在硫酸里面冒泡的速度都不一样，锌最快，铅最慢。
有一日，郭子衿在化学研究院里失手将一块锌棒掉进了装满稀硫酸的玻璃缸里，锌棒立刻就开始冒泡，郭子衿正要伸手去捞，一旁的安怀大叫一声“慢着”，连忙抓住她的手，然后从旁边桌子上拿了两根铜棒伸到硫酸里面去捞。郭子衿在一旁看着安怀的动作，铜棒夹住了锌棒之后，锌棒上面立刻就不冒泡了，反而铜棒在冒泡，再看锌棒虽然不冒泡了，却不断地变细，安怀手里的铜棒没夹稳，锌棒又沉了下去，一脱离铜棒，铜棒就不冒泡了，锌棒接着冒泡。他又去夹住锌棒，冒泡的又是铜棒，最后捞起来，安怀陷入了沉思……
因为郭子衿的意外，化学院发现，锌和铜接触到一起，进入同一杯稀硫酸里面，铜的表面会产生“轻气”，而锌会不断溶解，等到锌溶解完，铜也不再冒泡，而锌不和铜接触放进稀硫酸，或者铜片和锌片连接起来，放进不同的两杯稀硫酸里，那就是锌片自己冒泡，直到全部溶解，铜没有任何反应。郭子衿也对这种现象有了兴趣，她用铜片和铁片一起放进稀硫酸，也是铜片冒泡、铁片溶解，铜和银一起，两个都没反应，银和锌一起，银的表面产生气泡比铜还剧烈不少，锌的溶解速度也快很多。铁和锌一起，铁一开始也只冒泡不溶解，锌片会不断溶解，当锌片溶解完之后，铁片也开始溶解了，但是冒泡的速度会减慢……
安怀经过反复实验，总结出了规律，不同的金属一起放进稀硫酸里，总有一种会溶解，而另一种会产生“轻气”，溶解的那种金属，就要比不溶解的金属表现出更“活泼”的特征，日常表现就是更容易锈掉，比如锌片放不了多久就会失去金属光泽，铁会生锈，但是生锈的速度比锌片失去光泽的速度慢，却又比铜产生铜绿的速度快……于是安怀将这种特征叫做金属活性，并且给金属的活性排了次序。
郭子衿注意的地方就和安怀不一样了，她想，两种金属接触在一起放进稀硫酸是这样的现象，那三种金属呢？所以她用铜丝两端连接铁和锌，铜丝不接触稀硫酸，结果铁和锌发生的情况还是一样，换成其它金属也一样，唯一不一样的就是，铜丝会发热！
化学院都没把这一系列的现象和电联系起来，直到郭子衿做的另一个实验，才发现了“电”。她准备了10块铜片和10块锌片，并且用铜丝把铜片和锌片挨个间插着连接起来，两端的铜片和锌片各穿了一根铜丝，然后把20片铜片和锌片插到一个特制的玻璃槽里，玻璃槽用玻璃隔成了20个单独的隔间，隔间下部是通的，玻璃槽里装了一大半的稀硫酸，最开始还是锌片在冒泡，就在郭子衿把手里的两根铜丝碰到一起的瞬间，两根铜丝之间产生了很微弱的火花，同时发出“啪”的一声响，两根铜丝的尖端都熔成两个小球了，就跟打雷闪电现象一样，只不过就是实验室里动静小了很多而已。
于此同时，物理院发现电的过程就简单得多了，丝绸擦过的水晶会吸引细小的物体附着，这是天机院成立不久就知道的，羊毛摩擦过的木棒也具有同样的特性。这一天，天气很干燥，物理院的刘福波在用丝帕摩擦过玻璃棒之后，将丝帕掉扔到了羊毛毡上，那羊毛毡被太阳晒得很干，两者一接触的瞬间，刘福波就听到“啪”的一声，回头一看，丝帕下面已经在冒烟了，他正要凑过去看个清楚，火苗就蹿了出来把他吓一跳，连忙把羊毛毡和丝帕丢地上踩灭了，他看着破烂的羊毛毡和丝帕，想了好一会儿，把同僚都叫了过来，然后让人分别用丝帕摩擦玻璃棒、用羊毛毡摩擦干木棒，两人的手里都能听到“嚓嚓”的响声，大家都十分惊奇，然后玻璃棒去接触羊毛毡，没反应，玻璃棒和木棒靠近到快要接触的时候，发出了“啪”的一声……
于是，在5月下旬的天机院交流大会上，物理研究院和化学研究院都说是自己这边发现了电的现象，这种交流会是秦九韶提议的，本意是给大家一个相互交流的机会，各院在大会上都会把自己最新的研究成果分享出来，同时遇到的难题也会提出来，看看其它院的同僚有没有什么好的主意。结果这次的交流大会上，刘福波和安怀就顶上牛了，两边谁都不服谁，毕竟专利法案一出来，谁发现了电，谁就有相关专利，以后要是能研究开发至能赚钱的地步，那……所以他们都把自己的实验器材搬出来当场演示，安怀为了火花更明显，足足用了50对铜片和锌片，把金属片浸入硫酸之后，他刚一捏着两根铜丝，立刻感觉双手发麻不受自己控制，只能把其中一根铜丝让郭子衿拿着，然后两人手里的铜丝碰到一起，再分开的一瞬间，中间出现了一团明亮的火花，然后伴随很响亮的爆炸声，随后就看见两根铜丝的端部熔成了两个圆球。安怀和郭子衿又碰了几次，每一次都发出火花，每碰一次，铜丝的两个圆球都会大一点。
看着安怀得意的笑容，刘福波不服，让同僚拿出丝帕、羊毛毡、木棒和玻璃棒就准备开干，只可惜那天天公不作美，外面下着雨，空气很湿润，物理院的一群人手都搓废了，木棒和玻璃棒之间还是没有半点火星子……看着天机院同僚们嘲讽的眼光，为了挽回脸面，这才有了刘福波带着一群人找老天爷“借电”的事情。