在华夏的历史上，两京制度的历史可以追溯到炎黄时期，而真正得到正规发展的是西周时期，西周的都城在镐京，周武王为了对东方诸地的控制和防止商朝残余势力的复辟，因而在洛阳首建陪都，此后的历代大小王朝，无不模仿周朝的两京制度。
当然在大明时期，也有他的陪都就是南京，不过大多百姓习惯称它为留都，因为朱棣的封地在北平，在攻下南京后，建文余党的势力较大，为了皇位的稳定，因此朱棣将都城迁往自己的封地北平，而南京的六部等办事机构却保留了下来，官员的品级虽与北平的六部官员平级，但南京的多为空职
用高官养老院来形容南京的六部衙门最为贴切，一般也就只有犯了事，或者受排挤的的官员会被派往南京六部来任职，但也并非所有的官职都是空职，例如户部、工部、兵部是有一定职权的。
自从钱谦益上台成为大明首辅，他就没有放弃对科学探索和追求并在留都南京设立科学院，虽然在历朝历代，工匠的地位并不高，就算是有些个别工匠发明出了新式的东西出来，也会被读书人称为奇技淫巧，但是华美国众多科技产品的出现也大大变了钱谦益的看法，他能提出改革就能证明他不是一个只会停留在原地不去思考世界日新月异的的腐儒。
通过对历史文献的记载查询，他发现前宋后裔华美国人的这些看似邪术的东西，并非无根可寻，从各种文献上的记载能看出吗，华美人是在前人的基础上通过不断的改变和创新才发明了这些看似，是邪术一样的东西。
就拿着这个鸟铳来说，大明也有，可是为什么华美人的就能做的更好，打的就是比大明做的远也更精确，这就是个创新不断改变的结果，当大明和华美正式建交后，华美的各类物品也冲刺着大明的市场，也包括军火。
有了华美武器和华美教官的训练指导，大明的新军在多场战役上都是取得了全歼敌军，自己伤亡极少的胜利，也更加让钱谦益为首的改革派看到火器才是未来军队武装趋势，而冷兵器将会被渐渐淘汰，华美国军队就是一个好例子。
虽然改革派们能看到，但要做起来却不是那么容易，钱谦益也私底下命工匠仿照过华美进口的鸟铳，但却都不是很尽人意，与华美相比差距还是很大，只能采取进口，面对高额军费开支不得不让他头疼，一面是大明自己没有这种能力造出，一面是新军又多依赖华美装备，一旦没有了华美的装备，新军将毫无战力。
钱谦益迫切的希望能够解决军火自产这件事，他多次与华美商谈，就华美新式鸟铳生产技术的引进和人才培训等事宜，但得到的答复基本都是敷衍了事，避开不谈，他也知道要想获得一条华美鸟铳的生产线和技术人才是不可能的这些可以说，都是国之利器，怎可轻易示人。
暗地里他也有动过歪脑筋，就是派出锦衣卫乔装成移民到华美，想办法获得华美鸟铳等火器的生产方法，但最终都是一个结果，派出去的锦衣卫再也没有没回来过，就是连一封信也没有送回，他猜测应该是被华美方面发现，杀害了，这种见不得人的事，他也不好像华美方面过问只当是什么没发生。
既然派出锦衣卫去窃探不行，他就从新把脑筋放在了自行研发上，多次上奏要崇祯帝仿造华美设立科学院，研发新式武器与技术，但都被保守派冠以这是向奇技淫巧靠拢，有辱斯文，并且保守派发动一些腐朽儒生一起死谏，崇祯见这种情况也不得不拒绝钱谦益的请求，但却私底下让赐予他便宜行事之权，意思是他可以自行设立，但朝廷不会拨款钱粮。
经过与贺逢圣商议，二人决定将大明科学院放在南京留都，一来那里靠近上海，二来那里算是改革派的地盘，有马士英坐镇，在那设立科学院也易于办事。在院长一职上，贺逢圣推荐了精通诸子百家的工部侍郎方以智，也算是改革派里的中年轻才俊，平时多喜欢研究新奇玩物等，最重要的是他的祖父与父亲对永乐计划的的资料很熟悉，加上从小耳目濡染，他也对里面的众多东西都有所了解，并且根据父亲提供的资料做出过类似的实物出来。
1661年4月8日
大明南京，城外十里，一座挂着大明科学院的院内，轰的一声巨响，就连城内的百姓都被吓了一跳，虽然与以往也有这种响声，可是却没有今天这般响，南京城方圆十里的百姓能听到这种响声，还是从12年前开始的，那时方以智受钱谦益的之命被调往南京任工部，虽然是平级对调但相对于在京的实权可就要相对较少了，但钱谦益告诉他调他去南京是让他秘密建立大明科学院，他就一点儿怨言也没有了。