过了春节，孙元起清点了一下自己的积蓄。京师大学堂教习，每月五十两银子，一共领了8个月，计400两；崇实中学教员，每月四十块银元，也是8个月，计320块；再加上论文所得的近300块银元，这是来清朝之后的全部收入。这几个月来，吃穿住行、往来应酬，都从这里面支出。如今，手头只有二百六十两银子，不到二百块银元。银元剩得少，银两剩得多，那是因为银元使用和携带方便。
现在，孙元起也算是家大业大：光“仆人”就有十个，专门负责自己的衣食住行，真是豪奢！其实，孙元起每月支付月份钱的只有五个：老佟、老赵、郑友三，每人五块银元；老赵家的、老郑家的，每月三块。至于那些“童工”，算是免费使用。即便如此，老佟加上这两家人已经盛赞“孙先生实在太慷慨了”！
银子流水价的花出去，自然得想法子赚进来，所谓“堤内损失堤外补”，否则没几个月，“孙府”上不得破产，也得裁人！京师大学堂和崇实中学给的薪水已经很丰厚，不能再去请求加工资。最后，只能从洋人身上捞钱了：继续深入开展论文“撰写”大业！
到孙家鼐、丁韪良、美国公使馆拜完年，孙元起躲在书房，把改名赵景行的大毛也赶出去，自己一个人铺开白纸，开始构思论文。剽窃方向是早就想好的，那就是解决经典物理的重大难题：“紫外灾难”。
18世纪后期，在化学反应中，人们开始察觉到热辐射现象。1790年，法国的皮克泰特进行了实验研究，证实物体能够类似于发光那样产生热辐射。之后，人们开始注意研究物体的辐射与这个物体对光的吸收之间的关系。尤其是在19世纪末，由于冶金等各方面的需求，人们急于知道辐射强度与光波长之间的关系。单靠实验逐一找对应点的方法，犹如钝刀子割肉。这时候维恩和瑞利—金斯分别发表了两个公式，试图解决这一问题。
维恩1896年发表的公式，被称为维恩辐射定律。该定律在低温、短波区域内和实验结果符合得较好，而在高温、长波区域则不符。
瑞利分析了维恩公式，认为他的推导不严密。1900年6月，发表了瑞利辐射公式。但其中的一个系数存在错误，为金斯所纠正，故而又称瑞利—金斯定律。该定律在长波区和实验结果符合，而在短波区又不符合。而且当波长接近紫外时，计算出的能量为无限大！但瑞利—金斯等人得出的共识，是根据经典物理的理论严密推导的，瑞利和金斯也是物理学界公认的治学严谨的人，理论值与实验值在短波区的北辙南辕，使人们不得不称之为“紫外灾难”。
紫外灾难也就是经典物理的灾难。
1900年10月19日，普朗克在德国物理学会的会议上，以《维恩辐射定律的改进》为题报告了他的成果，史称“普朗克公式”。该公式将维恩公式和瑞利公式综合在一起，理论值与实验结果符合得较好。同年12月14日，普朗克又在德国物理学会宣读论文《关于正常光谱的能量分布定律的理论》，提出了一个假设，即能量可以划分成N个相等的小份，每个小份叫能量子，每个能量子又与频率成正比。这一天，被人们看作是量子论的诞生日，普朗克也被尊称为“量子论之父”。
孙元起论文的名字就是《辐射强度与光波长之间的函数关系》。因为此时瑞利和普朗克都还没有得出自己的定律，所以全文分为两个部分：第一部分是沿着瑞利—金斯等人走过的路，根据经典物理学的能量均分原理，严密推导出瑞利—金斯定律，但指出该定律在长波区和实验结果符合，而在短波区则存在问题，而且当波长接近紫外时，计算出的能量为无限大！认为经典物理学存在一定的问题。第二部分则是根据普朗克的方向，得出普朗克内插公式，并进一步认为能量可以划分为等份的能量子。
论文写好之后，孙元起把它邮寄给了美国的《Science》。因为论文中“能量子”的猜想，与经典物理学界长期信奉的“一切自然过程都是连续的”原则相违背，老牌的《Nature》可能对文章后一部分嗤之以鼻，删去最后一段关于能量子的论述也是极有可能发生的事情。倒是开放的《Science》，可能会更欢迎这种奇思妙想。
论文寄出没几天，京师大学堂和崇实中学都开学了。崇实中学的学生与孙元起都已经稔熟，知道他搬了新家，每日里来得更加频繁。课程还是按照上学期之初所设定的，一步步地往下走，那教材也一点点地往下编。倒是京师大学堂，刚成立不久，学生来自五湖四海，也不知道物理学到什么程度，让孙元起很是忐忑。
开学前，抽空又去拜访丁韪良一次。丁韪良说话很直接：“这些新生，都是各省保送的秀才，背诵《四书》、《五经》是行的；对于物理，怕是一窍不通。”
孙元起只好把他们放到与崇实中学一年级的水平。
趁着这个空儿，与这位老同行讨论了一下物理的课程设置：第一年讲物理学中的力学、声学；第二年讲热学、光学；第三年讲电学、磁学；第四年讲授“物理教授之次序方法”，物理教学法前身。每周都是3个小时，考虑到初次学习物理，分成三次，每次1小时。
计议已定，孙元起方回去准备。这半年多，孙元起已经会认会写很多繁体字，只是榜书时不注意还会顺手写简体字——学生们认为是“白字”——而且写得拙劣，至少比起学生们工整秀媚的蝇头小楷是差远了。如今备课准备的，就是考虑板书该写哪些字的问题。
光绪二十五年正月二十日，京师大学堂正式开课。
大学堂有格致讲堂——也就是物理教室——两处，分别是给仕学、中学两批人准备的。按照中文总教习许景澄的看法，“俟算学门径谙晓，再及格致、化学等事”，即先学好数学，再考虑学物理、化学。眼下，只有仕学院的学生在选拔进来时，数学成绩不错，可以直接学物理。
去年十一月开学的时候，已经发了教材，正是孙元起呈递给孙家鼐的那几本，封面依然是“初等物理教科书”，扉页上却改成“孙元起百熙先生著，京师大学堂刊行”。孙元起见了，只能付之一笑。
即便之前在崇实中学神经已经被锻炼得粗大无比，当孙元起走进仕学院格致讲堂时还是大吃一惊：讲台下坐着二十几个人，年龄小的也有二十岁，年龄大的怕有三四十岁，大部分都留着胡髭，显得愈发老成。人人面前除了砚台、毛笔之外，还摆着一套三册的物理课本。有些崭新如初，看来是一直没有开卷；有些则已经磨出毛边，想来是经常翻阅。但无论如何，都保存得非常好。他们看见自己进来，都用惊异的眼光盯着孙元起。
孙元起大致扫了一眼，用发干的嗓子说道：“大家好，我叫孙元起，字百熙……”
在孙元起对自己大龄学生们感到惊奇的同时，学生们感到的震惊并不比他少。多年后，有人写文章回忆这段岁月时，还掩饰不住当时的惊奇。文中说道：
大学堂之开学也，在二十四年之仲冬，先颁诸科之教材。余试阅之，文史各本多陈词滥调，无非忠孝仁义；而西学各本，太半译自西洋，佶屈聱牙，难明其意。惟有格致教材，名曰“物理”，初以为误也。及开卷，则图文并茂，妙趣横生，寓哲理于粗浅之中，藏妙思于平白之外，并无胶涩之感，因生信服之心。如此涉浅入深，非邃于此道之巨手不能为也。视著者，署曰“孙元起百熙先生”，乃以为是学界耆宿。然问诸同行，咸云不知。
二十五年春正月，大学堂课开，同窗无不翘首。上课钟声既响，一少年翩翩然入，身形修颀，面容白皙，眼神燦烁，顾盼生姿，居然美男子。众人初以为同学。及其径登讲台，又以为助教。已而开口曰：“某孙元起也，字百熙。”一座震愕，相对瞠目结舌。世传有生而知之者，余初不之信。今观诸孙先生，则信矣！
……
孙元起自然不知道学生们的震惊，因为是第一节课，而且面对的是一群大龄青年，所以讲的内容比较宽泛且丰富。首先是宣讲物理的学科范畴和实际作用，再介绍经典物理学的基本框架和主要内容，接着说明课本编写的主要思想和面向对象，最后介绍本学期阶段学习的目标。就这样天南海北的扯上一通，第一节课就下课了。孙元起最后说：“第一节课，我们主要说明物理是什么，能干什么；然后明白自己要学什么，做什么。从下一节课起，我们正式开始讲授力学，希望大家能预习课本力学分册的前五页。就这样。”
看到下面学生静谧一片，没有什么疑问，便整理一下自己的讲稿，迈步走出教室。赵景行听到下课钟声，早已跑到门口候着，见孙元起出来，接过书稿装进书包，跟在孙元起背后，渐渐走远。
“哄——”讲堂中的学生顿时一反平时沉稳之态，大声讨论起来，仿佛不大声就不能表达自己的惊奇之情：
“天哪！这位孙先生也太年轻了吧！”
“返老还童么？”
“看到他的书童没？估计才十一二岁，他肯定大不到哪儿去！”
……
其中有四个人在角落里围成一圈，一个衣装鲜整的年青人先说道：“这格致课果然很有趣，就是不知说得错没错？”
“这得问功先。”另一个人答道，“功先，这位少年先生如何？”
叫“功先”的青年蹙起眉头：“应该是不错的。只是他懂得比我多，我大不如他，所以不好评价的……”
“既然功先都说不错，那定然是好的！”第一个青年点点头，“不过，这位先生也忒年青了吧？说是我们的学生，怕都有人信！”
“胡说什么！”一直没有说话的人开口斥道，大约因为他年岁比较大，说话间有一种大哥的气势，“师道尊严，知道不？一日为师，终身为父！”
那两三个人都连连称“是”。过了片刻，还是第一个青年说话：“先生这么年青，就可以著书立说、登台授课，却不知是家学渊源，还是天赋异禀？”
叫“功先”的人想了一下，说：“据说，这位孙先生是协办大学士孙大人的侄孙。孙大人可是咸丰九年的状元，如此说来，家学渊源倒是极可能的。只是，我们这位先生学的是格致，不太可能是家学啦……”
“嗬！孙中堂的侄孙？可这年轻先生没有一点儿豪奢之气呢。”第二个说话的人插上一句。
“嗯。话说回来，先生的官话说得是极好，但也能听出是江淮口音，依约和孙寿州是一个地方的。侄孙之说，定然不是无源之水、无根之木的。”老成的“大哥”说出自己的判断。
“算了算了，准备去上下节课咯！反正以后见面的时间多，总会水落石出的。”第一个青年站起来收拾笔墨纸砚。
大家也都起身收拾，准备下节课了。
京师大学堂离孙元起在什刹海的住宅非常近，分分钟就可以到，不像崇实中学那么远。从京师大学堂上完第一节课回来，还不到上午十一点。
刚到门口，就见彩珠手里捏着阵线，看着赵景范、郑景贤、郑景懿、红桃四个小孩玩耍。彩珠来了两三个月，由于饮食跟得上，人也精神不少，看着就是一个质朴的乡下姑娘，只是害羞得紧，不大说话。尤其是和孙元起说话的时候，经常面红耳赤的。
孙元起随口问了句：“他们还没开学么？”
“开学？他们不上学的。”彩珠站起身，福了一福。
“不上学？”孙元起拍拍脑袋，才想起大清朝可没有九年义务教育。想了一回，叫赵景行去喊老佟、老赵、老郑，和他们商议这事儿。
老佟他们仨正在家里闲聊，立马赶过来。孙元起便说起这几个孩子上学的事儿。老赵首先说话了：“俺知道先生好意嘞。俺们一家能吃饱穿暖，全靠先生的大德，那还能再麻烦先生呢？再说，俺家那俩个娃儿，皮得很，哪能读进去书？象先生这样，都是文曲星下凡的。”
老赵一家到了孙府已经两个月了，虽说第一天就让他们说普通话，可说了几十年的方言实在不好一下子改过来，只说得别别扭扭的。反倒是几个孩子，已经是一口标准的京片子。
老郑也说道：“我们都知道先生是好心，可孩子不是那块料，还是让他们学着伺候先生吧。”
老佟在一旁闷闷地说：“读书，能有啥用？街上的酸秀才个个都饿得直不起腰，还不如跑堂的小伙计呢！——先生，我可不是说您！您是家学渊源的。”
听了这几个人的“读书无用论”，孙元起有些气急：“那他们就这么一直这样下去？”
老郑点点头：“我从小，就开始伺候孙老大人的大少爷；大了，又伺候三少爷；现在，是伺候先生您。等景贤长大了，还伺候您。这不挺好么？外面不知多少人羡慕呢！”
老赵、老佟都点点头，说道：“不错！”
孙元起只好换个说法：“连个字儿都不识，怎么伺候人？”
老赵摇摇头：“伺候人，还有识字干啥？”
老佟毕竟是皇城根上的，看孙元起的语气不善，就说：“孙先生是个学问人，以后有达官显贵、东西洋人来拜访，身边人要是不识字，确实说不过去。这样吧，孙先生身边离不开人，景行就先跟着；景范和景贤先送到小学堂。京师大学堂不是有个小学堂么？那个就行。”
“那景懿和红桃呢？”孙元起觉得老佟少数了两个。
老佟奇怪了：“女孩子上什么学堂？！”
孙元起才想起：这是清末，女子无才便是德！
老赵在一旁就奇怪了：“孙先生不就是京师大学堂的先生么？每天在家随便指点指点那俩娃儿，不就行了？干嘛那么麻烦，还送什么大学堂、小学堂的！”
老郑、老佟一想，也是，都赞成老赵的说法。
孙元起想想，小学不外乎语文、数学，最多再有自然和外语，这些都难不倒咱！便说：“行吧！景行也不用跟着我，先上学识字。既然在自己家，没那么多讲究，景懿和红桃也都来。就这样定了！”
就这样，这所后来被称为私立经世大学附属实验小学的学堂成立了。最初学员只有五名，三男两女。但却堂而皇之的被载入《中国教育史》中，学者认为：这是中国近现代第一所男女同校的学校，开创了中国教育史的新篇章。
但孙元起并不知道这些，只是嘱咐老郑现在院子中找一个窗明几净的屋子，老赵和老佟准备桌椅，而自己，则回到书房，开始撰写小学语文、数学、自然、英语四门的教材。这倒不难，主要是要生动有趣。好在自己那个时代的教材已经做到了这一点，只要回忆默写出来就行。而且这些孩子都像白纸一样，让他们接受这种教育也更容易。
因为是自己人，没那么多讲究。很快，第二天，“孙府私塾”就开课了，就像后世史料记载的那样，最初坐在课堂里面的学员只有五名，三男两女。第一堂课是语文，学的既不是《三字经》、也不是《百家姓》、《千字文》，而是标准的汉语拼音字母。
红桃这个名字，孙元起每次听起来都觉得别扭：“红桃？那是扑克牌！”趁着开学，给她改了名，叫宋景尧。
孙元起在崇实中学、京师大学堂上课，再加上这个小学堂，嗬！大、中、小学一应俱全。每天除了上课，回来还有备课、改作业，最重要的还是给崇实中学和小学堂编写教材。这样，教材的编、教、改工作也系于一身。天天忙得脚不沾地。
因为小学堂的授课时刻，和其他两个学校肯定存在冲突。当他不在的时候，就让孩子们背诵《三字经》。心想：让孩子们在接受新式教育的同时，背诵点国学基础的蒙学教材，也是很好的吧？
过了没两周，老佟找过来，羞羞答答、期期艾艾的说道：“孙先生，求您个事儿……”
孙元起见不得老佟这样：“你看看！我们谁跟谁啊，有话直说！缺钱？还是……想回大学堂？”
老佟连连摇头：“这府上顶好啦，我哪儿都不想去！也不缺钱，这里供吃供喝，孙先生给的钱我都攒着呢，不缺钱，不缺钱！”
“那是什么事？”
“那个……嗨，老脸豁出去了！”老佟黄黑的面皮都涨得通红，“我有几个侄孙，和院子里这几个孩子年龄都差不多。我看咱这小学堂开了，您的学问又那么好，便寻思着他们能不能来？您看，您对老佟这么好，我还没机会报答您，又给您添上这档子事儿，老佟我——”
孙元起听明白了：“就这事儿啊？一只羊也是放，一群羊也是放。领来呗！”
隔了一天，老佟领了三个男孩，大的十一二岁，和赵景行差不多；小的那俩都是八九岁，和赵景范相仿佛。后面还跟着两个三十岁左右的中年人，赶着一辆大车。听老佟介绍，原来都是老佟的侄儿，孩子的家长。
见了面，就让孩子给孙元起磕头，说是拜师。孙元起无奈地解释道：“小学堂不讲究这个……”
大车上拉的都是米面和几斤鹿脯，也就是传说中的“束脩”了。孙元起知道这家人生活不宽裕，推辞不要。老佟却说这是给自己的，因为孩子上学期间要住在这儿。孙元起心想：你吃饭，不是和我们大家一块儿么？当下，却不好说什么。只好任由老佟把东西留下来。
孙元起既然收下这三个孩子，就问他们叫什么。
老佟插话说：“乡下人，知道什么？都是胡乱起些名字罢了，登不了大雅之堂的。看看老郑、老赵家孩子的名字，真是雅致！孩子的名字，还要请孙先生费心。”
孙元起用指头指着自己，疑惑地说：“要我给起名？”
老佟笑道：“自然是孙先生，您的学问可是第一流的。”
这样，小学堂里多了佟景仁、佟景智、佟景圣三个男孩。
每天小学堂上课的时候，老赵家的大闺女彩珠就捏着针线，坐在教室外面。不知是做女红，还是听课。后来听赵景范说，他每天回去做作业，姐姐都在一旁看，做错了、不会做，姐姐都能说出来。孙元起心想：这不是真心向学么？于是，又把彩珠招进班里。彩珠已经是大姑娘了，还有些害羞，过了好久，方才习惯。
彩珠见一屋子都是“景”字辈，自己这个名字也很不雅，就让二弟赵景范央求老师给改个名。于是，班上就有了一个叫“赵景惠”的女学生。