二十世纪初叶的中国，虽然还处在清王朝的封建统治之下，但随着民主和科学思潮的涌入，古老的中华大地上，一场巨大的历史性变革正在孕育之中。
面对帝国主义列强得寸进尺的入侵和肆无忌惮的欺凌，腐败无能的清政府却只顾苟且偷生，与外国列强签订了一个又一个不平等条约。这时候，一大批爱国的仁人志士，已经清醒地看到了中华民族正处在生死存亡的关头。他们不甘心坐以待毙，他们要为国家寻找出路。屈辱和痛苦、愤怒与觉醒就像地火一样在地下奔腾。古老的中国正进入一个风云激荡、天翻地覆的时期，焚毁封建王朝的火种正在全国各地撒播着，清王朝专制统治的大厦已经摇摇欲坠，即将坍塌……
从一九〇二年到一九〇四年，少年李四光在武昌西路高等小学堂读了近三年书。在这段时间里，人类的科学技术也在飞快地向前推进和发展着，西方世界已经从蒸汽时代进入了电气时代。
这几年里，莱特兄弟首次成功试飞了以发动机为动力的飞行器，年轻的玛丽·居里（即居里夫人）和丈夫皮埃尔·居里因为对电离辐射现象的研究而获得了诺贝尔物理学奖……
一九〇四年七月，李四光因为学习成绩优异，被选拔为官费赴日本留学生。这年，湖北全省选出的官费留日学生共有九十名，大都来自各所中学堂，来自高等小学堂的学生只有东、南、西、北四路各一名。
生长在小山村的放牛娃长成了英俊少年，而且成了官费留学生，这对下张家湾村这个鄂东小村庄来说，简直就是“文曲星下凡”了。
回到黄冈，辞别了喜不自胜的一家人，带着官府发的一点儿旅费，还有妈妈忙碌了一整夜为他收拾好的简便行装和干粮，少年李四光意气风发地登上一艘大船，踏上了东渡扶桑之路。
这时候，他的梦想就是能成为一名造船师。从小时候听爸爸讲述甲午海战的故事开始，他就深深懂得了一个道理：没有坚船利炮，中国就会永远落后挨打。
轮船缓缓驶出了上海吴淞口，进入了白茫茫的东海海面。海鸥追着船尾飞翔、高唱。
李四光望着渐渐远去的海岸，喃喃地在心里说道：“等着我吧，我会回来的！”
因为官府发的旅费有限，他没舍得买有单独床铺的船票，只买了一张统舱船票。所谓统舱，就是许多客人挤在一起席地而眠的“大通铺”。
客人们白天挤在船底，热得满身是汗，晚上就带上一张席子到甲板上去睡觉。虽然是夏季，但是晚上的海风吹得猛烈，李四光每晚都会冻得瑟瑟发抖。
大船在海上要走好几天，这期间发生了一件事情，竟然影响到了李四光后来一生的生活习惯。
原来，他在回黄冈辞别时，家人和村里的乡亲们为他饯行，特意做了甲鱼给他吃。因为李四光生活一直很清苦，极少吃大鱼大肉，这次吃到的甲鱼算是大荤，他的肠胃一时消化不了，到了船上，就开始拉肚子，一路上把他折腾得够呛。
大船经过日本的长崎、马关、神户，终抵达了横滨。在横滨上岸后，他们还要再乘火车去往东京。到了东京，李四光拉肚子的情况还是没有好转，他手上也没有多少钱，一直舍不得去医院。后来实在挺不住了，他才跟两位中国同学借了点钱，去了医院。医生一检查才知道，他患了痢疾。
经过一段时间的治疗，病算是慢慢好转了，但还时常复发。日本医生嘱咐他说，以后不能再吃大荤的食物了。从此，李四光在饮食上恪守着医生的嘱咐，再也没敢吃大荤的东西，顶多吃一点儿蛋和鱼肉之类的食物。
身体恢复后，李四光开始进入日本专门为中国留学生开设的一所普通中学—弘文学院的普通科学习。凡是中国留日学生，一般都要先到这里学习日文和初等数理化，三年之后再进专业的学校。
在日本，他每月可以领到三十三日元的“官费”，其中二十五日元要交给学校作为学费和食宿费，剩下八日元他可以自由支配。虽然远在日本，但李四光心里仍然惦记着家里省吃俭用的父母，还有弟弟妹妹们的生活。所以，他宁愿自己每天过得清苦一些，也要节省下几块钱，一点一点攒起来，日后好补贴家用。
为了节省这几块钱，他想了各种办法。比如，有时晚上读书读得太晚了，肚子饿了，他舍不得去买零食吃，就把生米放入暖瓶中，再倒进开水。经过一夜，米就泡熟成了稀粥，他便就着一点儿咸菜吃，这比在学校食堂或在房东家包饭要节省得多。
一九〇七年七月，李四光从弘文学院毕业后，进入大阪高等工业学校舶用机关科，学习船舶动力装置的操纵、检修、监造等技术。当时，全校有四百多个学生，但选择进入舶用机关科的新生只有十九人，李四光是班上的外国学生。他已经习惯了那种悬梁刺股般的苦读生活，所以无论在哪里，他依然能保持着自己的“学霸”地位。学年的物理，他的成绩是全班；第三学年的实践，他是全班第二……在这里，他觉得自己离小时候的梦想又近了一步。
一九○七年暑假，李四光回国探亲。那时，他的家已经从原先的回龙山街（镇）下张家湾村，迁到了约三公里外的香炉山下。香炉山漫山遍野生长着板栗树。这些板栗树有着十分顽强的生命力，哪怕是在贫瘠的山冈，哪怕是在阳光照射不到的坡地，一棵幼小的板栗树苗也能默默地长成枝叶繁茂的大树，捧给人们满树芬芳而甘甜的果实。
李四光回到家乡，全村人听说“文曲星”回来了，老老少少都拥进他家里，听他讲在日本的见闻。
李四光特意从东京带回来许多知识图片—有动物的、植物的、造船厂和各种大轮船的……准备让弟弟妹妹们开开眼界，增长一些见闻。他把这些图片一一贴在墙壁上，讲给乡亲们听。
从来没有走出过香炉山的乡亲们从没见过这样的世面，一个个像在听天方夜谭似的。
说见闻、讲故事还不够，李四光还想带着几个年轻人，运用自己学到的知识，一起动手为村里打一口水井。因为他发现，香炉山的乡亲们每天喝的水都是村口水塘里的，那水塘里的水，牛羊也饮，鸭鹅也饮，很不卫生。
可惜的是，那时他还没有学过地质学，不太了解地下水系的分布规律，也没有打井的经验，所以在地下打了很深，终也没有打出水来。这件事给了他一个经验教训：要改造自然、利用自然，首先还是应该认识和掌握大自然的规律。
不过，他利用在日本学过的物理、化学和力学等方面的知识，采用人工过滤的方式，给家里安置了一个过滤池塘水的装置。他先是买来一口大大的水缸和一口比较小的水缸，然后在大缸的下部凿了一个孔眼，装上一根畅通的竹管，并在水缸底下放上一层石子和一层沙子，然后再盖上一层纱布。接着，他把挑来的池塘水倒进大缸里，浑浊的池塘水经过沙石层的过滤，通过竹管流进了小水缸里，原本浑浊的池塘水就变清澈了。
乡亲们全跑过来看，询问其中的道理。李四光一一讲给大家听，并劝说乡亲们以后就用这个方法过滤池塘水，这样才能保障饮水的卫生，养成健康生活的好习惯。
这个夏天里，他也经常在香炉山四周观察那些长在山坡上的竹子和杂树。他很欣赏那些漫山遍野的板栗树。他想，板栗树的生命是多么神奇呀，每年冬天，大大小小的板栗树上的枝叶，都会化作厚厚的泥土，但只要新一年的春天到来，已经变成了泥土的板栗树的枝叶和果壳，就又会萌发出翠绿的新芽。用不了几年，这些新芽就又长成了新的板栗树，结出更加丰硕与甘甜的果实……
“是呀，树犹如此，人生在世，岂不更值得加倍珍惜？”
想到这里，他对自己的未来充满了无限的遐想与信心……