Так, рассказ Якова Федоровича Долгорукого, при прощании его перед поездкой во Францию послом, о каком-то бывшем у него потом затерявшемся забавном инструменте, посредством которого можно снимать отдаленные расстояния, возбудил любопытство царя и заставил его просить привезти такой инструмент из-за границы. Инструмент-забава (астролябия, кокор — готовальня с циркулями) был вывезен, но кто может научить его употреблять? Сам придворный доктор Захар Гулетлу оказался невеждой. После долгих поисков наконец нашелся учитель, не только знающий употребление привезенных инструментов, но и вообще знаток наук математических, — Франц Тиммерман.
С помощью учителя пятнадцатилетний Петр принялся за арифметику, геометрию, фортификацию и артиллерию. Впоследствии учитель оказался недальним математиком, но все-таки он мог показать путь, по которому предстояло идти. Скоро понимал, соображал и выводил заключения здоровый ум государя, и от первых четырех правил арифметики (адицио, субстракцио, мультипликацио и дивизио) он с изумительной быстротой перешел к более высшим частям математики, понял теорию астролябии, узнал, как собирать, измерять поле, выучил все иностранные термины, сообразил главные основания крепостных сооружений и научился вычислять направление полета бомб.
Раз, в ту пору, обходя амбары в селе Измайлове, Петр увидал на льняном дворе, между разными остатками хлама дома деда своего Никиты Ивановича Романова, новый странный предмет — поломанный ботик. На расспросы государя Тиммерман объяснил, что это ботик, на котором можно плавать на парусах не только по ветру, но и против ветра. Петр заинтересовался. Нашли мастера Карштена Брандта, который взялся исправить изломанный ботик, и скоро Петр весь отдался новой забаве.
Начались нескончаемые плавания сначала по Яузе, а потом по Просяному озеру, но и первая, и второе, по ограниченности пространства, оказались вскоре неудобными. Забаву перенесли на более обширное Переяславское озеро, лежащее от Москвы в 120 верстах. Здесь уже представилась возможность постройки более обширных судов, чем и занялись Карштен Брандт, мастер Корш и другие, при личном участии царя. Так как постройка судов требовала применения технических знаний, то при быстром соображении Петра ему скоро стали знакомы основные законы практической механики.
С опытами кораблестроения начались продолжительные отлучки царя из села Преображенского к сердечному горю матери.