Пребывание Брюса вместе с Петром в Англии повлияло и на будущую символику России. Именно шотландец Брюс обосновывает русскому царю идеи протестантизма в христианстве, после чего Петр стал более решительно проводить реформы по отношению к Русской православной церкви, в чем огромную помощь ему оказывал Феофан Прокопович, а во внешней политике в основном налаживает контакты и проводит переговоры с протестантскими государствами (Англия, Дания, Норвегия, Германские земли). Более того, андреевская символика (крестовый флаг военно-морского флота, орден Святого апостола Андрея Первозванного), введенная в России в 1698 году, появляется в нашей стране именно благодаря Брюсу. Это показали исследования кандидата исторических наук, старшего научного сотрудника Института Всемирной истории Российской академии наук Д.Г. Федосова, переводчика уникального дневника Патрика Гордона, издаваемого с 2000 года под эгидой РГВИА издательством «Наука».

Значение Великого посольства для России чрезвычайно велико, особенно это касается пребывания в Англии. Для самого Брюса это пребывание обозначилось написанием в 1698 году первого научного трактата – «Теория движения планет», обнаруженного в библиотеке Кембриджского университета В. Боссом. Оказался он в наличии и в библиотеке Российской академии наук в Санкт-Петербурге. Этот трактат, как отмечает канадский ученый, – первая работа русского ученого о законе всемирного тяготения.

Огромное значение в формировании Брюса как ученого-математика имело обучение у профессора Джона Колсона. В библиотеке Брюса имелись рукописные книги и тетради с пометкой Bruciana, написанные во время пребывания в Англии в 1698 году. Это фактически конспекты, составленные Брюсом во время занятий. Они включают курс математики по арифметике, геометрии, тригонометрии, астрономии. Не случайно в дальнейшем Я.В. Брюс исполняет роль научного консультанта царя и становится единственным российским астрономом, создателем казенных обсерваторий в России. Первая из них была оборудована Брюсом и открыта уже в июне 1700 года в здании Сухаревой башни.

Еще одним из итогов английского путешествия Брюса стала разработка совместно с Адамом Вейде воинских артикулов, «в которых содержится уложение о наказаниях, изготовил по образцу подобных же уставов, принятых у других великих государей».

В июле 1699 года Брюс сообщает Петру: «По твоему государскому писанию к Адаму Вейде, послал я к тебе, государю, краткое описание законов (или правил) шкоцких, агленских, и францужских о наследниках (или первых сынах). Також напоминая твой государев приказ в агленской земле, послал к тебе, государь, описание чинам, которые были у агленскаго короля у артиллерии на войне и во время миру, такожды о их жалованьи поденном в войне и о годовом во время мировое». Таким образом, Брюс помогает Петру Алексеевичу в подготовке принятия будущего закона о единонаследии, изданного 23 марта 1714 года, а также в работе по формированию регулярной армии.

После пребывания в Англии Брюс более подготовленным подходит к исследовательской работе, используя присылаемые из-за границы приборы и инструменты. Об одном из таких инструментов, очень пригодных для путешественников, он сообщает Петру в том же 1699 году, рассказывая, что инструмент этот помогает «сыскать полус гогде (или элевацию поли), без всякого вычету и не ведая деклинации солнца и не имея инструментов, кроме циркуля и линиала». К инструменту он приложил чертеж и описание, как им пользоваться.

В июне 1700 года, после открытия обсерватории, при формировании регулярной армии Брюс был пожалован в генерал-майоры от артиллерии. Началась интенсивная подготовка к войне со Швецией. 8 августа был подписан мирный договор с Турцией, поэтому на следующий день Петр I пишет из Москвы новгородскому воеводе князю И.Ю. Трубецкому: «Ныне мы, при помощи божией, начали войну против Шведов и сегодня послали для блакира и пресечения путей в Ижерскую землю генерал майора Якова Брюса».

Поручение, данное Брюсу, было ответственным, без блокировки путей и подходов к Нарве немыслимо было начать ее осаду. Однако отряд Брюса столкнулся с непреодолимыми трудностями, связанными, видимо, с бездорожьем, и прибыл в Новгород с опозданием. Это и вызвало гнев царя. Об этом сообщает Н.Г. Устрялов в «Записке о ругодевском (нарвском) походе»: «28 июля 1700 года посланы из Москвы Яков Брюс, Иван Чамберс, Василий Корчмин до Новгорода, на скоро, и поспели в Новгород в 15 дней, за что гнев воспринял от его величества Яков Брюс и от команды ему отказано. Послан, вместо Брюса, с полками, новгородский воевода Ив. Юр. Трубецкой». В итоге Брюс был отстранен от командования войсками, как об этом сообщает М.Д. Хмыров, «несколько времени находился в опале, а потом, когда оправдания его признаны основательными, возвращен к отправлению прежних должностей». В этот период в Москве в здании Сухаревой башни идет интенсивная работа по открытию математической навигационной школы для подготовки специалистов морского флота и инженеров. Талант Брюса, его организаторские способности были направлены именно на это, тем более что иностранные ученые, создававшие школу, сталкивались с проблемами, связанными с российским менталитетом. Успешно разрешить их мог человек, живший в России, имевший авторитет и находившийся на «короткой ноге» с Петром, вдобавок еще и специалист. (Так, будущий директор навигацкой школы Фарварссон удивлялся, что даже самые простые вопросы, связанные с ее организацией и материальным обеспечением, невозможно решить без вмешательства царя или взятки.) Таким человеком и был Брюс. Поэтому фраза М.Д. Хмырова «возвращен к отправлению прежних должностей» означает не что иное, как продолжение его работ в Москве.

В мае 1701 года, после открытия школы, Яков Вилимович назначается на должность губернатора Новгорода вместо взятого в плен под Нарвой князя И.Ю. Трубецкого и командует большей частью артиллерии, т. е. частично исполняет обязанности также плененного под Нарвой генерал-фельдцейхмейстера Александра Арчилловича.

Назначение Я.В. Брюса на должность губернатора Новгорода было неслучайным.

После поражения русской армии под Нарвой в ноябре 1700 года Карл XII, уверенный, что русская армия окончательно разгромлена и больше не представляет серьезной опасности для шведов, направляется с армией в Польшу для того, чтобы расправиться с главным противником – Августом II. До 1707 года шведы будут стремиться нанести главный удар по польской армии, Карл XII станет активно заниматься утверждением на польском троне нового короля, а Петр I будет укреплять свою армию, совершенствовать вооружение, готовиться к новым баталиям.

Первое, что делает Петр Алексеевич в начале 1701 года, издает указ о сборе колокольной меди, согласно которому следовало «четвертую часть колоколов со всего государства, с знатных городов, от церквей и монастырей отбирать и отправлять в Москву на пушечный двор, на литье пушек и мортир». Данный указ был вынужденным шагом после катастрофы русской армии под Нарвой. Это один из главных аргументов оппонентов петровских реформ в нашей стране. Однако здесь надо учитывать, что указ предусматривал переливку только тех колоколов, которые хранились в церквах и монастырях и не были непосредственно задействованы для колокольного звона. К маю 1701 года в Москву было свезено на переплавку церковных колоколов общим весом более 90 тысяч пудов. Из части собранных колоколов было отлито 100 больших и 143 малых пушек, а также 12 мортир и 13 гаубиц. Однако колокольная медь оказалась непригодной для артиллерийских нужд ввиду нехватки олова, требовавшегося для орудийной бронзы, и оставшиеся колокола остались невостребованными. Литье значительной части этих пушек, по всей видимости, осуществлялось на тульском заводе, построенном под руководством голландских специалистов еще в 1632 году.

Кроме того, началось разорение прибалтийских крепостей, которые были опорой для шведского короля. Эту миссию блестяще исполнил Борис Петрович Шереметев. Естественно, следовало ожидать ответных шагов шведского короля, главным из которых должен был стать поход на Москву из прибалтийских территорий. В этих условиях требовалось укрепление русских форпостов и крепостей с целью подготовки их к отражению штурма и сдерживанию многомесячной осады.