Брюс, как видно из письма его Петру от 16 марта 1716 года, имел корреспонденцию с нюрнбергскими географами по вопросу о создании среднего атласа из 24 карт, и „во что оныя станут и сколь скоро сделаются“.

Кроме того, Брюс был автором книги „О превращении фигур плоских во иные такого же содержания“ (1708).

М. Д. Хмыров писал о Брюсе: „…астроном и математик, артиллерист и инженер, ботаник и минералог, сфрагист и географ, автор нескольких и переводчик многих ученых сочинений, — граф Брюс, бесспорно, был просвещеннейшим из всех сподвижников Петра и чуть ли не первым деятелем на поприще тогдашней русской педагогики“.

Уникальна не столько энциклопедичность знаний и устремлений петровского сподвижника, но еще и глубина осознания необходимости популяризации новых знаний в России. Чего, например, стоят коллекция китайских редкостей из собрания Брюса и изучение им восточных языков. В одном из писем Якова Вилимовича, адресованном, видимо, профессору Байеру, излагаются результаты исследований мунгальского (монгольского) и китайского языков.

В 1731 году Брюс сообщает в письме профессору механики и оптики Петербургской академии наук Георгу Лейтману об исследованиях по определению удельных весов металлов. Им была составлена методика, на основе которой определены удельные веса меди, золота и серебра. Удельный вес меди совпадает с современными показателями.

При активном участии Брюса составляются первые для России таблицы логарифмов.

Совершенно уникальна находка, сделанная Брюсом в Кенигсберге в 1711 году, список „Повести временных лет“ Нестора (Радзивилловская летопись). Летопись была переписана одним из служителей Брюса и передана им В. Н. Татищеву в 1719 году с пожеланием заняться историей России. Поэтому в своей книге „История Российская“ Василий Никитич писал о Брюсе как о своем наставнике и учителе, как о человеке, давшем ему путевку в жизнь. При этом автор свидетельствует, что граф Брюс был „высокаго ума, остраго разсуждения и твердой памяти; будучи из младых лет при Петре Великом многие к знанию нужныя и пользе государя и государства с английскаго и немецкаго на российский язык книги перевел и собственно для употребления его величества геометрию со изрядными украшениями сочинил“».

И все же Брюс как ученый сделал еще более значительные успехи в организации российской науки, определении направления ее развития. Наиболее наглядно это проявилось при создании Петербургской академии наук.

Создание школ и профессиональных училищ, издание учебной и переводной технической литературы дали первые сотни отечественных специалистов для армии и флота, промышленности и строительства. Появление обученных геодезистов и навигаторов позволило составить научно обоснованные карты Сибири и Камчатки, начать гидрографические работы на Балтике, впервые установить правильные очертания Каспийского моря. Последними крупными предприятиями Петра были посылка в 1725 году первой камчатской экспедиции под командованием Витуса Беринга и начатая в 1720-е годы съемка для составления Генеральной карты России. Этим работам, однако, недоставало точности из-за отсутствия обсерваторий и должной астрономической подготовки геодезистов.

Были посланы первые экспедиции врачей и ботаников для изучения природных богатств страны: Д. Г. Мессершмидта — в Сибирь, Г. Шобера — на Кавказ, И. X. Буксбаума — в окрестности Петербурга и в южные районы. Однако и для развития экспедиционного дела не хватало специалистов. Страна испытывала острую нужду в образованных людях. Эту задачу мог бы частично выполнить университет. Но университеты, это Петр знал из личного опыта, не могли создать научную основу для развития производства.

Поэтому, еще не решив, какого типа научное или учебное учреждение необходимо России, Петр создавал различные училища, а также научную библиотеку, музей, кабинет машин и инструментов. После Полтавской победы и укрепления Петербурга как столицы государства книги, коллекции и инструменты перевозятся из Москвы в Петербург. Вопрос об организации российской науки становится предметом обсуждения с учеными и прежде всего — с великим Лейбницем, который, разочаровавшись в возможностях научного общества в Берлине, все чаще обращается к ученым России, с которой поддерживает связь через Брюса и русских дипломатов.

По мысли Лейбница, в качестве одной из коллегий должна выступать академия, которая будет заботиться «о введении, приращении и процветании всех добрых наук в империи». Россия представлялась Лейбницу «непочатым полем», где можно избежать заблуждений и ошибок, допущенных на Западе. Он успешно рекомендует практические приложения наук — в медицине, в горном и монетном деле, пишет об астрономических наблюдениях, которые могут пролить новый свет на мореплавание и географию. Примечательно, что Лейбниц говорил о задачах, которые настоятельно выдвигались русской действительностью и уже успешно решались, в том числе и Я. В. Брюсом.

Сам Петр стремился узнать как можно больше о различных типах высших научных и учебных учреждений, бывая за границей. Так, во Франции летом 1717 года он интересовался постановкой преподавания в Коллеже четырех наций. В беседах с президентом Парижской академии наук Кассини, учеными Вариньоном, Гильомом Делилем Петр выяснял пути использования астрономии, математики и географии для нужд изучения страны.

В научном мире Европы в то время существовали две точки зрения на методы исследовательской работы. Они касались различных сфер деятельности и познания. В частности, решался вопрос об определении формы Земли.

И. Ньютон на основе теоретических представлений о тяготении пришел к заключению о том, что Земля должна иметь форму сплюснутого у полюсов сфероида. Результаты его исследований были опубликованы в 1687 году в «Математических началах натуральной философии». В 1690 году, также на основе теоретических соображений, к аналогичному заключению пришел и Христиан Гюйгенс.

Однако этому выводу противоречили градусные измерения, выполненные в XVII веке. Согласно этим измерениям получалось, что Земля должна иметь форму вытянутого у полюсов сфероида. Наиболее полно разработал эту гипотезу Ж. Кассини, опиравшийся не только на измерения парижского меридиана, но и на сформулированную Р. Декартом вихревую систему мира. В то время эта теория пользовалась всеобщим признанием. Неудивительно, что гипотеза Кассини получила широкое распространение во Франции, где в науке господствовало картезианство.

Это мнение разделяло и подавляющее большинство ученых Европы. Лишь на Британских островах, где учение Ньютона уже завоевало признание, преобладало представление о сплюснутой у полюсов фигуре Земли.

Возможно, всех этих противостоящих друг другу точек зрения не знал прибывший в 1717 году в Париж Петр, однако под влиянием научного консультанта Брюса он стал убежденным сторонником ньютонианства и по достоинству оценил деятельность Ж. Н. Делиля. Свои исследования Ж. Н. Делиль продолжил в России, нанятый русским царем для работы в Петербургской академии наук. Он стал основателем Астрономической школы, в которой исследованиями занимались Л. Эйлер, А. Кантемир, А. Д. Красильников, Н. Г. Курганов, М. В. Ломоносов и многие другие ученые, приобщившиеся к работе астрономической обсерватории в Санкт-Петербурге.

Подобно Делилю, в Санкт-Петербурге в 1725–1727 годах оказались в основном приверженцы ньютонианства, среди которых были братья Никола и Даниэль Бернулли, друг Делили хирург и анатом И. Г. Дювернуа, математик X. Гольдбах, ученые Ф. X. Майер, Г. В. Крафт, Г. В. Миллер, Т. З. Байер и др. В Петербурге была возможность изучать научное наследие Ньютона и творчески его осваивать, выявляя и устраняя все вкравшиеся в него ошибки.

Формируя штат академии, Петр посылал своих представителей в европейские страны с целью найма ученых. Одним из таких представителей был В. Н. Татищев, который в своем «Разговоре о пользе наук и училищ» вспоминает, как в 1724 году, когда он отправлялся в Швецию, ему поручили среди других дел искать профессоров в учреждавшуюся академию. Когда он высказал сомнение, что профессорам учить-то некого, Петр сказал: «Я имею жать скирды великие, токмо мельницы нет, да поставить водяную и воды довольно вблизости нет, а есть воды довольно в отдалении, токмо канал делать мне уже не успеть, для того, что долгота жизни нашея ненадежна». Следовательно, Петр сознавал, что не все еще предпосылки созрели для успешного выполнения его замыслов. Но он торопился. Спешил «построить мельницу», чтобы, как он сказал Татищеву, наследников своих «лучше понудить к построенной мельнице воду привести».