Брюс в чине прапорщика принимал участие в неудачных Крымских походах фаворита правительницы Софьи князя Голицына. Участвовал в Азовских походах молодого Петра Первого.
Когда Петр в составе Великого посольства отправился за границу, Яков в 1697 году прибыл к нему в Амстердам и привез составленную им карту земель от Москвы до Малой Азии, чтобы ее отпечатали в типографии. В Голландии он задержался – чтобы пройти обучение, потом учился в Англии. В Лондоне русский царь и Брюс встречались и беседовали с великим Исааком Ньютоном.
Брюс выполнял многочисленные поручения царя по закупке учебников, книг и оборудования. Изучал математику и организацию артиллерийского дела: Россия нуждалась в обновленной мощной артиллерии. Это ответственное поручение и было возложено на Брюса. Им была создана мощная артиллерия русской армии – полковая, полевая и осадная. Брюс внедрил в практику русской артиллерии «артиллерийскую шкалу Гартмана», что дало возможность стандартизировать типы орудий.
Его питомцы громили укрепления Нотебурга в октябре 1702 года, за что удостоились блестящего отзыва монарха: «Артиллерия наша зело чудно дело делала…»
Но не только военное дело интересовало Брюса. Он был страстным коллекционером: собирал картины, коллекции древних монет и редких минералов, гербарии. Имел богатейшую по тем временам библиотеку, в которой хранились труды по математике, физике, химии, астрономии, медицине, ботанике, истории, искусству и проч. Особенной гордостью Брюса был модный в то время кабинет редкостей. После смерти графа была составлена опись хранившихся там предметов: «зеркало кругловитое небольшое, в котором кажет большое лицо»; «раковин разных больших и малых 99»; «туфли китайские плетеные из травы»; «гриб каменный»; «тыква индейская»; «кость мамонтовой головы»; «янтари, в которых есть мушки»; коробочка с «маленькой натуральной змейкой» и тому подобные диковины.
Кроме того, Брюс был президентом Берг– и Мануфактур-коллегий. В его ведении была горнодобывающая промышленность и заводы. Конечно, его интересовали минералы и полезные ископаемые!
Брюс был главным распорядителем на похоронах Петра, а после предпочел благоразумно удалиться в отставку в чине генерал-фельдмаршала. Он купил у Долгорукого подмосковное имение Глинки, разбил регулярный парк, выстроил дом с обсерваторией и безвыездно уединился в своем имении, занимаясь любимыми науками. Там он увлекся медициной и оказывал помощь окрестным жителям, составляя лекарства из трав.
Брюс скончался в 1735 году, немного не дожив до 66 лет. Так как выживших детей у него не было, по завещанию графа всю его обширную коллекцию перевезли в Кунсткамеру.
Наиболее ценная ее часть, охватывающая рудные ископаемые, соли и земли, была уже описана Иоганном Георгом Гмелином – адъюнктом химии и натуральной истории. На долю Ломоносова достались разные мраморы, «маргариты», горный хрусталь и изделия из драгоценных камней. Было здесь немало и «монстрозитетов», то есть камней причудливой формы. Один был «подобен спеленутому младенцу», другой похож «на некоторую часть лягушки или рака». Был в коллекции даже «камень, найденный в правой почке короля польского Иоанна III по его смерти».
Конечно, такая работа была проверкой: поднаторевший в разрешении разнообразных конфликтов Шумахер решил удостовериться, правдиво ли все то, что писал о Ломоносове Генкель. Вполне вероятным было, что взбалмошный, вспыльчивый парень поленится выполнять эту нудную, скучную работу. А надо сказать, что Шумахер очень любил все каталогизировать и регистрировать, считая это крайне важным. Поэтому, не доверяя опыту Ломоносова, он поручил наблюдать за ним своему зятю – академику Иоганну Амману, профессору ботаники. Тот ведал «ботаническим огородом», который находился близ Бонового двора. Но надзор свой Амман исполнял недолго, так как в конце года умер. Перед смертью он успел оставить хвалебный отзыв о работе Ломоносова: «Я уже просмотрел все каталоги минералов, составленные г. Ломоносовым, за исключением каталога янтарей, в котором не нахожу нужным делать изменения, тем более что он переписан начисто».
Опасения Шумахера не подтвердились: Ломоносов крайне внимательно отнесся к поручению. Он не только скрупулезно составил свою часть каталога, но и заглянул его первую часть, составленную Гмелином, и дополнил его сведения. Так, к описанию «каменного масла Сибирского» Ломоносов дописал: «В великом множестве при реке Енисее находится». Каменным маслом называется минеральное образование, получающееся в результате выщелачивания горных пород. Его собирают в Саянах, на Алтае, Северо-Муйском и Баргузинском хребтах, на склонах Хамар-Дабан, и люди до сих пор приписывают ему всевозможные лечебные свойства.