科技奇才、火炮专家孙元化

西洋火炮锋芒毕露、大显神威。在宁远之战中，城头共布置有十一门大炮，建立奇功。图为天津大沽炮台旧址。

孙元化画像

1990年，科技史学者胡道静赞誉嘉定，说嘉定人孙元化是上海最杰出的3位科学家之一，在明末清初西学东渐的第一次高潮中，孙元化是最著名的翻译家、数学家和军事家，其在火炮研究应用方面的建树空前绝后。胡道静还说，3大科学家中的黄道婆、徐光启早已家喻户晓，而世人独对孙元化知之甚少。

孙元化究竟是一位什么样的旷世科技奇才呢？

徐光启的高足

1581年，孙元化出生在嘉定高桥（现浦东）的一户书香门第之家，他自小聪颖，古今远近之书无不读之。由于高桥地区是明代倭患的重灾区，为抵御外侮，少年孙元化对军事产生了兴趣。

孙元化10岁时，其父把家搬到嘉定城，恰好与“嘉定四先生”之一的唐时升为邻居。唐是大散文家归有光的学生，非但文章出众，而且对军事颇有研究，孙元化向唐先生学文章，也学剑术。这个激情四射、好辩争胜的少年，被人称为“狂狷”，老师唐时升却不以为然，认为他是个奇才。程嘉燧先生也欣赏孙的率真、才华和抱负，推荐他去上海拜徐光启为师。

孙元化国学功底深厚，著有《周礼类编》、《离骚解》等，而科举之路却走得艰辛，32岁才考中举人，却无缘进士。遵照恩师徐光启“经世致用”的主张，孙元化醉心于西学，研究炮术，成为徐光启研究西学最得力的助手。

徐光启向意大利传教士利玛窦学习数学，认为亚里士多德《几何原本》中的逻辑和推理正是中国最需要的科学精神。1606年，徐光启与孙元化在利玛窦的寓所翻译此书，虽然孙元化未在译著中署名，但其实为译者之一。翻译之余，孙元化还撰写了《几何用法》、《几何体论》、《泰西算要》、《西学杂著》等数学专著。徐光启著《勾股义》一书，孙元化出力不少，徐在书的序言中记述，“书经门人”孙元化归纳为“正法十五条”，很“简明”，便于“揽图诵说”。

明代晚期，后金威胁严重，徐光启主张购炮制炮用以抵御。孙元化向老师学习炮术。《明史·孙元化传》记：“所善西洋炮法，盖得之于徐光启。”他还将老师的主张付诸实践，在辽东防务中大有建树，成为我国最早、最有成就的火炮专家。

天启年间，魏忠贤专权，排斥徐光启、孙元化。1627年，崇祯继位，清除“魏党”，徐光启、孙元化回京任事。1630年发生刘兴治叛乱，徐光启深信孙元化的军事才干能成大事，荐举他平叛。孙元化出任登莱（今山东省）巡抚（相当于当今省长），使登州成为我国西学研究中心、火炮铸造基地。无奈他用人不慎，部将孔有德反叛，孙元化被指为祸乱罪魁，被崇祯冤杀。

孙元化、徐光启志同道合，同怀科学救国、火炮强军的壮志，致力于西学的研究传播，卓有成效。这对师生还结为姻亲，徐光启的孙子尔斗娶孙元化的长女。后世孙徐两家续联姻亲。

孙元化与嘉定天主教

1582年，意大利传教士利玛窦来华，以传播西洋科技辅助传教。1603年，徐光启信教。孙元化因恩师徐光启接触西学，也因研习西学接触天主教。

1616年，明朝发生驱逐传教士的“南京教案”，孙元化力保传教士，让传教士毕方济、费奇规到其嘉定的家中避难。

1621年，40岁的孙元化在确认天主教能“补益王化，左右儒术，救正佛法”后，在北京受洗入教，教名“依纳爵”。《利玛窦中国札记》称这是徐光启努力所致。

入教当年，孙元化即邀请意大利传教士曾德昭、郭居静到嘉定传教，并建教堂，称“小圣堂”。由于孙元化的努力，嘉定天主教开教顺利，至1623年已有教徒400人。曾德昭在报告书中称赞说，“嘉定教友男女老幼，无不热诚同与弥撒，勤领圣事，乐听讲道，可与欧洲虔诚教区媲美。”《利玛窦中国札记》写有：“虔诚的依纳爵把很多别的人领入教门，虽然他自己忙于做其他的事情。”

嘉定教堂的特别之处是附设学校，供洋教士学习汉语。在此教习汉语或学习汉语的传教士，有的留下姓名，如教授汉语的费奇规，学习汉语的邓玉函、傅汛际。

当时的嘉定，在中国天主教中的地位很重要，是洋教士的“常年驻足之所”。所以，中国的天主教“总堂”设在嘉定。

嘉定还因为中国天主教召开的一次重要教务会议而出名。

龙华民接替利玛窦主持中国天主教务后，反对利玛窦把造物主译为儒家经典中对万物主宰敬称的“天主”、“上帝”，而主张采用拉丁文译音，于1627年在嘉定开会讨论译名问题，还讨论中国教民祭祖祭孔是否有悖教规。1627年的天主教嘉定会议共有11名洋教士参加，孙元化与徐光启、李之藻、杨廷筠等列席会议。会议采纳龙华民对译名的意见，而对中国教民祭祖祭孔则依利玛窦旧规，认为这是敬祖尊师，非宗教偶像崇拜。龙华民对会议不满意，于是于1633年再次集会，但这次会议最终否定了龙华民的意见，重新确认利玛窦的传教方针：尊重中国文化传统，契合西方天主教与中国儒家学说，以学术辅助传教。

“嘉定会议”前后，嘉定的“乐在堂”即为天主教活动中心，但是，由于1632年孙元化冤死，天主教在嘉定的教务衰落了。

最早的火炮专家

面对后金的威胁，徐光启认为“以炮护城，以城护民，御敌之策，莫过于此。”即奏请朝廷购买西炮。但由于朝中保守人士反对，明廷2次购炮只买了14门。徐光启就研究铸炮技术，但自己生产，毫无经验，费工费料，守财的崇祯皇帝不满。

孙元化醉心军事、痴迷火炮，著有《经武全书》、《西洋神机》。《西洋神机》是我国最早的火炮学专著，“首论铸炮，次论制药，后论命中之由，并绘图式。”他把筑台制炮的方略成功付诸实施，一度使辽东防务出现转机。

孙元化以西方炮术为朝廷谋划防务。1621年，他提出《备京》、《边防》2策，主张用西炮护京卫辽，引起朝廷重视。吏部给事中（官名）侯震旸是嘉定人，赏识孙的胆识和才干，向朝廷举荐他，于是孙元化得到破格提拔，以随军从事身份被派往辽东，开始了军旅生涯。

当时，负责辽东防务的王在晋畏敌如虎，主张尽弃关外之地，退守山海关以内。孙元化建言：筑关外宁远城、修炮台驻守，未被采纳。

1622年，兵部尚书孙承宗负责蓟辽防务，赏识孙元化，“筑台制炮，一如元化言。”孙元化得到重用，协助袁崇焕守宁远（今辽宁省兴城市）。袁崇焕筑宁远城，孙元化负责构筑炮台，将购置的西洋炮放在关键的位置，炮下装有可以灵活转动的支架，以增大炮火覆盖范围。

1626年，67岁的努尔哈赤率兵6万，号称20万，进攻宁远。宁远的明朝守军仅2万人，人们认为宁远必失，但孙元化相信袁崇焕凭利炮能守住城池。果不其然，后金丢兵弃甲，努尔哈赤中炮负伤退兵，8个月后不治身亡。

宁远之战，西炮大显神威，明廷君臣对洋炮刮目相看，崇祯敕封那门西洋大炮为“安边靖虏镇国大将军”，还为它披上锦袍。孙元化筑台制炮的主张经受了实战的考验，袁崇焕说：“（我）兵不利野战，祗有凭坚城用大炮一策。”孙元化官升一级，赏银12两。

宁远大捷当年，朝廷就在北京铸造新式火炮，命孙元化主其事。孙元化请德国传教士汤若望为顾问。次年3月炮成，朝廷封巨炮为“安国全军平辽靖虏将军”。

1629年，金兵绕道辽东从古北口入长城，直逼北京。袁崇焕飞骑援救，多疑的崇祯帝中了皇太极的反间计，以为袁崇焕与后金有密约，图谋不轨，把他杀了。京师危急时，关内关外隔绝半年，孙元化守抚宁，救开平，复建昌、滦州、永平、遵化，所战皆捷，所辖8城24堡屹立不动，重要原因是发挥了西洋火炮的威力。

1630年，孙元化出任登莱巡抚。登莱地近京师，又是辽防前哨，守可以阻后金兵南下，进可配合辽省铁骑夹击后金。孙元化有了这一舞台，一时西学英才云集登州，其中有《远西奇器图说》的作者王徵、《西洋火攻图说》的作者王涛，登州成为全国火炮的研制中心，被称为“东陲西学堡垒”。孙元化在一年半的登莱巡抚任内究竟铸造了多少大炮，惜无记录，不过可以从侧面判知。《平叛记》记叛军攻占登州，当时登州有红夷火炮20门、西洋炮300多门，数量可观。对大炮的威力也有记载，叛军攻打莱州时，使用过西洋火炮，每门重二三千斤，要4条牛拉。火炮攻城，城墙多颓圮，山东巡抚徐从治中炮身亡。

孙元化用火炮装备水师的想法也在登州付诸实施。1630年，孙元化奉命援救大凌河城，即命新式水师从海路袭取敌人的后路耀州，来个“围魏救赵”。无奈天不帮忙，海上风起，舰队被迫返航。

徐光启筹划边防，曾大胆建言借用西兵，并在澳门招募洋兵300人。吏部给事中卢兆龙竭力反对，说洋人“弯弓挟矢于帝都”，将危及根基。于是把正在开赴京师的洋兵遣回澳门。孙元化曾上疏朝廷与卢兆龙抗辩，结果有25名葡萄牙炮手来到登州，孙元化建立了我国第一支雇佣军。

1629年，孙元化抗后金时，曾有西兵在其麾下服务。徐光启在奏章中指出，虽说中西“兵各异习，将各异心”，孙元化却能“经营联络”，“齐众如一”。孙元化驾驭洋兵能力有外人的证词。1630年，朝鲜使臣海道来华，在登州上岸，与洋人有过交往，葡人翻译陆若汉在给朝方翻译的信中说，我辈东来中国，在登州有幸遇到“贤达”的孙大人，献上火炮，表达不尽的感激。朝鲜使臣归国后在报告中称孙元化“清俭疏雅”，崇尚西学，人品极佳，与洋人相处融洽，是个人才。1630年，叛军进攻登州，洋兵守城效力，12人阵亡，包括统领公沙的。此战受伤15人，没有1人降敌。1632年，兵部尚书熊明遇还上疏请求褒奖公沙的等15名洋兵。

孙元化之死

袁崇焕主持辽东防务，杀了不听话的皮岛守将毛文龙，毛文龙旧部投奔孙元化。孙元化认为天助我也，以为这些辽籍之士可以助己实现强军之梦，于是委以重任，孔有德为参将，又命洋教练教习炮术。孙元化未看到这是一些强盗出身的辽人，有限的一点军饷难填其欲壑。明末，朝廷常拖欠军饷，因此矛盾不断。一向锋芒毕露的孙元化为催饷，竟要与上锋打官司，得罪京官，埋下了祸根。

1630年，朝廷命孙元化火速救援大凌河城，孙元化派孔有德率水师赴救，恰逢恶劣天气，返回。孙元化又命孔有德率800精骑从陆路驰援，不料援军在吴桥遭遇大雪，后勤给养跟不上，军中怨声四起。此时，孙元化派出购战马的李九成赌博输了巨款，就煽动孔有德发动了“吴桥兵变”。叛军进攻登州，城中辽籍中军耿忠明在内接应。孙元化拚死抵抗，城破后欲杀身成仁，孔有德击落了他手中的剑，未果。

孔有德当过矿工，做过海盗，讲江湖义气，敬重孙元化的为人，感激他在危难中收留自己，非但不杀他，还要推他为“王”，共图“大业”，遭孙元化拒绝。圄囹中的孙元化对孔有德等人晓以利害，明以大义，孔有德回心转意，请求招安。朝廷同意孙带罪招抚，但巡按王道纯藏匿诏书，叛军久等招安不得，乱事复起。孙元化又说服叛军，让他们回朝说明真相。孙元化获释，王道纯袭击叛军，致使乱事扩大，莱州失守，孙元化有口难辩。不满孙元化的京官、那个力主杀袁崇焕的温体仁诬称孙元化反叛投贼，非置他死地不可。徐光启为孙元化争辩，在崇祯帝而前愿以全家性命为孙的忠诚担保。内阁首辅周延儒也力谏免孙一死，均未成功。

孙元化被打入牢狱后，遭罢官、流放的幕僚王徵前往探望。至交相见，孙元化不胜感叹：“不意一片痴肠，终成大梦！”

前往探望孙元化的还有洋教士汤若望，孙元化向这位可以交心的洋朋友说了最后的心愿，要他转告3个儿子：不要因为他被冤杀而抱怨朝廷，不要当官。

崇祯五年（1632）七月二十二日，孙元化被斩于北京西市，年仅51岁。另一科技英才王涛也被杀。

孙元化被杀不久，徐光启等通晓西学的人士先后离世。明末，瞿式耜在《讲求火器疏》中发出深长的叹息：再也无人通晓炮事了！

1644年，明朝在内乱外患中灭亡。