“可惜这一切，随着袁崇焕杀了毛文龙，他的部将孔有德、耿仲明率部哗变而戛然而止，徐光启也在1633年病逝。”袁嘉升想起这段历史，痛心不已。

“徐光启虽然死了，此时要重建火器营，需要专业的火炮专家，能找谁呢？”袁嘉升仔细想了想，终于想到了徐光启的学生孙元化，他有一位传教士朋友汤若望，还有他的三个儿子，都应该在京城。

孙元化也是一位火器人才，明末一位了不起的西洋火炮专家，他少年时就对火器和算学的兴趣超过诗文书画，而且喜欢谈兵论武。在二十三岁那年，孙元化跟着老师徐光启来到京城，见到传教士利玛窦，参与了撰写了《几何体论》《泰西筭要》等专著。

中国在宋代就有了火炮，然而直到明代，还停留在筒管里填塞火药，凭操纵者的经验和目测发射，威力虽然胜过弓箭，可在灵活性和准确性上，还不如弓箭。孙元化便对西洋火炮进行了精心的研究，写出了《西洋神机》的专业著作，他运用所掌握的数学知识，第一次提出了统规（测量火炮仰角度的仪器）使用方法，以及药包的制作方法。同时，还配合徐光启翻译了“矩度”——测量距离的方式。

后来，孙元化以随军从事的身份前往辽东，受到袁崇焕的重用，购置西洋火炮。朝廷资金短缺，孙元化和他的老师徐光启不但带头捐资，而且还到处奔走搞募捐，又选派他的朋友、副总兵张焘南下澳门向葡萄牙人购置了十一门红衣大炮，其中两门威力最大、被称为佛朗机的西洋火炮，还是天主教友李芝燥等捐赠。

孙元化亲自把这十一门火炮督运到辽东的宁远后，安置在由他规划的炮台上。这些炮台，都是他运用了丰富的数学知识，经过精确计算设置，他还训练出一批优秀的炮手，为袁崇焕取得宁远大捷奠定了基础。

尽管孙元化没有直接参战，但在战后袁崇焕没有忘记为他请功，他被官升一级，并且得赏银十二两。那门威力最大的佛朗机，也受到敕封，被封为“神威大将军”，受领锦袍一袭。

而且，孙元化关于现代化火炮的建议得到了重视，大明还在京城郊区办起了一座规模不大的新式火炮铸造厂。为此，孙元化还专门邀请了精通火炮制作的传教士汤若望，作为该厂的顾问，他和汤若望成了无话不谈的挚友。

崇祯皇帝铲除了魏忠贤的阉党，重新起用了辞职回家的袁崇焕，孙元化也得到重用，升至登莱巡抚。登莱地区的战略地位，对大明异常重要，它是紧靠渤海湾、毗邻京畿的要地，海湾对面就是后金的辽东。

孙元化到任后，立即把有限的资金用于装备的改造上，进口和自制了不少新式火炮，还邀请了葡萄牙籍的教练训练部队。他还具备战略眼光，增添了不少配备西洋火炮的新式战船。他曾对祖大寿说过，如果能在登莱训练一支装备火炮的新式舰队，时机成熟时，配合关宁铁骑，从海上对辽东予以夹击，就可以一举平定后金。