皇帝並不著急出發，北京城離山海關有六百多裡地。哪怕一天只走六十裡路，十天也走到了。朱由校現在最重要的事是召見剛剛抵京的徐光啟。
徐光啟是皇帝派了一隊由錦衣衛和太監組成的人馬，前往天津請過來的。太監帶著聖旨來到一個天津郊外的小村莊。當時，徐光啟正在田地裡帶著農民煮大糞。
正所謂“莊稼一枝花，全靠肥當家”，村民們口中的徐老漢發明了一種肥料制作方法叫熟糞法。具體操作是糞與家禽骨頭同煮，然後混合草木灰，作為種肥，一畝可收三十石糧食。這村子的土壤都是鹽鹼地難以墾殖，有了這種肥料，收成增多了不少。
不僅如此，徐老漢還把甘薯推廣種植，而且還教村民用甘薯釀酒。首先將甘薯切開晾曬，並蒸熟揉爛。此法脫胎於中國傳統的米酒。
徐老漢提供造燒酒的兩種方法：一是用已分離出的原酒再加以蒸餾，得到頭子燒酒；二是用未分離原酒的薯糟直接蒸餾。這種造燒酒法也是徐老漢借鑑了米酒米糟造燒酒法而創造出來的。村裡人對徐老漢佩服到了極點，村民營生的路子多了，這個小村子就日漸富裕起來。
太監找到徐光啟之後，宣讀了聖旨。隨後，徐光啟就跟他們來到了紫禁城面見皇上。
見到這位大名鼎鼎的科學家，朱由校很是激動。眼前的徐光啟已經是個年近六十的老人了，朱由校仔細端詳徐光啟發現他手指關節粗大、皮膚粗糙，一看就是一個幹過粗活的人。
徐光啟，字子先，上海人。生於明嘉靖四十一年一個商人兼小地主家庭裡。他出生以後，家境已經衰落，青年時期曾經先後到廣東、廣西等地，教書種地為生。在這期間，他曾經七次回鄉應試，直到萬曆二十五年，他三十五歲那年才以第一名考中舉人。七年後又考中進士。
考中進士以後，徐光啟在翰林院做事，他閒暇時間跟利瑪竇合作翻譯《幾何原本》。後來，徐光啟的父親去世，他回鄉丁憂，利用這段時間，他刻苦研究了數學、農學、天文學、水利學等學問。
如今，這位科學家站在中極殿中，他不知道這位年輕的皇帝是為何事召見他？
“徐光啟，朕聽說你擅長製造火器，是真的麼？”
“回陛下，學生曾經跟西洋傳教士利瑪竇學習過一段時間，學習過製造火器。”徐光啟現在並沒有官職，所以只能自稱學生。
“那你說一說這西洋火器的威力如何？”
“那學生就講一講紅衣大炮吧。紅衣大炮長兩丈餘，重者至三千斤，能洞裂石城，射程遠達數里。比嘉靖年間仿製的佛朗機炮威力要大得多。不過紅衣大炮過於笨重，戚繼光戚大將軍在嘉靖年間創制了一種小型將軍炮，叫做虎蹲炮。此炮輕巧靈便，便於在山林水網地帶機動，可
以裝備騎兵。但是威力嗎，就不如紅衣大炮了。其實學生已經派人去澳門購買四門紅衣大炮，買回來以後獻給皇帝您。”
“不錯，徐光啟你很有心啊，現在遼東戰事正需要這樣的作戰利器。現在朝中的士大夫多是紙上談兵，像你這樣直接投入錢財為國效力的真是太難得了。”
“皇上，您過譽了。”徐光啟聽了受寵若驚，他心裡大概明白皇上要讓他製造火器對付東虜了。
“你剛剛說的是火炮，那麼火槍又如何呢？
“陛下說的是鳥銃吧，我大明兵仗局仿製佛郎機的的鳥銃，相比以前有以下幾個優點：其一是在銃管的前端安有準星，後部設有照門。相比於前期的火銃，有了這兩個裝置，鳥銃就能射擊較遠的目標。其二是銃管比較細長，使得彈丸的威力大大增加。比鳥銃威力更強的是已經過世的趙士禎趙大人研究的魯密銃，魯密銃重六到八斤，長六到七尺，銃尾有鋼製刀刃，在近戰時可作大刀用。趙士禎趙大人對魯密銃的改進是增加了裝發射火藥的火藥罐，裝發射火藥的發藥罐與點火用的四根慢燃燒火繩。荷西各國的火繩槍雖然槍管較長，射程較遠，但是由於裝填的火藥少，所以不如魯密銃的發射威力大；倭寇的火繩槍雖然威力較大，但不如魯密銃輕便。”
“沒想到我大明臣子研究的火器如此精良啊，現在你把你知道會製造火器的臣子都告訴朕。”
“回陛下，御史畢懋康，學生的門人孫元化，學生的好友李之藻、焦勖都會製造火器。”
“徐光啟，你認為製造火器的人需要什麼素質啊？”
“學生認為製造火器的人，必須具備三點。其一，研究火器必須明理識性，能推物理之妙，合事物之性。精於理者不但能瞭解銃車彈藥的特性，而且能夠進行製造。製造槍炮要求使用質理最精的銅鐵，如果錯用質理粗疏的銅鐵，雖然從外表上看不出它們的缺陷之處，但是只要使用猛烈的火藥一試，炮管就會炸裂。在配製火藥時，必須要瞭解硝、硫、炭三物之性理。如果不因其性，不得其理，就配置不出效能良好的火藥。總而言之，制器用器時，必須詳格物理、詳察利弊，才能革故鼎新，造出命中致遠、猛烈無敵的大炮。
其二，製造火器必須知數懂法。製造大炮，必須鑄煉得法，若差之毫釐，就會失之千裡。如果鑄造火銃不按規定的長短與厚薄，那麼所造之銃不但不能命中致遠，而且會發生炸裂的事故，造成自傷的危險；如果配製火藥不按規定分量進行配比，那麼所配製的火藥便不能摧堅破銳；如果發射者不瞭解火炮的射程、不識眾寡之用、不掌握時機、不計算時間，那麼就會發生敵未至而彈已射完，或敵已至而彈未發，給敵造成乘隙而入的機會。
其三，使用火器必須注重試驗。對火器規律性的結論都應該是在多次試驗後得出的，諸如以口
徑的尺寸為基數，按一定的比例倍數，射擊火炮和炮車的各個組成部分的關係等。”
“不錯，工欲善其事必先利其器。想平定遼東叛亂，火器是少不了的。像你這樣會建造火器的人才就更加重要。朕聽說你翻譯海外的一本書叫做《幾何原本》，你能不能給朕講一講你為何要翻譯這本書啊？”
“《幾何原本》這部書有著完整的邏輯，和《九章算術》大不相同。臣以為《幾何原本》這部書百年以後，人人都要學都要用，所以學生才翻譯的。此書有四不必：不必疑，不必揣，不必試，不必改。有四不可得：欲脫之不可得，欲駁之不可得，欲減之不可得，欲前後更置之不可得。只是可惜學生只翻譯了六章，此書總共十五章，還有九章沒有得到翻譯。”
“為何不翻譯剩下的九章呢？”
“學生是在利瑪竇的幫助下，才翻譯的幾何原本。後來利瑪竇去世，傳教士龍華民繼利瑪竇任在華耶穌會會長，他禁止傳教士向學生傳授數學知識。學生認識的幾個海外朋友又不像利瑪竇那樣懂數學，所以剩下的九章學生無法翻譯。現在學生還覺得遺憾。”
“這個龍華民真是豈有此理，朕要讓錦衣衛去找他好好說道說道。徐先生不必擔憂，朕會幫你解決這件事。”
“陛下，龍華民是管理耶穌會的人，陛下切不可殺他。”
“哦，朕記起來了，徐先生你是天主教徒吧。”
“回稟陛下，學生只是表面的天主教徒，只是為了學習海外的知識才入的天主教。實際上學生肚子裡裝的還是四書五經啊！”徐光啟害怕天主教徒的身份會讓皇上有不好的想法。
“徐先生不要擔心，朕對你是天主教徒這件事並沒有偏見。只要你心中有皇帝有百姓就可以了。朕想組建一個數理院，目前的任務是專門負責為軍隊研究製造火炮。朕想任命你來做這個數理院的院長為國家做事。品級呢，就定為二品。這個衙門直接對朕負責。朕再給你掛一個工部侍郎銜。”
“陛下，製造火器的有兵仗局和軍器局啊。不需要再增加一個衙門來製造火器。”
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“不僅僅是製造火器，準確地講是研究火器。我們大明現在還需要購入泰西的大炮，等到我們能自己研發的時候，不就不必向外購買了。數理院做的事情不僅僅是研究火器，以後還要研究數學、天文、農學各個方面。”
“謝陛下，臣明白了，臣怕孤身一人力不從心。臣能不能推薦自己的同僚加入。”
“可以，等一會兒，朕會讓魏進忠給你在京城選一個好地址做衙門。順便給你準備六十萬兩白銀作為研究資金。”
“謝陛下。”徐光啟聽到這筆銀子的數額就明白陛下對此事的重視態度，他跪在地上重重磕了幾個響頭。