明末出現了資本主義萌芽之後，徐光啟、利瑪竇等人翻譯《幾何原本》等西方著作，溝通中西文化，明朝也自西方引進了先進的火器並進行仿製推廣。
明代工匠在不斷的仿造中改進了鑄炮技術，創造了鐵芯銅體鑄造法。它巧妙地利用銅的熔點(1083℃)比鐵(1538℃)低很多的物理性質，先製造鐵胎，然後冷卻後再以泥型鑄造法或失蠟法制模，最後澆鑄銅壁。與先前傳統的鐵炮或銅炮相比，這種新式火炮不僅炮管薄，重量小，成本低，還更耐用。
北京的八達嶺中國長城博物館藏有一門崇禎元年(1628年)鑄造的前裝滑膛紅夷型火炮，從炮口可見其管壁為鐵芯銅體，有準星、照門和炮耳。
明軍有了火炮後金自然就處於劣勢，努爾哈赤就是被明軍大炮擊中最終含恨身亡。其子皇太極自從在火炮上吃了大虧後，就開始募集漢人工匠，最後終於製造出超越明軍水平的大炮。北京的首都博物館現藏一門於崇德8年(1643年)鑄造的“神威大將軍”，重三千六百斤，內徑達14cm，全長263cm。
儘管明軍對紅夷火炮的仿製已經達到了一個高峰，但操作方法卻一直是當時許多明軍炮手的弱點。
16世紀以來，西方科學家利用數學知識發明許多簡明實用的儀器工具，這與中國全憑經驗發射火炮的傳統方式，形成強烈對比。
這些工具有增進瞄準技術的“炮規”，這是最早的計算尺，它能將火炮發射所需的複雜數學和物理知識，變成簡單的標尺刻畫，可對射擊目標進行精確的距離測量和角度定位；此外，還有“銃尺”，可幫助炮手迅速計算出不同材質的炮彈和不同口徑的炮身所應填裝的火藥量。
進入中國的耶穌會教士將這些先進技術一起帶到了中國，徐光啟最先學習接觸西方技術，他的學生孫元化於崇禎3年(1630年)任登萊巡撫後跟隨老師繼續學習推廣西方技術。孫元化任用王徵、張燾等信教官員、將領，在軍中裝備大量的西洋火器，又聘請了以葡萄牙軍官特謝拉·科雷亞為首的外援顧問團。銃規、銃尺和矩度儀的使用以及裝彈填藥技巧的掌握，都是當時孫軍中相當重要的訓練內容，這些也是一般明朝軍隊所最欠缺的。最終，孫元化的部隊成為一支受西式訓練、採用西方武器的勁旅。
但是，萬萬沒有想到的是這支本應該受到重視的精銳部隊，竟然最後因為一隻雞的緣故集體兵變，直接導致了明清軍事力量的對比發生了天翻地覆的變化。
崇禎4年(1631年)8月，皇太極率八旗兵進攻大淩河城(今遼寧錦縣)。戰事危急，孫元化急令部下孔有德率八百騎趕赴前線增援。
這支部隊雖是奉命北上，沿途卻得不到官府的給養。行至吳橋時，風雪交加，百姓因為害怕士兵作亂，紛紛閉門罷市。飢寒交迫之下，一個士兵偷了當地望族王象春的一隻雞。王象春也是個要錢不要命的，因為一隻雞找到孔有德，要求他將此士兵“穿箭遊街”，引發軍隊不滿導致譁變，全軍遂擁戴孔有德為主，是為吳橋兵變。
第二年，在耿仲明（降清後被封靖南王，就是清初三藩之亂裡耿精忠的爺爺）的協助下，孔有德率兵佔領了登州。登州守軍的洋外援顧問團除三人倖存外，其餘全部戰死。巡撫孫元化雖然被叛軍放還，但最終還是被朝廷處斬。至此，徐光啟經營多年的事業毀於一旦，本人也在一年之後鬱郁辭世。
崇禎6年(1633年)，孔、耿二人投降後金，皇太極喜出望外，親自在瀋陽歡迎他們。孔有德的歸順，不僅令後金獲得大批先進的西洋火器，還得到全套鑄彈製藥的技術以及瞄準的知識與儀具。經搭配八旗步騎兵後，在當時即形成一支幾乎無堅不摧的勁旅，在滅明的戰事中發揮了舉足輕重的作用，加速了明朝的滅亡。
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