公元1632年9月7日，孙元化在北京西市被斩首，年仅51岁。孙元化死了， 他的《西法神机》《经武全书》留下来了，这是中国最早介绍西洋火器、战术的军事著作，可惜未能引起重视。孙元化之后，再也无人懂炮学，清朝康熙帝要造炮，还得仰仗洋人。
孙元化是上海嘉定人，学贯中西，当年大明火器部队总司令，他任登莱巡抚时，甚至组建了一支拥有27名葡萄牙人炮手的外籍军团。
徐光启是孙元化的老师，老师将学生带上西学之路，学生潜心研究西洋火炮，写出了专业著作《西洋神机》，成为明末独一无二的火炮制造和弹道学的专家。
明朝文臣武将，先是抗拒西洋火炮，等到努尔哈赤崛起，所向披靡时，他们终于发现了“神器”的厉害，属于孙元化的辉煌时间开始了。他协同袁崇焕驻守宁远，主张筑城制炮，在著名的“宁远大捷”中，面对骁勇无比的后金铁骑，宁远城头11门西洋大炮成了恐怖的超级大杀器。《明季北略》一书记载，当攻城者密密麻麻冲过来时，大炮“周而不停，每炮所中，糜烂可数里”，后金勇士再凶悍，亦顶不过当时世界上最先进的热兵器。
这次战役中，努尔哈赤也受了炮伤，他一生身经百战，“战无不胜，攻无不克，唯宁远一城不下，遂大怀忿恨而回”，八个月后，在郁闷中死去。而明朝文武百官则为这场关键胜利欣喜若狂，一门主力大炮，还被皇帝封为“安国全军平辽靖虏大将军”。
孙元化受到重用，逐渐高升，他领先时代的军事思想也迅速得到实践：其一，明军当时有火器，但射程短，甚至比不过后金的弓箭，他主张用射程远的西洋大炮来解决问题；其二，后金骑兵天下无敌，他主张大炮架在城上，而不是放在旷野中，坚城与大炮互相依存，发挥火器威力。被破格提拔为登莱巡抚时，造炮练兵，使得登州成为当时中国引进西洋火器技术的中心。他雄心勃勃，想练就一支掌握火炮、战术先进的劲旅，收复辽东。
然而，壮志未酬，他麾下辽籍军人发起“吴桥兵变”，连陷四城，兵临登州。孙元化一心想招抚，却因种种掣肘，错过机会，结果城外的孔有德串通城内的耿仲明，杀入城来，孙元化被叛军所执，自刎未果。他坚拒叛军拥他为王的计划，离开登州进京，被逮捕下狱，最终遭到冤杀。
他的死，影响了历史进程：徐光启拯救学生失败，心灰意冷，从此告别军事，不久病故，明朝造炮人才出现枯竭，武器改革遭受重创。
而后金，却成为大赢家。1633年4月，在孙元化死去7个月后，孔有德、耿仲明在山东无法立足，渡海投奔后金，带去了13000多人，数百艘船，最关键的，还有大量西洋火炮与娴熟的火器手。这支明朝最精锐的火器部队的叛逃，使明、金军事力量对比发生了巨大的变化。后金如获至宝，努尔哈赤的继任者皇太极，亲率诸贝勒出盛京十里迎接，并使用女真人最隆重的“抱见礼”相待。从此，后金有了入主中原的本钱。