在明朝，火器的製造一度達到鼎盛，一開始，大多都依靠工匠仿製，仰仗著心靈手巧的匠人，他們在一次又一次的仿製過程中，琢磨出了一套改進過的鑄造工藝：鐵芯銅體鋳造法。這個方法不僅大大減輕了炮管的重量，使其變得輕便，鑄造花費也減少了，而且，還使其更加耐用。
此法說來新穎，不過就是將銅器與鐵器各自的優點結合了起來。
鐵的熔點遠比銅的高，工匠們先將鐵胎制好，待它冷卻後，再用泥或者蠟制好模子，再來澆築銅壁，最終，得到了新型火器。翻看一些冶鑄資料書我們也能發現，在距今約150年的美國南北戰爭時期，軍官托馬斯也曾經發明過一種新型的鑄炮方法，與明朝的鐵芯銅體法大同小異。
在這種方法中，他們先將冷卻水灌入中空模型中，讓鐵質的炮筒從內向外慢慢凝固。這樣，鑄造出來的炮可以造的更大，而它的耐用程度甚至可以達到原先的幾十倍。這兩種方法是如此相似，但是，明朝匠人卻早於美國兩個多世紀提出了創新。
這種明制的鐵芯銅體炮在現今的一些博物館中仍能找到，在北京的八達嶺中國長城博物館，就仍保留有崇禎元年鑄造的一門前裝滑膛紅夷型火炮。從炮口我們就可以分辨出，它的管壁便是採用鐵芯銅體法制作，炮身上還有準星，照門以及炮耳。
另外，還有一門存於遼寧博物館的“定遼大將軍”炮，是崇禎十五年由吳三桂捐款協助鑄造的，炮身全長380釐米，內徑為10釐米，是中國大陸現存的最長的紅夷大炮。從中我們可以窺見明朝軍火的實力，這樣的軍隊裝備，也曾在明末為保衛大明做出了不小的貢獻。
曾經，它就讓皇太極吃了敗仗。但是，皇太極並沒有氣餒，他在炮火這方面上跌倒，就狠下心要做好自己軍隊裝備。他大肆招募漢人的能工巧匠，暗自趕超了明軍。例如：首都博物館現存一門“神威大將軍”炮，它就於崇德八年鑄造，重達3600斤，內徑14釐米，全長263釐米。
雖然，明朝在紅夷炮的仿製方面可謂達到了一個頂峰，但好炮也要配上好炮兵才能最大限度地發揮威力。這也恰恰是明軍的弱點，炮手訓練不足操作也不熟練。而西方從1700年之後，已經有了不少簡單實用的輔助工具，這對於只憑著經驗和感覺到處瞎打的中國炮手領先了許多。
在這些工具中，有增進精確度的“炮規”，這也是早期的計算尺。它的原理就是利用部分數學和物理知識，將複雜的情況變成簡單的刻度標尺，藉此，就可以對要射擊的目標進行距離的精確測量和角度勘察。
另外，還有“銃尺”，這是一種可以計算針對不同材料的炮彈和不同規格的炮身所應填裝的火藥量。歷史上，最先將這種先進技術帶到中國的是早期的耶穌會教士，而看到了這項技術的重要性並最先學習的便是明朝的文淵閣大學士、內閣次輔徐光啟。
他的學生孫元化於崇禎三年獲任登萊巡撫，孫元化啟用了大量信教官員及將領，例如：王徵，張燾等，並且，給軍隊大量裝備西洋武器，還聘請特謝拉帶領的顧問團。當時的孫家軍隊，不僅練習基本功，由於，孫元化的影響，他們還十分注重新式工具的應用。
銃規、銃尺和矩度儀的用法都是教學的重點，這些，恰恰正是明朝軍隊沒有的。在這樣的訓練方法之下，他的軍隊很快成長為一支在明軍中格外突出的新式軍隊。但是，這支用盡孫元化心血建造起來的精銳，竟然，因為一隻雞而兵變成亂，甚至，直接導致了明清兩軍勢力的倒置。
皇太極於崇禎四年八月，率領清兵大軍進攻大淩河城，孫元化得到軍情，急忙命令部下的孔有德帶領八百尖銳騎兵奔赴前線支援。儘管，部隊是奉令北上作戰，但是，當時的明朝已是秋後之勢，無法保證沿途的軍隊給養。
北上之路，越發寒冷，及至吳橋時，更是風雪交加，滴水成冰。當地百姓懼兵，不敢與其有太多交集，紛紛關門躲進家中。但是，有一個士兵實在不敵飢寒，就偷了一隻雞。壞就壞在這隻雞不是普通百姓家中的，而屬於當地望族王象春的。
於是，王家不依不饒，要孔有德把這個士兵亂箭穿心，並且，抬其遊街。軍隊中皆是為明朝拋頭顱灑熱血的堂堂軍士，自然不能忍受此種侮辱，最終，不可避免地引發了軍中大亂。之後，士兵們紛紛擁戴孔有德為帥，發動了著名的“吳橋兵變”。
之後，廣東道御史宋賢上疏抨擊山東巡撫餘大成、孫元化：“登萊撫臣孫元化侵餉縱兵，貪穢已極。其所轄士卒，數月間一逞於江東，則劓截主將；再逞於濟南，則攻陷城池，皆法之所不赦者。”後孔有德倒戈殺回山東半島，連陷臨邑、陵縣、商河、青城諸城... ...
第二年，有耿仲明的協助，孔有德已經佔領了登州。當初，特謝拉率領的葡萄牙顧問團除了三個人死裡逃生外，幾乎全軍覆沒。而昔日上司孫元化，雖然，被叛軍放還回京，但是，還是免不去叛亂的罪名，最終，被朝廷判處問斬於骯髒腥臭的菜市口。
其師傅徐光啟多年心血毀了個乾淨，從此鬱郁不得志，一年之後，也與世長辭了。
崇禎六年，孔、耿二人終是投降於後金，成為皇太極手下的得力干將。孔、耿二人的降書曰：“本帥現有甲兵數萬，輕舟百餘，大炮、火器俱全。有此武器，更與明汗同心協力，水陸並進，勢如破竹，天下又誰敢與汗為敵乎？”
皇太極為了表示對他們的看重，還在瀋陽親自接待他們，仍以他為都元帥，安置東京，自成一軍，稱：“天佑兵”。
可以說，孔、耿二人的投降，不但，為皇太極帶來了大量先進裝備，更重要的是，在當時十分珍貴的全套製造彈藥技術，鑄造炮火技術以及瞄準技術。有了這些技術，再加上，清朝的八旗虎狼之師，清軍破竹之勢，明朝亦加速衰落。
參考資料：
【《吳橋兵變》、《明史·列傳·卷一百五十九》、《孔有德致書皇太極乞降手本》】
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