公元1626年正月，努尔哈赤率兵13万进攻明朝，长驱直指四周无援的孤城宁远（今辽宁兴城）。后金兵步骑蜂拥进攻，万矢齐射城上，但明军凭坚城护卫，11门西洋大炮不停地发射，后金兵死伤无数，损失惨重。
一场恶战打了3天，宁远城岿然屹立，明军取得与后金交战8年来的首次重大胜利。努尔哈赤败回沈阳，叹道：“我自25岁征伐，战无不胜，攻无不克，为何小小宁远一城久攻不下？”半年后，便在忧愤交加中去世。
很显然，西洋大炮在这场战役中起到了决定性的作用。不过明朝人怎么会使用西洋大炮呢？这是一个名叫利玛窦的意大利传教士教的。
借科学传教的利玛窦
利玛窦1552出生于意大利马切拉塔地区一个贵族家庭。青年时曾求学于罗马神学院。利玛窦在研究神学的同时，曾得到著名的数学家克拉维斯等名师的指教，相当广泛地涉猎了自然科学的各个领域。公元1582年，也就是明朝万历十年，他作为第一个赴华传教的耶酥会教士来到中国传教。
利马窦发现当时的中国士大夫最感兴趣的并不是关于上帝的说教，而是未曾见过的奇异技术，便有意识地利用科学传教，一个新奇而富有吸引力的世界由此展示在中国人面前。他向官员赠送天球仪、地球仪、钟表、日晷、星盘、象限仪和纪限仪等，指导求教者制作天文仪器，还用星盘和其他仪器测定一些地方的地理位置，测塔的高度和山谷的深度等。
他绘制过一幅精美的世界地图，为了迎合中国人的喜好，把地名都译成了中文，并且将中国摆在中央，画得十分详细精确。此图甫一刊出，顿时受到了当时士大夫们的喜爱，人们争相传阅。不久，神宗皇帝也知道了，请利玛窦到皇宫去也绘制一幅。皇帝对这幅地图爱不释手，每天晚上都要看过地图才去睡觉，还屡次召利玛窦进宫讲解。
在这幅地图上，利玛窦首先给出了地球南北两极、经纬线和赤道，然后绘出了世界五大洲、四大洋、南极圈和北极圈等，标出了地中海、尼罗河、罗马尼亚、古巴、牙买加和加拿大等国。采用了360度制，给出了左右对称的36根经线……这些和现代世界地图几乎完全一致，而且利玛窦创造的上述名词至今还在使用。利玛窦的地图打破了中国传统的“天圆地方”概念，令士大夫耳目一新。
利玛窦在中国士大夫中交了不少朋友，其中最著名的是徐光启。当时辽东后金给明朝的压力越来越大，徐光启在与利窦玛的交往中，认识到葡萄牙、荷兰这些欧洲小国能成为军事强国，仰仗的利器之一就是火炮，便先后从澳门购买了西洋大炮约30门。正是有了这些火炮，明王朝才在宁远之战中逃过一劫，并将改朝换代的日子后延了18年。
两朝重臣汤若望
利玛窦之后，一些传教士沿着这位先行者的足迹纷纷来到中国，他们在带来耶稣“福音”的同时也带来了更多的科学技术知识。其中有一位名叫汤若望的，先后在明、清两朝获得了重用。汤若望1592年生于德国科隆一个宗教气氛浓厚的贵族家庭，曾在罗马研习了4年神学，系统地学习了哲学、语言学、数学、天文学等知识，晋升神父后便主动向教会当局申请到东方传教。
刚到中国不久，汤若望便因成功地预测3次月食而声名大振。1626年，汤若望在中国学者的协助下撰写了《远镜说》，对伽利略望远镜作了详尽的说明，它是中国出版最早的一部介绍西方光学理论和望远镜技术的启蒙著作。
1630年底，经徐光启推荐，38岁的汤若望进京参与修订历法。他编撰的《崇祯历书》是一部涉及天文历算等知识的多卷本参考书，它从多方面引进了欧洲的古典天算知识，曾有人半开玩笑地称之为“汤若望百科全书”。
清朝建立以后，急需修历治历人才。1644年7月汤若望向朝廷进呈了3件仪器和历书范本1册。众官员对其历书审核再三，无懈可击，但对他的历书而言，真正的考验是对日蚀的推算：中国传统的大统、回回历和汤若望的西历都推算这一年的八月初一有日食，但3种历法推算的具体日食时间各有不同。在这一天，相关朝臣登上观象台，当场检验3种历法对日蚀推算的结果。人们屏息静气，举头仰望，随着报时官一次次大声宣告时辰。大统历和回回历所测算的时刻一一过去，但太阳仍未被“天狗”吃去。到了汤若望所推算的时刻，果然“天狗”慢慢吞噬了太阳。清廷对汤若望的成功印象深刻，任命他为钦天监监正，也就是国家天文台台长。汤若望的历法也得到认可，一直使用到民国初年。
汤若望在清宫里是个能人、神人。什么都能修造，从钢琴到自鸣钟，从大炮到天文望远镜。他和顺治皇帝关系非常亲密。一个是上知天文下知地理、学贯中西博学多能的蔼然长者，一个是年幼失怙渴望亲情、渴望知识的身处险地的少年天子，两人成了忘年之交，顺治称他为“玛法”（满语，意为尊重的长者或爷爷）。
可是顺治皇帝英年早逝，一群知识浅薄的历官倚仗权臣鳌拜的支持，攻击汤若望等人潜谋造反，邪说惑人，历法荒谬。汤若望那时已年过古稀，被打入刑部大牢之后，只待凌迟处死。正在这时，北京连续4天发生地震，接着皇宫又闹起火灾。迷信的王公贵族吓坏了，汤若望终于被释放。汤若望拖着病残之躯又活了14个多月，于1666年辞别人世。
康熙皇帝的老师南怀仁
与汤若望一起蒙冤下狱的还有另一个著名的传教士南怀仁。南怀仁1623年生于比利时，年轻时勤奋求学，尤其对天文、数学有着浓厚的兴趣。1659年来到中国传教，在钦天监担任汤若望的助手。
康熙八年五月，年轻的康熙皇帝一举铲除了鳌拜集团，政治局势为之一新，汤若望等人得以平反昭雪，南怀仁继任钦天监监正。他潜心从事天文研究，制造了多种天文仪器。为适应清代天文历法已采用360度制和60进位制的需要,南怀仁著有《灵台仪象志》一书,详细介绍一些天文仪器的制造、安装及使用方法,书末附新测全天星表。南怀仁还在汤若望所制200年历表的基础上推算出2000年内的天文数据,编为《康熙永年历法》。
南怀仁博闻多能,精通西方科学知识。其著作《仪象志》和《穷理学》介绍了经典力学基础知识,同时还介绍了光的折射和色散方面的知识。这在中国当时是全新的知识。
刚到北京的时候,南怀仁就曾协助汤若望使用定滑轮、动滑轮和滑轮组把一口重达12万斤的大钟悬挂在钟楼里。南怀仁还在中国进行了汽轮机的最早实验,就是利用一定温度和压力的蒸汽的喷射作用,推动叶轮旋转,从而带动轴转动以获得动力。
康熙帝倾心科技,奋而向学。南怀仁经常受命进入宫廷同康熙帝讲论西洋音乐、几何、天文、历算知识,并特地为康熙帝编写了教材。每天破晓之时,南怀仁就已入宫,午后三四点钟才告退。南怀仁率真质朴,才干卓越,深得康熙帝的信赖和赏识。
明清之际以利玛窦、汤若望、南怀仁等天主教耶稣会士为主角的西学东渐,持续两个世纪,为中国打开了一扇面对西方科学的窗户。