神威大將軍炮在錦州大捷中一戰成名，消息傳遍九邊重鎮，邊關將士無不振奮。可陳矩深知，一門火炮的勝利遠遠不夠——遼東韃虜雖遭重創，卻未傷元氣，宣大、薊州等邊防要地仍麵臨著蒙古部落的襲擾；且神威大將軍炮雖已定型，卻仍有改進空間，配套的戰術、彈藥、操典更是一片空白。更重要的是，泰西火器背後的數學、物理、冶金等學問，才是革新的根基，若隻學其“形”而棄其“神”，終究難以長久。
錦州大捷後的第三日，陳矩再次上疏萬曆帝，提出兩條懇請：其一，擴大神威大將軍炮的生產規模，不僅裝備遼東，更要配發給宣大、薊州、山海關等邊防重鎮，同時組建專門的炮兵營，製定統一的操典；其二，在京城設立“譯書館”，由徐光啟、李之藻牽頭，聘請利瑪竇、湯若望等傳教士，翻譯泰西科技書籍，尤其是數學、力學、冶金、天文等方麵的著作，為火器改良、國家建設提供根基。
此疏一上，立刻在朝堂引發軒然大波。支持派以徐光啟、李之藻為首，認為“師夷長技以製夷，乃強國之本”；反對派則以禮部尚書沈鯉、禦史劉光複為代表，怒斥“泰西異學乃異端邪說，引入中國必亂綱常”，更有人彈劾陳矩“崇洋媚外，背棄祖宗之法”。
張鯨的殘餘勢力也趁機煽風點火，東廠前千戶楊順聯合幾名保守派官員，在朝堂上發難：“陛下！陳矩此舉實為不妥！祖宗傳下的學問足以安邦定國，何必舍本逐末，信奉番邦異說？譯書館一開，異端邪說橫行，民心必亂，社稷必危！”
陳矩早有準備，他與徐光啟一同入宮，在文華殿當著萬曆帝與百官的麵，展開了一場關於“西學利弊”的辯論。
“楊大人所言差矣！”徐光啟上前一步，手持一本利瑪竇贈送的《幾何原本》手稿，朗聲道，“所謂西學，並非異端邪說，而是探究天地萬物之理的學問。譬如這《幾何原本》，其中的公理、定理，可精準計算炮身倍徑、彈道軌跡，正是改良火器、提升精度的關鍵；泰西的冶金之學，能讓鐵器更堅韌、銅器更精純，這正是我朝鑄造火器所急需的。這些學問，不分中外，隻論對錯，若能為我所用，便是強國之術，何談背棄祖宗？”
陳矩緊接著補充道：“陛下，臣並非要廢棄祖宗之法。我朝傳統火器、冶金技藝自有其精妙之處，隻是曆經百年，未能與時俱進。如今泰西學問恰好能補我朝之短——以泰西數學校正炮身尺寸，以泰西冶金改善鑄造工藝，再結合我朝工匠的經驗，方能造出更精良的火器，訓練出更精銳的軍隊。至於譯書館，並非傳播宗教，而是隻譯科技書籍，為我朝培養人才。若因‘番邦’二字便棄之不用，與閉關鎖國、坐以待斃何異？”
萬曆帝看著殿內爭論不休的百官，又看了看陳矩手中的神威大將軍炮圖紙與徐光啟手中的西學手稿，心中已有了決斷。錦州大捷的甜頭讓他深知火器的重要性，而陳矩“務實強國”的理念，也正合他想重振朝綱的心思。最終，他拍板定案：“準陳矩所奏！工部即刻擴大火炮生產，兵部牽頭製定炮兵操典；譯書館設於翰林院旁，撥銀三萬兩作為經費，由徐光啟、李之藻主持，陳矩總領其事，凡阻撓者，以抗旨論處！”
旨意一下，反對之聲戛然而止。陳矩與徐光啟等人立刻著手推進各項事務，而此時，來自薊州的告急文書恰好送達——蒙古土默特部趁冬季來臨前，集中三萬騎兵，襲擾薊州鎮，接連攻破兩座邊堡，兵鋒直指薊州城。
薊州守將戚繼光早已病逝，現任總兵官劉挺雖勇，卻苦於火器落後，隻能收縮防線，堅守城池，頻頻遣使求援。萬曆帝當即下旨，命剛生產出的二十門升級版神威大將軍炮緊急馳援薊州，同時令陳矩派徐光啟前往薊州，協助劉挺製定炮戰戰術。
這升級版的神威大將軍炮，是陳矩與徐光啟根據錦州之戰的經驗改良而成：炮身倍徑進一步優化，射程提升至六裡；炮架加裝了可調節角度的裝置，能更精準地瞄準不同距離的目標；更重要的是，徐光啟根據彈道學原理，設計了簡易的瞄準儀，通過數學計算修正偏差，大幅提升了命中率。
徐光啟帶著二十門火炮、百名炮兵和全套操典，日夜兼程趕往薊州。抵達薊州城時，土默特部正猛烈攻城，城牆上的舊式火炮射程不及敵軍弓箭，隻能被動挨打，城牆已被轟開一道缺口，形勢危急。
“劉總兵，火炮已到！”徐光啟直奔城樓，對著渾身是汗的劉挺高聲道。
劉挺又驚又喜，連忙道：“徐大人來得正好！這些番邦火炮真能退敵？”
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