众所周知，中国古代十大发明之一的火药，带给了整个世界一次改变。不过貌似知道现在，人们仍然流传这样一句话：中国发明了火药，却用来放烟花，而外国人却用来做大炮!
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其实不然，据北宋仁宗时期编纂而成的《武经总要》记载的各类火炮，可以说是我国古代第一部“古炮大全”。该书遍收历代上好的攻城兵器，其中辑录了10多种古代样炮，并附有火炮图形。 据考证，我国最古老的火炮要比欧洲现存最古老的火炮早半个世纪。
制造火炮，最关键的是铜铁部件的冶炼。明朝后期， “铁心铜体”铸造法面世，是巧妙利用了铜铁熔点的不同，铸造出来的火炮，不仅坚固耐用，射程要远一倍还多，同时还节省了很多材料。根据目前一般冶铸史的教科书介绍，美国军官托马斯·罗德曼(Thomas·J·Rodman)在南北战争时曾发明一种铸炮新法：采用中空的模型，并在其中导入冷却水，可使铁质炮管自内向外凝固，所铸之炮可以更大，耐用程度可达到先前的五至数十倍。明人“铁心铜体”的铸法虽使用两种金属，但原理很接近罗德曼法的雏形，却比罗德曼早出现了两个多世纪。
不过尽管明军对火炮的制造已经达到了一个高峰，但操作方法却一直是当时许多明军炮手的盲点
16世纪以来，西方科学家已经将数学知识变成简明实用的仪器工具，这与中国全凭经验发射火炮的传统方式，形成强烈对比。这些工具有增进瞄准技术的“炮规”，这是最早的计算尺，它能将火炮发射所需的复杂数学和物理知识，变成简单的标尺刻画，可对射击目标进行精确的距离测量和角度定位;此外，还有“铳尺”，可帮助炮手迅速计算出不同材质的炮弹和不同口径的炮身所应填装的火药量。
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耶稣会教士将这些先进技术输入中国，徐光启最先学习。而他的学生孙元化于崇祯三年获授登莱巡抚。他起用王征、张焘等信教官员或将领，并装备大量的西洋火器，还聘请了以澳门的葡萄牙人军官特谢拉·科雷亚为首的顾问团。
铳规、铳尺和矩度等仪具的使用以及装弹填药技巧的掌握，都是当时孙军中相当注重的训练内容，这些也是一般明朝军队所最欠缺的。最终，孙元化的部队成为一支受西式训练、采用西方武器的中国军队。
然而，戏剧性的一幕发生了，这支本应该受到重视的精锐部队，竟然最后因为一只鸡的缘故集体兵变，直接影响了明清军事力量的对比!
崇祯四年(1631)八月，皇太极率清兵攻大凌河城(今辽宁锦县)。孙元化急令部下孔有德以八百骑赶赴前线增援。这支部队虽是奉命北上，沿途却得不到官府的给养。至吴桥时，风雪交加，百姓惧兵纷纷闭门罢市，一士兵不耐饥寒，偷了当地望族王象春的一只鸡。对方要求孔有德将此士兵“穿箭游街”，引发军队不满，遂拥戴有德为主，发动吴桥兵变。
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1632年2月22日，在耿仲明的协助下，孔有德率众占领了登州。特谢拉·科雷亚及其葡萄牙炮手除三人幸存外，全部战死。
另一方面，1633年，孔、耿二人向皇太极宣誓效忠，皇太极在沈阳亲自欢迎他们。孔有德的归顺，不仅令后金获得大量精良的西洋火器，而且得到全套铸弹制药的技术以及瞄准的知识与仪具。经搭配八旗步骑兵后，在当时即形成一支几乎无坚不摧的劲旅。