首，其次是有关工业各卷，而以不切国计民生的珠玉一卷殿后，体现了作者重农、重工和注重实学的思想。尤其可贵的是，书中附图123幅，包括提花机、钻井设备、轧蔗机、大型浇注锤锻千斤锚、阶梯式磁窑、玉石加工磨床等。所绘内容，结构准确，比例恰当，立体感强，依其图样与数据，即可将所绘的各种机械设备重新制造出来。
《天工开物》详细地记载了有关炼锌技术，其中介绍了密封加热法，解决了锌极易氧化的难题，也记载了铁矿石变成钢的生产过程，完全符合现代钢铁生产原理。书中还介绍了防治稻田八大灾害的方法，至今仍然在农村中广泛流传和应用。《天工开物》中记载的冷浸田使用骨灰蘸秧根，是我国使用磷肥的最早记录；利用不同品种蚕蛾杂交而生出“嘉种”，是我国利用杂交技术改良蚕种的最早记录。书中记载的精巧复杂的提花机是当时世界上最先进的，记载的锌的冶炼技术在世界上是最早的。
《天工开物》是一部有关农业和手工业生产技术的百科全书，是对中国古代农业和工业生产技术系统而全面的总结，其所述范围之广为以往任何著作所不及，是保留我国科技史料最丰富的一部书，它更多地着眼于手工业，反映了我国明末出现资本主义萌芽时期的生产力状况。其中还记录了不少在当时居于世界前列的工艺措施和科学创见，在世界科学史中占有重要地位。
传教士的宗教和科学活动
《坤舆万国全国》
《程君房墨苑》中利玛窦撰文及插图
利玛窦像明末是中国历史上西方文化第一次大规模输入的时期。明中叶以后，地理大发现的进展使东西新航路畅通，天主教修会——耶稣会便派遣大批传教士来华，形成传教士东进的高潮。一时间，来华传教的西方教士达数百人之多，他们在中国积极从事宗教活动，但最终，他们在科学技术方面的影响甚至超出了宗教本身。历史学家这样评价传教士在中国的传教活动，“蜜蜂本意是觅食，但它传播了花粉”。传教士与科学技术的关联和基督教在华传播是同步过程，许多传教士是以科学作为传教工具的。
西班牙人方济各·沙勿略是外国传教士进入中国的先驱。1541年，沙勿略从里斯本出发到了印度和日本。在日本，他感到中国文化对日本的影响很深，便决心访问中国。在朋友的帮助下，沙勿略组织了一个赴中国的使团。1552年4月，他离开印度果阿前赴中国。但抵达马六甲时，使团被扣，沙勿略的计划失败了。沙勿略决心不惜一切代价偷渡到中国，但也失败了，年底，沙勿略染上疟疾，不久便去世了，年仅46岁。沙勿略虽然未能进入中国传教，但他的努力激励着他的同道。在葡萄牙人抢占澳门之后，耶稣会开始以此为据点，开始向中国内地渗透。
1582年，意大利人罗明坚经两广总督陈瑞的批准，第一个进入中国内地，居住在广东肇庆天宁寺，开始传教，并着手建立在中国内地的第一个传教根据地。罗明坚还在澳门的时候，意大利传教士利玛窦被耶稣会派到澳门，协助罗明坚共同打开中国的传教局面。此后，利玛窦在中国寓居28年，为天主教在中国的传播发挥了重大作用。
万历十一年（1583年），罗明坚和利玛窦来到广东肇庆，并很快与肇庆知府拉上了关系，被批准择地居住和修建教堂。利玛窦公开展览西方先进的机械制造产品和科技成果，如钟表、三棱镜、圣母像、地图等。他利用在意大利所学的知识，致力于制造天球仪、地球仪，成为西方先进自然科学知识的传播者。后来利玛窦又在南昌、南京等地传教游历十多年，结交了许多中国朋友，如徐光启等人。万历皇帝对利玛窦所进呈的自鸣钟非常感兴趣，甚至特地在皇宫内为自鸣钟盖了一座钟楼。万历皇帝第一次看见那座高大的自鸣钟时，钟还没有调好，就命令立刻召见神父们。传教士们被允许在北京长期居住，明政府每隔四个月还给他们发一次津贴。
《坤舆万国全国》《程君房墨苑》中利玛窦撰文及插图利玛窦来到中国后，他把传教与儒学相结合，被称为“合儒”﹑“补儒”、“趋儒”。为了博得士大夫的信任，他用15年的时间钻研儒家经典，被称为“西儒利氏”。他一面教学，一面传教，他甚至用中文写成《天主实义》，把天主教教义与儒家学说相比附，求同存异。经过数年的努力，利玛窦的传教工作获得了当时名士叶向高﹑徐光启﹑李之藻﹑袁宏道﹑杨廷筠﹑瞿太素一批官员和开明人士的信任和支持。
利玛窦之后来华的传教士中，著名的还有熊三拔、龙华民、毕方济、金尼阁、汤若望等。他们在传教的同时，给中国带来了先进的数学、天文学、地理学知识。在数学方面，利玛窦和徐光启合作翻译了欧几里德的《几何原本》，利玛窦和李文藻合作翻译了《同文算指》。在天文学方面，传教士龙华民协助完成了《崇祯历书》的修撰。在地理学方面，利玛窦的《坤舆万国全图》、《天学实义》，庞迪我的《职方外纪》等都给中国带来了地理知识。为了大规模测算，传教士们还根据欧洲数学家的著作，编译了《割圆八线表》﹑《测量全义》。传教士的科学活动使明末出现了一个科技发展与交流高峰。
F0 13 明朝的灭亡
李自成和张献忠（1）
明人绘《饥民图说·饥民逃荒》
李自成雕像
明朝末年，各地农民不断揭竿而起，举行了一次又一次大大小小的武装暴动和起义，地瘠民贫、生产落后的陕北也先后爆发了多次农民起义。天启七年（1627年）；王二率领陕北澄县饥民冲进县城，杀了知县张斗耀，揭开了明末农民大起义的序幕。次年，王嘉胤聚众数千人起事，王二率部赶来汇合。紧接着，安塞的高迎祥发动起义。高迎祥因战功卓著，被起义军称为“闯王”。在这些农民起义军中，涌现出两位杰出的农民起义领袖李自成和张献忠。
李自成，陕西米脂双泉里李继迁寨（今属横山）人，出生于万历三十四年（1606年）八月二十一日，乳名黄来儿，初名鸿基，祖辈世代务农。二十一岁那年，无依无靠的他应募到银川驿站当一名驿卒。不久，因无力偿还豪绅文举人的债，被戴上枷锁严刑拷打，在穷伙伴的帮助下，他杀死文举人，又与侄儿李过逃往甘肃当边兵。崇祯二年（1629年），后金兵大举南下，京师吃紧。为了保住北京，朝廷急调四方军队赴北京增援。李自成所在部队随参将王国向京师进发，途经金县（今甘肃榆中），兵士们要求发饷，参将王国却克扣不发，于是发生了兵变，愤怒的兵士们杀死了参将，准备逃跑。
明人绘《饥民图说·饥民逃荒》李自成平时为人敦厚朴实，办事又干练，且有谋略，深受兵士们的尊重。于是他说服大家，组织起来，投奔起义军，很快就拉起了一支队伍。他们先加入王左掛和张存孟领导的队伍，后因王、张投降了官府，他就带着李过等投奔高迎祥。由于李自成从小练就了一身好武艺，臂力过人，善于骑射，再加上意志坚强，机智勇敢，处事果断，又有谋略，因此得到闯王高迎祥的信任，成了一名勇将，号称“闯将”。
张献忠，字秉吾，号敬轩，延安肤施（今陕西定边东）人，出身贫苦家庭，与李自成同岁，从小聪明倔强，跟着父亲做小生意，贩卖红枣。他当过捕快，后又来到延绥镇当一名边兵。生性刚烈，爱打抱不平，为此几乎丢了性命。他因被人陷害，犯了“法”当斩，“主将陈洪范奇其状貌，为请于总兵官王威释之”，最后以“鞭一百免”。革役后他逃回到老家。
崇祯三年（1630年），张献忠在家乡聚集十八寨农民组织了一支队伍响应王嘉胤等起义。他自号“八大王”。由于他“身长瘦而面微黄，须一尺六寸，僄劲果侠，军中称为‘黄虎’”。这一队伍初属王自用，后自成一军。因张献忠幼时读过一点书，又受过军事训练，为人多智谋，果敢勇猛，很快就显示了卓越的指挥才能，后来逐渐成为明朝末年和李自成齐名的杰出农民起义领袖。
陕北的一系列起义震惊了明朝统治者，崇祯皇帝准备用剿抚兼施的策略尽快平息农民起义，因此三边总督杨鹤执行以抚为主、以剿为辅的政策，企图瓦解农民起义军。在明军剿抚兼施的进攻形势下，陕西战场的起义军除壮烈牺牲的外，不少首领接受了朝廷的招安，有的则呈现出时降时叛的复杂局面。为避开明军主力，王嘉胤率军入晋，起义中心转移到山西。王嘉胤牺牲后，王自用联合高迎祥、张献忠、罗汝才各部，号称三十六营，在山西继续战斗，农民起义军自此由分散作战状态进入协同作战阶段。
起义军势力的壮大，宣告了明朝招抚政策的破产，主抚派杨鹤也因此下台，洪承畴继任三边总督，集中力量围剿起义军。后来，王自用在作战中牺牲，起义军在高迎祥领导下，与明军继续作战，但损失较大。为保存实力，起义军从山西转入河南。崇祯六年（1633年）冬，高迎祥、张献忠、罗汝才、李自成等经河南省渑池县突破明军黄河防线，转移到明军力量薄弱的豫西，积蓄力量，继续战斗。渑池突围的胜利，不但使起义军未被消灭，反而变被动为主动，对后来起义军势力壮大具有重大意义。
面对农民起义的严重威胁，明朝政府于崇祯七年（1634年）末提升洪承畴为兵部尚书，统一指挥陕西、山西、河南、四川和湖北等省官兵。次年，明朝政府又调兵七万二千余，准备在六个月之内消灭起义军。为了迎击明军，十三家七十二营起义军领导人聚会河南荥阳。会上，回民领袖马守应主张北渡黄河，转移山西，遭到张献忠等人反对。李自成提出了“分兵定所向”的战略，主张联合作战、分兵迎击明军。这一战略思想得到大会赞同，于是决定分兵五路：一路向�