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万历元年（1573）农历正月十五，刚刚过完春节的江南，人们依旧陶醉在喜悦的气氛中。本来春节前后的大明烟花盛会已经非常多，可是由于国丧还没有结束，元宵节的烟火灯会被取消了，这令许多爱热闹的百姓感到十分遗憾。对于徐光启而言，除了公事，今年最重要的一件事，就是接老师徐渭回家。他早在农历正月十四就和父亲徐思诚一起，已经从松江府赶到绍兴府衙的监狱，和他的亲人一起迎接师傅出狱。此时的徐渭身体状况已经大不如以前，精神抑郁已经把他折磨得瘦弱不堪，眼光无神，四肢麻木，头发凌乱，胡须发白。唯独看到爱徒徐光启的时候才感到眼前一亮，但随即又昏死了过去，正当众人一阵紧张地手忙脚乱地抢救时，他才缓缓地张开了眼睛，手指着放置在地上的食盒，有气无力道：“饿······饿······”徐光启于是迅速打开食盒递送了过来，徐渭一把抢过食物便狼吞虎咽起来。众人看着徐渭凄惨的样子，无不叹息流泪。
吃完饭，徐渭的体力逐渐恢複过来，又对着众人大声地喊道：“水·····水·····”于是，他的儿子徐枚赶紧递送来一个随身携带的水囊，道：“爹爹，给！”徐渭一把抢过来便“咕噜咕噜”地大口喝起来。吃喝完毕，徐渭才恢複了些气力，在众人的搀扶下踉跄着站了起来，随后看了看左右亲人，缓缓道：“我们回家吧。”
接下来的几天时间，徐光启父子一直陪伴在徐渭身边。一边帮他调养身体，恢複元气；一边治疗他的精神疾病，让他逐渐乐观起来。等到徐渭的身体逐渐恢複正常以后，有一天，他突然拉着徒弟徐光启的手道：“徒儿，你跟着师傅来，师傅给你看一样重要的东西。”
徐光启一脸疑惑地跟着徐渭，看着他把自己带到了一间书房，然后从书柜上取下了数本厚厚的线装书籍来，递交到他的手中，亲自嘱托道：“这几本书是师傅当年跟随浙直总督胡宗宪在沿海诸省抗倭时，收集的江南各地富商大贾的情报和资料。当时为了及时筹措军费，防止这些人在朝廷下令摊派赋税时谎报、瞒报，我们暗中派人去调查和搜集这些士绅豪门的实际资产数额。这些资产数字虽然随着时间的变化，出现了一些损益，但大多数还是真实有效的。现在我听你父亲说，你做了朝廷的松江府市舶司提举，要为朝廷的赋税改制到江南各地开设大明皇庄，如此一来，一旦挤占他们的财路，就免不了要和这些士绅商贾发生冲突。所以，师傅把这几本记录他们了财富总额和具体从事的买卖行业的书，转交于你，让你做到知己知彼百战不怠。”
徐光启接过书，翻看了几页，激动地感谢道：“谢谢师傅！”
接着，徐渭又从怀里小心翼翼地拿出一封信来，和他认真道：“这是你身在北京的张元忭师傅写给我们师徒俩的信，他信中除了叮嘱你在江南管理市舶司时，要时刻关注沿海商贩走私问题以外，就是和我提到了朝廷今年已经正式推动改制，颁布了考成法。为了协助张首辅改革，他需要我尽快去北京，留在他身边做幕僚，给他出谋划策。”
“可是师傅您现在的身体还未完全複原，现在去北京，徒儿担心您经不起旅途劳顿之苦。”徐光启无不担忧道。
“是的，师傅也觉得现在去北京的时机还不成熟。所以，师傅打算现在先给你当幕僚，待你在江南站稳脚跟，然后再去北京。”徐渭深思熟虑道。
徐光启听罢，高兴地鼓掌跳起来道：“有师傅助徒儿一臂之力，徒儿万事无忧！”
万历元年农历二月初一，经过半个月时间的休养，徐渭身体基本康複，与儿子徐枚交代了一下重要的家务事后，便和徐氏父子一起返回了松江府。由于中途没有耽搁，农历二月初三，师徒俩一回到松江府，便来到了市舶司开始商讨公事。
徐光启在徐渭面前展开了一张悬挂着的大型大明南直隶地图，徐渭发现这张地图的内容十分细致，它涉及到精准的测绘技术，图上山川丘陵、高原盆地、江河湖海等，比例尺精准到一比一千，这种制图水平显然已经超越了当时的所有的制图技术，令徐渭大开眼界，不禁感叹道：“大明军事地图都相形见绌。”
徐光启看着老师站在地图前发呆，便拿出一根地图指挥棒，指着上面的内容缓缓道：“师傅，你看地图上的长三角一带，多平原湖泊，自古以来是江南鱼米之乡，人烟繁盛，而长江口有很多泥沙冲积形成的新土地，有的还未开发。我计划向朝廷申请，在松江府的黄浦口右岸和崇明岛那里的荒地开辟新的棉田，通过增加棉花原料来增加未来的棉纱产量。”
“你要种那么多棉花，生产那么多棉纱棉布，那你的销货渠道呢？”徐渭看着地图淡淡地问道。
“徒儿目前和上海县棉商戴金泰合作，除了他在南直隶原来的棉布销售市场外，就是通过朝廷的封贡互市政策，打通的长城边关和草原市场。徒儿知道这样的市场总量是远远不足的，所以下一步想打开南洋乃至西洋市场，将棉纱棉布出口外销。”
“子先徒儿，你把做生意想的太简单了，南洋之地湿热荒蛮，人口稀少，西洋路途遥远，海上匪患横行，又怎么能顺利地卖得出这么多棉布商货呢？”顿了顿，继续缓缓道：“棉布厚实保暖，适合北方居民，徒儿应当把主要棉布商货的供应市场放在辽东，那里的冬季十分寒冷，人们急需棉布保暖。而目前全国的棉业市场，实际上掌握在松江府四大棉商孙兆成、樊仁约、毛德瑞、楚万吉巨头手中，这些棉商拥有松江府地区最好最多的熟练工匠，加上他们织机数量多达几千架之多，棉布质量高，产量大，短时间内想在市场上打败他们，成为新的棉商巨头，实在太难。”
“那么师傅有什么好建议吗？”
“自古商战，从来不是以低价和多量取胜，而是依赖可靠的商货质量、丰富的品种和实惠的价格赢得顾客的喜爱，师傅虽然目前没有去考察你的棉纺场，但是我猜得出以你目前手里的工场织机数量和工匠技艺水平，肯定还无法与四大巨头匹敌。短时间内，我们又无法造出那么多织机，只能在商货生产的质量上下功夫。目前，我们唯一的优势，就是利用市舶司官府的政令，垄断经营，将部分商货供给军队或者各地官府的官差衙役。”
徐光启有些顿悟了，点了点头道：“金杯银杯不如老百姓的口碑，目前我们还需要步步为营。”
“是的，你应该上疏朝廷，让苏州织造府和杭州织造府分拨一部分棉纺织方面的能工巧匠到松江府来，他们常年为皇家缝制各类锦衣丝绸，纺织品犹如巧夺天工，肯定会受到市场的欢迎。”徐渭仔细思考道。
“谢谢师傅提点，我立即上疏陛下，请求织造府派能工巧匠支援。”
公事讨论完毕，两人又研究了南直隶和松江府各地的经济形势和人口数量，作了一个整体的销售布局。入夜，徐光启在市舶司后衙给徐渭安排了一间上房，当做师傅的寝室，便匆匆地赶回家了。
第二天上午，徐光启便把自己关在房间里，开始钻研起手工织机的研究。他先是认真地仿照黄道婆在松江府推广的海南黎族织布技术，设计手工纺织机图纸，但是转念一想，觉得依靠着人工手段纺纱、织布的速度还是太慢，无法有效降低生产成本，所以最终还是决定采取不列颠（英国）人在十八世纪的纺纱织布技术发明。他先是根据一些模糊地记忆绘画了巧借水力、人力的骡机和水力织布机的样式图纸，然后把大明现有的手工作坊技术与之作了一个结合，在图纸上作了一些适当调整。
下午，徐光启带着两个市舶司的属下来到“大明皇庄棉业工场”来找正在监督工人们干活的戴金泰，吩咐道：“麻烦伯父帮我找几个能工巧匠来。”戴金泰点头应诺，先后给徐光启找来了三位擅长维修织机的工匠。
徐光启把手中的图纸交给他们一一过目，三人仔细研究，顿时被徐光启的图纸内容给震惊到了，他们对此啧啧称赞，然后反複询问徐光启机器的工作原理。于是，徐光启一一和他们耐心地解说，又将图纸中机器的零部件分别加以注释，三个工匠恍然大悟。然后，他们利用徐光启买给他们的材料，开始研制新的纺纱机和纺织机。
在临近棉业工场的放工时间，徐光启又与戴金泰商量了一些新的工场规矩细节之后，便召集二百来人的全体工场职工开会。只见他拿着硬纸片制作的手工扩音器，站在一处高台，面朝众人大声喊道：“各位大明皇庄棉业工场的职工们，你们中有些人从去年入股本工场开始，就已经是这个工场的股东和主人了，你们和朝廷是休戚与共的。可是，现在我们的商货在松江府、南直隶、乃至全国的销售量还远不如松江府的四大棉商，我们要在将来实现更大的发展、更多的利润，从而为自己和家人获得更好的生活还需要继续努力。所以，本人就代表大股东的董事会向大家宣布，今天我们要在工场原有规定基础上，增加新的举措来刺激大家的工作积极䗼！”
职工们听完，一阵议论纷纷，这时候，人群中一个高个子的男人喊道：“什么举措？我们洗耳恭听！”
徐光启缓缓道：“第一，我们从下个月开始，工场按照计件数量发工资，不再明确要求上工和放工的时间，只要谁纺的纱线越多，织的质量合格的布匹越多，谁就能在月底拿的工资越多，年底拿的奖金也越多。第二，从现在开始，凡是对本工场的纺织机有改进贡献，并增加了纺线织布速度的技术职工，我们将给予一定技术进步奖励，并由大明市舶司颁发技术专利发明证书，以后松江府各地工场凡使用同类技术的，必须要给发明改进者一定的专利保护费用，否则市舶司就以朝廷的名义对剽窃技术者予以罚款，所罚没银两一律由朝廷转给予专利技术拥有者。第三，我们这儿将迎接从各地织造府调来的，一些原为皇室服务的能工巧匠，他们技术精湛，能力出众，希望在场的各位职工同仁，能够认真学习他们的技术，使我们的棉布商货远销全国，打破四大棉商的商货垄断局面，甚至将来能够行销海外！”
“好！我们赞成！”人群中爆发出一阵阵热烈的掌声。
“但是小官人，你怎么能保证你能说到做到呢？”这时候，另一个质疑的声音也发了出来。
徐光启肃容道：“我以朝廷的名义起誓，本市舶司提举所言皆为大明官府的法规和律令，如果我食言，我就从自掏腰包，主动给大家发银子！”
“好的！我们相信你！一定努力织出更多质量合格的棉布。”说完，全场响起更加激烈的掌声。
徐光启高兴地看着充满渴望的工场职工，代表戴金泰宣布今天放工。
于是，接下来的日子，徐光启将所说的承诺一一在工场中兑现，并上疏皇帝和内阁，将自己的条陈建议写成奏本上报，很快就获得了内阁和司礼监的批准，并且将徐光启提出的《专利保护法》颁行于南直隶各地。这件事很快在全国引起了轰动，因为这种法律在中国的出现是史无前例的。这些激励人才的措施，使得各地熟练的棉纺工匠们闻风而动，他们对入职大明皇庄手工棉场都显示出极大的兴趣，而且跃跃欲试准备前去应聘。
万历元年（1573）农历四月初三，是松江棉花开始播种的季节。徐光启以市舶司的名义发布公文，鼓动棉农扩大产区，并许诺今年所钟棉花，只要质量上乘，官府一律按照市价统一收购，来者不拒，这极大地刺激了棉农的生产积极䗼。
这些消息开始不断地刺激着松江府的四大棉商，他们担心今年的棉花原料会被有官府背景的“大明皇庄棉业工场”大量收购，导致市面上棉花的原料不足，所以纷纷开始提前许诺松江各地的棉农，要比官府的市价收购高出一成的价格来收购棉花，并支付了定金，徐光启看到此景，乐见其成。他盘算着下一步计划，一边寻找新的棉源，一边准备着手打开北方各省的棉布市场。
而江南四大棉商们此时已经开始忧心忡忡，大棉商孙兆成在四月初十邀请了以前的死对头楚万吉，两人相约在松江府华亭县的望江楼见面，孙兆成在酒楼订了一个雅间，等着和楚万吉秘商。
此时正值春季，乍暖还寒的时候。孙兆成望着黄浦口江面上船来船往的忙碌景象，心中忐忑不安，急得如热锅上的蚂蚁，他不停地跟身边的小厮吩咐道：“快给老爷我扇扇子。”于是，小厮便不得不一直不停的拍打着扇子，孙兆成没有感到凉意，反倒把小厮累得满头大汗。
就在这个时候，楚万吉推开了雅间的门，步态轻盈地来到了孙兆成面前。孙兆成看到楚万吉笑脸嘻嘻地的样子，着急道：“都火烧眉毛了，楚兄今日还能笑得出来。”
楚万吉看着孙兆成的样子，幸灾乐祸。两人在商场上算是亦敌亦友，这次是因为松江府突然杀出个“程咬金”，已经严重破坏了长期以来他们四大棉商定下来的价格联盟潜规则，所以不得不再一次联手。只听那楚万吉道：“孙兄不必惊慌，这次松江府棉纺业出现的官商又不是什么新鲜事。自古官府从商，常常因为朝廷所用非人，使得经营管理不善，导致巨额亏空，最后都是雷声大雨点小，草草停业的。”
“可是我听说这次朝廷的决心很大，从北京传来的消息说，朝廷为了改革赋税制度，充实国库，已经下令将民间的商户们买卖给官府垄断做，如此与民争利，真是前所未闻。而且朝廷这次派来的市舶司提举徐光启来头不小，听说是小皇帝的侍读，与现任内阁首辅张居正是忘年交，他们已经在大明的一南一北开始打压我们这些富商豪门了。”
“那他经营过生意吗？见识过大风大浪吗？一个十二岁的毛娃娃，还没经历过什么大世面，他能在商场上打败我们？这也太不可思议了。”楚万吉继续不屑道。
“骄兵必败，你如此轻视对手，到时候肯定要吃大亏。你看他最近拿出来的咄咄逼人架势，利用官府雄厚的资金，几乎要把棉农手里的商货全部收购，迫使我们不得不提前竞价购买，导致今年增加了不少营商成本。”孙兆成摇摇头，无奈道。
楚万吉对此倒是深有同感，倒吸一口凉气道：“与其竞价商战，不如我们联合他一起垄断市场，毕竟民不能与官斗。”
孙兆成难受道：“如此一来，我们又要损失不知多少利润。本身我们这些棉业巨头已经分食了大明的棉业市场份额，如今又拉他入伙，我们怎么和他利润分成呢？再说，即使我们同意，那樊仁约和毛德瑞会同意吗？”
楚万吉抚着胡须故作深沉道：“不做一番试探，怎知这个毛娃娃愿不愿意妥协呢？毕竟他现在羽翼未丰。”
孙兆成听完，无奈地叹气道：“那好吧，我写信给樊仁约和毛德瑞，我们四人联名邀请那个松江府小秀才到望江楼一聚。”
农历四月初十，徐光启正在衙署办差，突然接到四人的联合邀请名帖。于是，徐光启找来师傅徐渭商量对策。只听那徐渭缓缓道：“此番子先你在松江府放出话来，说要统一收购南直隶各地棉农手里的商货，估计把他们吓得不轻。”
徐光启笑道：“全赖大明官府在百姓心中有着如天一般的威望。”
徐渭肃容道：“即使如此，徒儿你也莫要大意，此次他们邀约望江楼估计是宴无好宴。”
徐光启认真道：“即使是鸿门宴，我徐子先又有何可惧？只愿这些商人能讲点良心，不要把市场上的棉价压得太低，给棉农们一条活路。”
徐渭摆摆手道：“商人本䗼重利，国朝优待太久，恐怕无法轻易让他们改变贪婪的心䗼。”
徐光启冷哼一声道：“那我们就使些手段，迫使他们就范。”
徐渭点点头认同道：“使些手段可以，但我们还是不要逼迫太甚。且不说这些士绅商贾在朝中都有人护佑，只是你此行的目的并非要让他们彻底破产，而是要让他们乖乖交税，遵守国朝的法度。”
徐光启答应道：“徒儿知道分寸。”
第二天，徐光启应邀出席望江楼聚会。进入包厢雅间，四个胖墩墩的棉业巨头们看到徐光启孩童一般的模样，还是心中暗暗称奇。众人纷纷站起身，对着徐光启一番虚礼，然后坐定，纷纷自我介绍起来。这时候，徐光启才仔细观察起这几个富商的模样，看到他们一个个圆脸粗腰、脑满肠肥、大腹便便的样子，穿着打扮极度奢华，想起大街上行乞流浪的百姓，心中不禁一阵叹息难过。其中一个手指上戴着翡翠玛瑙戒指的富豪，自称是樊仁约，先对着徐光启敬酒。徐光启摆摆手说道：“我习惯只喝茶水。”于是，樊仁约只好亲自给徐光启斟茶，十分热情客气。
他一边倒茶一边羡慕道：“徐大人小小年纪便受朝廷倚重，封官受职，樊某佩服之至。”
徐光启朝北拱手谢道：“全赖圣上隆恩。”转身又朝向四人反问道：“诸位士绅，能有今日之荣耀身份、财富地位难道不是仰赖陛下隆恩，国朝优待？”
四人纷纷皆点头称是。徐光启看着他们，目光变得柔和起来，继续缓缓道：“既然各位深知一切皆赖国朝厚恩，如今国朝有难，各位可否愿意出手帮助？”
这时候，毛德瑞闻言嗤之以鼻，反问道：“徐大人是否危言耸听了。我大明泱泱大国，疆域广阔、人口众多，国朝富有四海。如今南倭已平，北虏俯首，朝廷又有何难？”
徐光启看着毛德瑞一副尖酸刻薄的样子，心中鄙夷，努力压抑住内心的怒火，缓缓道：“那么国库空虚，百姓贫苦，如此状况，还不算国朝有难？”
孙兆成哈哈一笑道：“国库空虚，那是官府奢靡浪费所致。百姓贫苦，自是他们慵懒无为酿成。只要朝廷懂得节流，百姓质朴勤劳，这种危难局面自解。”
“如果我大明百业兴旺发达，而朝廷困顿、百姓贫苦，自有其原罪过错。但如今我大明商富农贫，财力悬殊，贫富固化。富者愈富，穷者愈穷，则罪过自然不在其本身，而是富者奸猾贪婪，既不给贫者致富机会，也不给朝廷上缴赋税。”徐光启看着他们阴晴不定的脸色，继续娓娓道来：“如今全国各处，物价比之太祖立国之初都有大幅上涨，就比如在座各位的立身本业：棉布织造。国初，一斤棉花大约三十钱，纺成线织成布每匹布价也不过约一百五十钱。可现如今，一斤棉花就要九十钱，纺成线织成布，其售价可达三百五十钱。这其中利润之丰厚，实在令人咋舌，此获利尽皆流入富人腰包，而穷人购买不起的冻饿而死，朝廷却收不到获利者的一两税银，你们说这合理吗？”
孙兆成一时语塞，心中暗想这小娃娃居然口才这么好，场面上不禁有些尴尬。这时候还是樊仁约出来打破僵局，咳嗽一声道：“大家先吃菜，吃菜。”徐光启看着桌上的美味佳肴却没有任何胃口，连筷子都没有提起，樊仁约看着这种情形，不断往他的碗里夹菜。徐光启摆摆手，拦住樊仁约的筷子，有些生气道：“本官将道理讲得如此清楚明白，诸位长辈依然不愿意让利于国朝与百姓？那本官就没什么好说的了，本官告辞。”说完，准备拂袖而去。
却被一直没有说话的楚万吉拦住道：“徐大人莫要生气么。士绅商贾凡家中有举人功名者可以不交粮纳税，此乃本朝祖制。”
徐光启怒极而笑地冷哼一声道：“士绅商贾不可以锦衣玉食也是本朝祖制，请问各位今天遵守了吗？”众人互相看了看身上的穿着，都沉默不语。
这时候，徐光启又站起身来准备告辞，却又被楚万吉拉住手道：“徐大人莫走，我们今天不如打开天窗说亮话。您今天到底要江南几成的棉布市场？我们可以好好商量商量一番么。”说完，他向众人使了使眼色，众人也连声劝说着。
徐光启转头看向楚万吉，心中暗想：这帮棉商垄断巨头真是太小看我了。点点头假意道：“那我就听听你们的说法。”
这时候，楚万吉对着徐光启留出一根无名指，表示愿意让出一成的市场获利，徐光启摇摇头不同意。于是，楚万吉留出两根手指，表示愿意让出两成的市场获利，徐光启还是摇头。这时候，楚万吉转头看向其他三个棉业巨头，看着他们面有难色的样子，咬了咬牙道：“我们许你三成的市场利润，外加金银珠宝一车，以表诚意，如何？”
徐光启此时反倒变得更加轻松淡定，嘲笑道：“你们想贿赂本官？本官还真瞧不上！”说完，他拿出一只手，揸开五指道：“我要全国五成棉布市场！还想让你们乖乖给国朝交税。”
四大棉业巨头听完后，顿时惊讶不已。楚万吉也有些绷不住脸了，语气带着威胁道：“就凭借着你皇庄棉业目前依靠兼并戴氏之后所拥有的实力，也只能在松江府上海县的棉业市场称王称霸，想在全国的棉业市场和我们一较高下，你恐怕是痴人说梦吧。再说，商人缴税的事自有皇帝的决断，也轮不上你们市舶司来决定！”
徐光启冷哼一声，怒道：“那么咱们就较量较量，看看将来鹿死谁手！”说完，他便不辞而别地离开了望江楼，留下了面面相觑的四大巨商。
这时候，楚万吉也已经恼怒起来，朝着徐光启远去的背影道：“呸！不过是一个羽翼未丰的毛头小子，本事不大，口气不小。”随后转头和另外三人商量对策道：“我们今年联合起来把松江府棉农手里的棉花都买光，囤积起来，看他能拿什么来织棉布！”说完，众人都一致点头同意。
不久，松江府的棉花市价便开始暴涨。很多地方棉田的棉花籽还没有下种，便被商人们抢订一空，引发松江府的农户们拔掉水稻秧苗，疯狂改种棉花。如此一来，这件大事很快引起了松江府知府柳希点的关注，他担心照这样发展下去，整个松江府将在今年秋季出现大规模粮荒。于是，下令各地的里正赶紧制止，但是看不到明显效果，于是被迫无奈的他发急递向朝廷报告实情。
而徐光启也在密切关注松江府的棉业动态，派市舶司的人不断地到各地打探消息。然后继续在棉花市场上放出消息，称大明松江府市舶司愿以高于市价两成的价格收购棉花，四大棉商听说此消息后，岂能罢休，他们很快将订购的棉价提到了高于市场三成。而这种棉价疯狂上涨的局面很快被南洋各地的棉花商贩们侦知，他们蠢蠢欲动，也开始在南洋各地抢订棉农手里的棉田，打算等棉花一成熟，就送到大明松江府销售。
这时候，内阁的朝堂也收到了江南各地的棉花价格暴涨的消息。正当张居正接到柳希点的报告，忧心忡忡的时候，徐光启从松江府市舶司送来的信也到了。他在信中将整个事件的前因后果都一一作了详细上报，并透露了自己大胆的计划：要借此商战彻底击败江南的棉业巨头，将松江的大部分棉布产业收入纳入大明户部财政收入。同时，为了解决因此造成的短期粮荒问题，他准备亲下南洋将高产作物马铃薯和番薯等作物引种中国，顺便去打探国际市场的现状，为将来的海外扩张做准备。张居正看完信后，才稍稍觉得心安。但他同时也感到疑惑：徐光启信中所说的“马铃薯”和“番薯”究竟是什么神奇的食物呢？能解决大明亿兆生灵的吃饭问题吗？
万历元年（1573）农历四月十五，徐光启在市舶司和下属们交待了具体商战策略后，将市舶司提举的工作暂时交代给了师傅徐渭。他和父母家人作了简单的告别，又反複叮嘱了正在热衷于女红（gong）的红粉知己凌瑶儿要好好照顾自己和家人的话后，便带着副提举官薛联明、五十名随从和两百名士兵，乘着一艘从兵部借调来的，名叫“鸿鹄号”的大型多桅帆船，从南直隶太仓的浏家港出发，驶向了茫茫的东海，驶向了太平洋。他们此行的目的地，便是当时由另一帮佛郎机（西班牙）人控制的南洋国家——吕宋（菲律宾）。
此时的船只海上航行要比长江与京杭运河航行所冒的风险大得多，出发前不仅要带上足够的粮食、药品、淡水和蔬菜以及栽种蔬菜的陶盆等物资，还要带上航海经验丰富的船老大、医师和指明方向罗盘针。为了抵御海盗袭击，官船上还多设置火炮、火铳等先进火器。徐光启趁着这个航行期间的闲暇，开始认真地研究起在船上装备的火炮武器。
大明的火炮大约分为西洋炮、红夷大炮、大将军炮、二将军炮、佛郎机炮、神机炮、虎蹲炮等诸多种类，其中海上常见的舰载火炮是西洋炮和红夷大炮两种，其余的便是容易携带的佛郎机炮和虎蹲炮。明朝的火炮大多仿制西欧国家，从铸造原料看，主要分为铜铸的、铁铸的两类，其中火炮射程远的可达二至四千米，这种火炮一般后坐力大，铸造技术要求比较高，如果铸造时工匠稍微马虎一点，就容易造成作战时炸膛，所以铸模成型后都要经过多道工序反複包浆，堵住炮体缝隙方才可靠。徐光启在座舰的甲板上仔细地观摩了一门红夷大炮，发现它的铸造时间是嘉靖四十五（1566）年，火炮的弹药是黑火药和重量约五斤的铁球，其最大射程为四千米。徐光启反複触摸火炮的外衣和内膛，发现此炮铸造精良，唯一的缺点就是没有合适的瞄准器，在远距离的海上作战很难准确命中目标。
鉴于此种火炮的缺点，徐光启当天就在卧舱内开始在图纸上绘制简易的火炮瞄准器的设计图样，当晚便搜集材料制作。由于船上的条件有限，徐光启当即决定用木料和一块从老船工身上借来的透明老花镜镜片尝试制作。他先用小刀削制木块，制作好合适的镜筒，然后安装好镜片，最后按照抛物线原理，在一块木板绘制出计算相对准确的数据。第二天，在众人好奇地目光下，市舶司提举官徐光启把一个制作好的简易式瞄准器安装在红夷大炮的木架上，面对众人的一声声疑问，徐光启只是笑笑，没有回答。
三天后，大船沿东南方向行至台湾岛附近时，突然遇上暴雨大风。船老大水启帆赶紧招呼众人躲到船舱，自己则领着一帮船工和熟练水手在努力收住风帆，抛下船锚以防止大船被风刮偏了方向，但是依然架……
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