而且，孙元化关于现代化火炮的建议得到了重视，大明还在京城郊区办起了一座规模不大的新式火炮铸造厂。为此，孙元化还专门邀请了精通火炮制作的传教士汤若望，作为该厂的顾问，他和汤若望成了无话不谈的挚友。

崇祯皇帝铲除了魏忠贤的阉党，重新起用了辞职回家的袁崇焕，孙元化也得到重用，升至登莱巡抚。登莱地区的战略地位，对大明异常重要，它是紧靠渤海湾、毗邻京畿的要地，海湾对面就是后金的辽东。

孙元化到任后，立即把有限的资金用于装备的改造上，进口和自制了不少新式火炮，还邀请了葡萄牙籍的教练训练部队。他还具备战略眼光，增添了不少配备西洋火炮的新式战船。他曾对祖大寿说过，如果能在登莱训练一支装备火炮的新式舰队，时机成熟时，配合关宁铁骑，从海上对辽东予以夹击，就可以一举平定后金。

可惜的是，孙元化的宏伟规划和强军之梦，很快就被击得粉碎——因为袁崇焕错误斩杀了毛文龙，孔有德等人叛变，登州沦陷，孙元化被俘后放归，被政敌余应桂、李梦辰、路振飞、温体仁等人陷害，被抓到京师镇抚司，狱中遭严刑。至此，孙元化有口难辩，被崇祯以祸乱之首判处死罪，被冤杀于崇祯五年，即1632年，在北京西市斩首。

那一年的一个深夜，北平的雪下个不停，一位老外化装成送炭工人，买通了看守，走进了大明北镇抚司阴森晦暗的监狱。他就是孙元化的朋友，曾和他一起在京城炮厂制造过西洋火炮的传教士汤若望。

因为孙元化生前加入了天主教，汤若望给孙元化做了最后的弥撒。在这最后时刻，孙元化竟然请汤若望转告三个儿子，不要因为他被冤杀而抱怨朝廷，不要当官，把他的遗作整理出来传于后人。

孙元化的三个儿子孙和鼎、孙和斗、孙和京照办了。在孙元化死后，他的遗体被儿子和部下迎葬于嘉定南门外的荒圩中，坟前立有一方石碑，上书“佥都御史孙元化墓”。此后，孙元化的三个儿子来到京城，把全部精力投入在整理父亲的遗作上，自己也不知不觉间变成了西洋火炮专家。

孙元化的三个儿子进京后，就住在汤若望的教堂里。

袁嘉升诚心诚意将汤若望和孙元化三个儿子那样的科学人才笼络到麾下，为自己所用。

袁嘉升派锦衣卫找到了汤若望，他此时正在京城宣武门内原天主堂里工作。那天晚上，月明星稀，袁嘉升带着满黑龙、何勇智等人微服造访。

“恭迎圣上，万岁，万万岁!”穿着一身黑色神父袍的汤若望见皇帝亲自登门，还是晚上，料定有重要的事情发生，用生硬的汉语行礼道。

汤若望知道，要想在中国传教成功，必须结交中国的权贵，学习中国的语言文字，并尊重中国人敬天、祭祖、祀孔的礼仪习俗，而“最善之法莫若以学术收揽人心”，他对袁嘉升的到来抱有极大的善意——明朝在这时候绝对是一个泱泱大国，人口过亿，教徒发展潜力巨大。得到明朝皇上的重用，以后必然会对他的传教事业大有好处。

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