万历三十八年的初夏，江西奉新县的乡间小路上，一个青衫书生正蹲在田埂上，目不转睛地观察着老农操作水车。
老伯，这水车一天能灌溉多少田地？宋应星掏出随身携带的笔记本，认真地记录着。
老农用汗巾擦了把脸，笑道：这位相公，这架水车是老朽改良过的，一日可灌田二十亩。若是寻常水车，最多不过十五亩。
宋应星仔细察看水车的构造，发现确实与寻常水车不同。轮叶的角度经过调整，传动装置也更为精巧。
妙啊！他忍不住赞叹，老伯是如何想到这些改良的？
种了一辈子地，慢慢琢磨出来的。老农憨厚地笑着，这农具用着顺手，收成才能好。
宋应星若有所思。他想起在书院读书时，那些同窗们个个都能背诵民为贵，社稷次之的大道理，却很少有人真正关心这些提高民生的实用技术。
就在这时，一骑快马驰来，马上跳下一个书童模样的少年。
少爷！京城徐大人来信了！
宋应星急忙拆开书信，正是徐光启的亲笔。信中除了问候，还附了一份《泰西水法》的节选，详细介绍了西方先进的灌溉技术。
太好了！宋应星如获至宝，徐公在信中說，他正在与利玛窦先生合作翻译《几何原本》，认为西学中的实用技术颇可借鉴。
书童好奇地问：少爷，这些泰西的学问，真的有用吗？
大有用处！宋应星指着远处的稻田，你看，若是能将这些新技术与老伯的经验结合，何愁粮食不增产？
这个夏天，宋应星走遍了江西的城镇乡村。在景德镇，他详细记录了瓷器的制作工艺；在萍乡，他下到煤矿深处，观察采煤的方法；在九江，他研究了长江水文的规律。
每晚，他都在油灯下整理笔记，绘制草图。这些记录，后来成为了《天工开物》的雏形。
与此同时，在北京的徐光启宅邸中，一场东西方科技的对话正在进行。
徐大人请看，利玛窦指着一架新制成的望远镜，这是根据伽利略先生的设计改进的，可以更清晰地观测天体。
徐光启将眼睛凑近镜筒，不禁惊叹：妙极！连月亮上的环形山都看得一清二楚！
不仅如此，利玛窦又展开一幅图纸，这是我们最新绘制的星图，上面标注了一千多颗星星的位置。
徐光启仔细研究星图，忽然皱起眉头：利先生，这星图与我国传统的星象图颇有出入啊。
这正是我要告诉大人的。利玛窦正色道，根据我们的观测，很多传统的星象记载并不准确。比如这颗彗星......
两人一直讨论到深夜。徐光启对西方天文学的精确性深感震撼，但更让他忧心的是大明的历法已经多年未修，误差越来越大。
利先生，徐光启突然起身，向利玛窦深深一揖，我想请求您协助修订历法。
利玛窦连忙还礼：徐大人太客气了。传播真知本是我的使命。只是......他犹豫了一下，修订历法事关重大，恐怕会遭到守旧派的反对。
徐光启坚定地说：为了社稷民生，个人得失何足道哉！
然而，改革的阻力比想象中来得更快。
几天后的朝会上，当徐光启提出修订历法的建议时，立即遭到了钦天监官员的强烈反对。
皇上！钦天监正周子愚出列奏道，历法乃祖宗成法，岂可轻易更改？更何况借助洋人之学，更是有违祖制！
徐光启据理力争：周监正，如今历法误差已很明显。去岁预报日食，竟误差半个时辰。长此以往，如何使得？
那不过是偶然失误！周子愚怒道，徐大人如此推崇西学，莫非是要数典忘祖？
朝堂上顿时分为两派，争论不休。龙椅上的万历皇帝显得很不耐烦，最后挥挥手：此事容后再议。便宣布退朝。
徐光启悻悻而退。在宫门外，周子愚冷笑着从他身边走过：徐大人，我劝你好自为之。
回到府中，徐光启愤懑难平。正在这时，管家来报：老爷，兵部孙元化大人求见。
孙元化是徐光启的门生，对西学颇有研究。他一进门就急切地说：老师，听说今日朝会......
徐光启摆摆手，苦笑道：你都知道了。守旧之势，根深蒂固啊。
学生正是为此而来。孙元化从袖中取出一卷图纸，老师请看，这是根据西洋技法改进的红衣大炮，射程可达三里，精度也大大提高。