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吴应熊要为孙元化平反，是因为他早就派人将孙元化的三个儿子接到了京城。
孙元化遭原内阁首辅温体仁等人的诬陷，被冤杀于崇祯五年，即1632年。
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。
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，忠臣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，孙元化的三个儿子把全部精力投入在整理父亲的遗作上。朝廷多次邀请他们出来做官，都被拒绝。
他们十数年如一日，潜心整理父亲的文稿，编成《水一方人集》，自己也不知不觉间变成了西洋火炮专家。
他们进京后，就住在汤若望的教堂里。汤若望是意大利的耶稣会传教士，天主教耶稣会修士、神父、学者。1630年，也即崇祯三年，他由礼部尚书徐光启疏荐，回京供职于钦天监，译著历书，推步天文，制作仪器。同时，利用向太监讲解天文的机会，在宫中传播天主教，受洗入教的有御马监太监庞天寿等。汤若望在历局期间，还同中国学者合作翻译了德国矿冶学家阿格里科拉撰写的论述欧洲开采、冶金技术的巨著“矿冶全书”，中译本定名为“坤舆格致”。
崇祯七年，协助徐光启、李天经编成《崇祯历书》一百三十七卷，又受明廷之命以西法督造战炮，并口述有关大炮冶铸、制造、保管、运输、演放以及火药配制、炮弹制造等原理和技术，由焦勗整理成《火攻挈要》二卷和《火攻秘要》一卷，为当时介绍西洋火枪技术的权威著作。之后，汤奉旨设厂铸炮，两年中铸造大炮二十门。由此可见，汤若望不仅是一位西洋火器专家，还是一位复合型的人才。所以收复京城后，吴应熊就去拜访汤若望，将宣武门内原天主堂扩大送给了他，此处成为了汤若望等神父的日常起居地，并且吴应熊将孙元化的三个儿子也送到了这里。
吴应熊对明末的传教士，是怀有好感的，这时的明朝，其实并不闭关锁国，本身已经开始意识到洋人的智慧。而且大明朝的科技也比很多人想象的还要发达，李时珍《本草纲目》，朱载堉《律学新说》、潘季驯《河防一览》，程大位《算法统宗》，屠本畯《闽中海错疏》，徐光启《农政全书》，宋应星《天工开物》，徐霞客《徐霞客游记》，吴有性《瘟疫论》，很多经世致用的书籍都已经面世，只是当时的读书人，大多以东林党那种满嘴仁义道德的腐儒为主，吴应熊是看不起这种百无一用的书生。
吴应熊倒愿意将汤若望和孙元化三个儿子那样的科学人才笼络到自己的麾下，尤其是西洋的传教士。明末来华的传教士，大都是当时西方的饱学之士，在科学上有着较高的造诣，以宣传西方的科学文明作为传教的重要手段。其中规模最大的一次是法国传教士金尼阁于1620年携入的7000部书，这些书中包括哲学类、神学类、教义类及其他名着外，余所搜医学、法学、音乐类书，亦复甚多。传教士们一面编译出版，一面还与中国学者合作，直接用中文进行着述，向中国传播西方的自然科学知识，西方的先进火器技术就是在这样的背景下开始传入中国的，可惜大明因为战乱和天灾，并没有来得及好好利用。
最早为大明效力的是利玛窦，他也是意大利的天主教耶稣会传教士、学者，万历年间就来到中国传教，他是天主教在中国传教的最早开拓者之一，也是第一位阅读中国文学并对中国典籍进行钻研的西方学者，通过“西方僧侣”的身份，“汉语著述“的方式传播天主教教义，并广交大明官员和社会名流，传播西方天文、数学、地理等科学技术知识，他的著述不仅对中西交流作出了重要贡献，对日本和朝鲜半岛上的国家认识西方文明也产生了重要影响。
当然，这里需要说明，十六世纪欧洲思想界的主流依然是神学，科学依然处于裨女的地位。耶稣会兴办教育的目的也只是让传教士掌握必要的知识以论证上帝的存在——比如《几何原本》，最为精彩的地方就在于它严密的逻辑体系，传教士就把这种形式逻辑运用到宗教论证中，在传教士眼里，科学仅仅只是一种感悟上帝的手段。
一开始利马窦到中国只是为传教而传教，结果到处碰钉子，很不顺利。后来利马窦改变了策略，曲线传教——先向公众开放教堂的图书室、展示地图、宣传西方科技知识等，然后再伺机结交感兴趣的人，马上就改变了处境。利玛窦的行动不仅吸引了很多平民百姓，而且也招至大批中国士大夫的青睐，影响也越来越大。
利马窦到京城后发现，如果不向中国的士大夫阶层提供西方科技知识，相互交往就很不畅，因为中国的书生，信鬼的多，信神的少。
不得已，利马窦和徐光启开始翻译工作，介绍西方科学知识。
徐光启和利马窦在翻译《几何原本》的时候也备受关注的，在翻译的过程中，很多中国最高等级的官员和士大夫都参与进来研讨商量，如杨廷筠、李之藻、叶向高、冯应京、曹于汴、赵可怀、祝宰伯、吴大参这些人，看一看叶向高，就知道他们这些人的地位都是不低的。
当时，孙元化作为徐光启的学生，也来到京城，和传教士的关系不错，便入了天主教。
吴应熊知道，明朝是不排斥西学的，到崇祯九年，明朝官员士大夫入天主教者有一等大员14人，进士10人，举人11人，生员300人。崇祯十三年，明朝宫廷内及皇族宗室奉洗入教者有后妃3人，宫女50人，宦官40余人，皇族140余人。全国范围内入教的到明末估计可达四、五万人。可见，明末朝野上下已有相当浓厚的崇尚西学、西教的气氛。排斥西学，是满清二百多年闭关锁国的种下的毒瘤，至今余毒未了。
汤若望也知道，要想在中国传教成功，必须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”，他对吴应熊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。
吴应熊带了明帝朱慈烺为孙元化平反的诏书，孙元化官复右佥都御史，巡抚应天十府，由其长子孙和鼎继承官位。
孙和鼎俯首在地，接了圣旨，痛哭流涕，说：“家父在天之灵，可安息了。多谢圣上。多谢吴丞相，不过，家父有遗言，孙家子孙不得为官。”
“没有让你做官，你们以后就帮我做事吧，我聘请你们当禁卫军的西洋火器顾问。大明军营是将你们父亲的学问发扬光大的好地方，将来，我们要为你们的父亲报仇，要满清鞑子血债血偿。”吴应熊说。
“家父生前教导我们忠于大明。要是能为大明驱除鞑虏，孙家后人死而后已。”孙和鼎慨然道。
“好，有你们这些忠义之人相助，大明必胜！”吴应熊道：“还有你，汤若望先生，承蒙不弃的话，继续主持京城的西洋炮厂的工作。你的工钱，不会少的。”“吴大人，我也给你准备了礼物。”汤若望给吴应熊准备了地球仪、望远镜、钟表等，这些原本都是教会拿来准备进献给皇帝的。
吴应熊愉快地接受了汤若望的礼物，问汤若望道：“根据朝廷兵部的记载，当年你们在京城炮厂造了二十门火炮，为何没有下文了？”
“生铁，吴大人懂么。因为你们的生铁不好，容易炸膛。”汤若望用生硬的中国话说。
“略懂。哦，原来大明火炮不行，是这个原因。你有办法改进么？”吴应熊点点头，问汤若望。
吴应熊知道，铁是近代工业之母，军工武器离不了，一旦生铁质量过关，这时代各种有趣的创新和发明其实都可以应用。比如想要制出近现代的弓弩出来，首要就是炼出更好的铁，弄出更好的木料。还有西洋火炮，其实明末近代意义的火炮已经成熟，可问题在于，由于炮身的铸铁工艺技术不过关，不但精度极差，射程也不如意，时不时还炸膛，有是还不如满清铁骑的射箭好用。而且明末火炮虽然有了应用，但是真正大规模的应用却没有真正铺展开。其中最大的难题，也就在于此。