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内阁次辅徐光启病重，崇祯帝前去看望，徐光启在生命尽头推荐了跪在床边的宋应星兄弟，请皇帝予以重用。
宋应星阐述了要救大明，一是白银开采，二是红夷大炮，可白银重地在西北，西北已经全境沦陷，红夷大炮对付骑兵大显神威，可红夷大炮都是从澳门进口的，数量稀少。 崇祯帝命宋应星在北京监造大炮，宋应星在冶炼车间日夜钻研，终于造出了大明自己的红夷大炮。
崇祯帝看到红夷大炮的实弹演习，非常满意。命人将红夷大炮运往前线，对付后金的骑兵，并亲自到前线督战。红夷大炮果然大显神威，后金骑兵吃尽苦头，红夷大炮抵挡住了后金的脚步。
另一边农民军从陕西进入山西，兵锋直指北京。
宋应星命人将红夷大炮搬上城墙，准备对付农民军，崇祯帝也赶来督战。
红夷大炮确实阻止住了农民军进入北京的脚步，农民军将领日思夜想，如何对付红夷大炮。
农民军从京郊大量抓捕农民，让京郊的农民，工商业者走在最前面。崇祯帝看着城楼下是自己的子民，泪如雨下，命令士兵不得开炮，农民军进入北京城，明朝军队拼死抵挡。
崇祯帝命令御林军保护宋应星兄弟逃出北京，宋应星兄弟宁死不从。
在煤山，崇祯帝命令宋应星去南京，救大明。然后崇祯帝自缢身亡，宋应星哥哥宋应升追随崇祯帝殉国。
御林军保护着宋应星进入南京，当时通货紧缩，急需白银救活经济，宋应星遍寻大山，深入无人之境寻找白银，找到白银矿后，在史可法的帮助下，南明经济趋于稳定。
史可法支持朱由崧即皇帝位，黄道周却支持朱聿键即皇帝位，发生内部斗争。由于宋应星支持史可法，遭到了黄道周等人的仇视，被黄道周下狱问罪。史可法以离开南京，镇守扬州为条件，将宋应星从牢里救了出来。
史可法镇守扬州，可扬州水乡泽国，根本没有冶炼大炮用的铁矿石，史可法将宋应星送往乡下，扬州失守，史可法尸骨无存。
日本人，欧洲各国传教士，纷纷前来乡下向宋应星请教科学问题。
大明已亡，宋应星忧愤成疾，在学生和日本人、欧洲各国传教士的劝说下，潜心著书，写成《天工开物》，然后身亡。
乾隆年间修四库全书，书库送来《天工开物》，军机官员看到《天工开物》对满族的蔑称，大发雷霆，将宋应星的后代尽皆问斩，只留下8岁的宋知文，并且发配到了边疆。
乾隆皇帝知道后，并且翻看了《天工开物》，联想到康熙帝博古通今，一定能容忍一本《天工开物》，就将《天工开物》放进了文渊阁，并且把宋应星唯一的后人宋知文从边疆调了回来，守护文渊阁。
后来文渊阁失火，宋知文冲进火海，抱起《天工开物》，与《天工开物》一起烧毁。
民国时期，云南冶金堂，张世充在翻看外国文献的时候，发现引用了中国古书《天工开物》，张世充遍访北平和南京的国家图书馆，都没有找到这本书。
张世充奔赴日本，买回了《天工开物》的日译本，并且重新将《天工开物》翻译成了中文，并且写下了作者宋应星的名字。