万历三十八年(1610年),徐光启回到北京,官复原职。因钦天监推算日食不准,他与传教士合作研究天文仪器,撰写了《简平仪说》《平浑图说》《日晷图说》和《夜晷图说》。
万历四十年(1612年),他向耶稣会教士熊三拔(P. Sabbathino de Ursis)学习西方水利,合译《泰西水法》6卷。
万历四十一年(1613年),初冬,因与朝中一些大臣意见不合,徐光启告病去职前往天津。他在房山、涞水两县开渠种稻,进行各种农业实验,先后撰写了《宜垦令》《农书草稿》《北耕录》等书,为《农政全书》的编写打下了基础。
万历四十四(1616年),年礼部侍郎沈榷连上三张奏疏,请求查办外国传教士,是为南京教难。徐光启上《辩学章疏》为传教士辩护。同年徐光启回京复职,次年任詹事府左春坊左赞善。后病归天津,作《粪壅规则》。
万历四十六年(1618年),后金努尔哈赤发兵进犯关内,徐光启应召星夜入京。
万历四十七年(1619年),萨尔浒之战明军战败,他多次上疏请求练兵,后擢升少詹事兼河南道御史,在通州督练新军。但由于军饷、器械供应困难,练兵计划并不顺利。

明天启元年(1621年),三月徐光启上疏回天津养病,六月辽阳失陷,他又奉召返京,力请使用红夷大炮帮助守城,但因与兵部尚书意见不合,十二月再次辞归。
天启四年(1624年),徐光启擢升为礼部右侍郎兼侍读学士等职,当时朝中魏忠贤专权,他不肯就任,次年他便遭谗劾去职。徐光启回到上海后,将积累多年的农业资料“系统地进行增广、审订、批点、编排”,编撰而成后来的《农政全书》。他同毕方济(P.Franciscus Sambiasi)一起合译了《灵言蠡勺》。他还把自己关于军事方面的文章辑录成书,刻印刊行了《徐氏庖言》。
天启五年(1625年),徐光启退隐之后,将主要精力集中在增订、批改以前所辑《农书》上,经过勤奋钻研,日夜笔耕,终于在天启七年(1627年)完成了《农政全书》的初稿。
明崇祯元年(1628年),徐光启奉召回京,官复原职。
崇祯二年(1629年),他又擢升礼部左侍郎。因钦天监推算日食失准,崇祯皇帝同意由徐光启主持开局修历。同年,皇太极率领兵数万人进逼京畿,崇祯帝召集大臣平台议事,徐光启奏对战守之事。
崇祯三年(1630年),升任礼部尚书。
崇祯四年(1631年),陆续进献历书多卷,即《崇祯历书》。
崇祯五年(1632年),以礼部尚书兼东阁大学士,入参机务。
崇祯六年(1633年),加太子太保、兼文渊阁大学土,同年11月8日病逝于任上,谥文定。
徐光启的成就有哪些?
天文学:历法修订
编制历法,为历代王朝所重视。 但是到了明末,却明显地呈现出落后的状态。一方面是由于此时西欧的天文学快速发展,另一方面则是明王朝禁研历法政策的结果。明沈德符《万历野获编》所说“国初学天文有历禁,习历者遣戍,造历者殊死”,指的就是此事。
明代施行的《大统历》,是继元代《授时历》,日久天长,已严重不准。据《明史·历志》记载,自成化年间开始(1481)陆续有人建议修改历法,但建议者不是被治罪便是以“古法未可轻变”,“祖制不可改”为由遭拒。

万历三十八年(1610年)十一月日食,司天监再次预报错误,朝廷决定由徐光启与传教士等共同译西法。供邢云路修改历法时参考,但不久又不了了之。直至崇祯二年五月朔日食,徐光启以西法推算最为精密,礼部奏请开设历局。以徐光启督修历法,改历工作终于走上正轨,但后来满清侵入中原,改历工作在明代实际并未完成。当时协助徐光启进行修改历法的中国人有李之藻、李天经等,外国传教士有龙华民、熊三拔等。
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