這期間，徐光啟和他來往密切，兩人一起研究數學、天文、曆法，以及地理、水利等學問，合作共同翻譯了不少科學方面的著作，其中有《幾何原本》、《秦西法》、《測量法義》等。
徐光啟從而成了華夏介紹西方科學成就的先驅者。
1629年，崇禎皇帝繼位後，委派徐光啟負責重修曆法的工作。僅用了四年時間，就編成了《崇禎曆書》。
這部書共130多卷，雖是集體寫成的，但徐光啟作為主編，從思想方法到編輯體例等，都是由他規劃決定的，而且全書大部分也是由他修改審定。
這部書，是華夏曆法的一次重大改革。
徐光啟以淵博的中西天文學知識，取長補短，互相參校，突破了華夏傳統的範圍，使曆法的科學性達到了新的高度，向近代天文學和數學邁出了可貴的一步。
在曆書中，他引進了圓形地球的概念，明晰地介紹了地球經度和緯度的概念。
他為華夏天文界引進了星等的概念，根據第谷星表和華夏傳統星表，提供了第一個全天性星圖，成為清代星表的基礎。
在計算方法上，徐光啟引進了球面和平面三角學的準確公式，並首先作了視差、蒙氣差和時差的訂正。
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《崇禎曆書》的編譯，自明崇禎四年起，直至崇禎十一年，終於完成。
全書46種，137卷，分五次進呈。前三次乃是徐光啟親自進呈23種，75卷），後二次是在徐光啟死後由李天經進呈。
其中第四次，還是徐光啟親手訂正13種，30卷），第五次則是徐氏“手訂及半”，最後由李天經完成的10種，32卷）。
此外，徐光啟還翻譯古文，為其潤色，校訂實驗。
除《崇禎曆書》全書的總編工作外，他還親自參加了《測天約說》、《大測》、《日纏歷指》、《測量全義》、《日纏表》等書的具體編譯工作。
在修改曆法的疏奏中，他詳細論述了數學應用的廣泛性。
他一共提出了十個方面，叫“度數旁通十事”，即：天文曆法、水利工程、音律、兵器兵法、軍事工程、會計理財、各種建築工程、機械製造、輿地測量、醫藥、製造鐘漏等計時器……
他把數學應用的廣泛性，講述得十分完備，還曾建議開展這些方面的分科研究。
徐光啟一生著述很多，除翻譯以外，還有不少關於自然科學的學術著作，如《測量異同》、《勾股義》等。
不過，他用盡心力的，還是對祖國傳統農業科學技術的研究和總結。
他先後花費了幾十年的工夫，收集材料，分析研究，寫出了一部被後人稱為農業百科全書的科技著作——《農政全書》。
這部書約70萬字，分作60卷，12大類，較之其它農書，最突出的特色是“農政”，也是此書之所以命名為《農政全書》的原因。
這部書從墾田、種植、農事、水利、農器製造、樹藝、牧養，一直講到除蟲、荒政，是一部真正的農業方面的百科全書。
《農政全書》大量吸收了華夏曆代農學著作資料，同時又有徐光啟自己的著述。他對歷史資料不只是輯錄，每篇後面都有他自己的見解、評論或實際驗證。
徐光啟自己新增加的部分，都是他長期觀察研究和親身試驗後才撰寫的，書中那些專題論述具有很高的科學價值。
他在數學、天文、曆法、生物等方面，也取得了很大成就，在華夏科學史上是一位優秀的科學家。
1633年12月8日，徐光啟在北京的寓所裡病逝，終年71歲。
與那位愛國科學家有著相同基因的徐光啟，已在王者大陸重生，是一個溫文儒雅的年輕人，目前是四階強化人，可以開啟紅晶鎧甲。
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