1644年，中土发生了两次改朝换代。不到四十年，就先后有明、大顺、清和南明等政权交替或缠斗。如此密集且剧烈的政局变动仅是中土大变之表象，在这表象背后，还蕴藏着中土历法、坤舆、礼仪之大变，更存在着一个以往中土历朝历代所不曾有过的“新变”，即中土科学夹杂着西方天主教的传播，掀起了西学东渐第一波。
1644年是崇祯帝即位后的第17年。在崇祯帝在位的这些年中，充满着天灾与人祸。1629年（崇祯二年），中土气温开始下降，并走向中土五千年以来的最低点，1637年（崇祯十年），明朝又开始大旱。极端的气候让中土的皇帝与百姓人心惶惶，为明朝政局的变动蒙上了一层阴影。此后，“坏天气”和“歉收”成为明朝的两个循环不已的主题。例如，“1639—1640年浙江北部洪水成灾，1641年干旱和蝗虫成灾，1642—1643年既有水灾又有旱灾，据目击者的记述，这个地区在17世纪40年代初饿死许多人，到处是乞丐，杀害婴儿，甚至人相食”。除此之外，崇祯年间全国瘟疫肆虐，这一系列天灾和瘟疫都加剧了晚明动荡的局面，在“与其坐而饥死，何不盗而死”的鼓动下，各地的农民起义爆发了。
明末爆发了来自西北的高迎祥、李自成、张献忠等农民起义，加之来自东北的后金侵扰，内忧外患使得明朝政权开始发生剧烈动荡。除了天灾和人祸两个因素以外，中土的两次改朝换代还与西洋火器技术的引入有着密切的关系，在明末的战争中，哪一方掌握了较为先进的火器技术，便获得了克敌制胜的法宝。或许是鉴于西学在战争和军事技术上取得的成功，崇祯帝登基后开始对西学产生信任，继军事技术之后，于1629年（崇祯二年），允许徐光启开设历局，督修历法。徐光启开始将西学应用于历法的修订之中，并以西法为立足点开展修历工作。参加修历工作的还有士大夫邢云路、崔儒秀、李之藻等以及耶稣会士龙华民、邓玉函、汤若望、罗雅谷等。与西洋火器技术及新式军事思想一样，历局的开设与西欧历算学的引入同样折射出晚明西学东渐的另一个缩影，梁启超曾将这一西学东渐的缩影称为：“明末有一场大公案，为中国学术史上应该大笔特书者。”可见其对中国学术史影响之深。
至此，一条围绕着西洋火器与历法改革的西学东渐道路得以开启，一个以明末士大夫为主体、以耶稣会士为外围、以会通中西为主旨的明末西学东渐学者群体开始在中土悄然形成，这一学者群体构成了推动晚明西学东渐潮流的重要力量。梁启超在其《中国近三百年学术史》中曾对这一西学东渐学者群体有过描述：“当时治利、徐一派之学者，尚有周子愚、瞿式耜、虞淳熙、樊良枢……瞿汝夔、曹于汴、郑以伟、熊明遇、陈亮采、许香臣、熊士旂等人，皆尝为著译各书作序跋者，又莲池法师亦与利玛窦往来，有书札，见《辩学遗牍》中，可想见当时此派声气之广。”并称赞利玛窦和徐光启合译的《几何原本》“字字精金美玉，为千古不朽之作”。在中土大变即将来临之际，这一西学东渐学者群体获得了崇祯帝的支持，群体中的重要人物为徐光启、李之藻等晚明士大夫，主要成员多为天主教徒以及对天主教徒友好的士大夫，如孙元化、王徵、张焘、孙学诗、韩云、韩霖、焦勖、孙承宗、袁崇焕、周延儒等。外籍人员则有利玛窦、邓玉函、罗雅谷、庞迪我、汤若望等耶稣会士，后来的清代学者均受到这一西学东渐学者群的影响，对历算学都有兴趣，且最喜欢谈经世致用之学。晚明这一学者群对清代中土文化的变迁产生了重要的影响。
若从这一在西学东渐过程中出现的以徐光启等为核心、以明末士大夫为主体的学者群延伸开来，俨然可见一个上有皇权（以崇祯帝为最）维护、外有耶稣会士和信众互动的西学东渐共同体。
崇祯十六年底，李自成攻克西安， 后在西安称王，改西安为西京，国号大顺。崇祯十七年初，开始北征北京。同年三月，大顺军攻克北京，崇祯帝自缢于煤山，明朝覆灭，史称甲申之变。大顺朝初期，李自成对待耶稣会士的态度算是友好的。后由于军纪废弛，大顺朝士兵开始抢劫商店和居民，统治秩序发生混乱，也存在一些农民军向教堂纵火的举动，但是并未对时存的西学施以大规模的破坏。据汤若望所述，大顺军从北京撤走时，除了一些科学仪器受到破坏，西学书籍并未散失。这便为西学在清朝的传播奠定了良好的基础。大顺的败局始于崇祯十七年四月，李自成亲率二十万大军奔赴山海关，山海关之战役（也称一片石战役）爆发。最终，李自成不敌吴三桂和多尔衮联军，四月二十九日，李自成在武英殿仓促称帝，第二天便弃北京城而去，回到了西安。在此期间，由于李自成对待明末士大夫的态度、京城内原有传教士的逃亡以及汤若望的骑墙观望，西学东渐亦无太大进展。
顺治元年五月，清大军进入北京，九月从盛京（今沈阳）迁都北京，十月初，顺治帝登基，随后清凭借红夷大炮取得潼关之战的胜利，李自成便去向不明。与此同时，张献忠退守四川，建立大西国，在其大举屠川前，曾允许两名耶稣会士为当地人施洗。张献忠在成都时还曾遣礼部之官“往迎”耶稣会士利类思和安文思，向他们询问泰西各国政事，待以上宾之礼，二人也为张献忠制作了天、地球（仪器）各一个。在耶稣会士的劝导下，张献忠的岳父全家一百五十余人入教。但这一政权在顺治三年被清朝消灭。
清朝伊始，西学东渐出现了一个新的转折点，其传播的载体和结构发生了迁移。首先是传播载体的迁移，耶稣会士和满洲士大夫逐渐成为西学东渐的中坚力量。顺治元年五月，多尔衮为了驻扎军队，令东、西、中城居民一律移至南、北二城，身居城内的汤若望向多尔衮递交奏疏，希望能够保留耶稣会所和历著。在汤若望与清朝廷的交流中，范文程起到了很重要的作用，因范文程的推介，汤若望得以进入清廷，继续修订历法，后得到重用，西学得以在清朝继续传播。在顺治时期，耶稣会士开始深入皇族上层，甚至直接影响皇帝。其次是传播结构的迁移，西学传播的对象开始向高层集中，而非专注于民间扩散，这有助于宗教影响的扩大，但却让西学中的科学与一般士人和百姓渐行渐远了，科学逐渐成为一门皇家御用学问。
在两次改朝换代之后，与西学东渐有关的一条新线索是南明朝廷与罗马教廷之间的往来。与中土明末及清初以来的西学东渐有所不同，南明不仅试图利用与耶稣会士的关系从澳门与欧洲获得军事援助，而且具有浓郁的宗教色彩，以耶稣会士翟安德、卜弥格、艾儒略、毕方济等为中坚，南明皇族多皈依天主教，堪称一个信奉天主教的皇室，天主教教义成为此时西学的主要内容。
纵观1644年前后的中土大变，西学东渐的过程并没有中断，改朝换代反而使西学在中土的传播获得新的契机。
作者：刘大椿、王玮
