人们常常用“博览古今，学贯中西”这样的话来赞美学识广博的人，然而在中国漫长的封建社会中，出于种种原因，真正虚心向西方学习的人并不多，能做到“学贯中西”的人更少。而明代大科学家徐光启正是其中的佼佼者。
徐光启，字子先，明代松江府上海县人，生于明嘉靖四十一年三月二十一日（1562年4月24日）。这是明代末期的动乱年代，奸臣当权，倭寇侵扰，天灾频繁，同时也是中国的“文艺复兴”时期。有识见的人们不满于道学家们的空谈说教，而希望把学问和国计民生结合起来，从而创造了一个学术和科学文化空前繁荣的局面。在这股重实用、重民生的思想解放浪潮中，徐光启无疑是一朵最引人注目的“浪花”。
徐光启的家乡上海县属于松江府，当地土地肥沃、物产丰富，经济相当繁荣，素有“鱼米之乡”的称号。城内有居 民三四万户，以纺织为生的手工业者有两千余人，棉纺织业十分发达，当时被誉为“衣被天下”。而依托新兴商港的兴起，上海县的商业、对外贸易也日渐发达。
然而，在动荡的明末社会，上海县也不可能是完全的人间乐土。从嘉靖二十五年（1546年）到嘉靖三十二年（1553年），倭寇数次入侵，肆意烧杀抢掠，严重破坏了当地的生产生活。而当倭患渐平，百姓结束逃难、准备在满目疮痍的废墟上重建家园时，接二连三的打击又向他们袭来。1561年（嘉靖四十年）松江府及附近地区洪水四起，累月不退，造成秋收减产。第二年春，徐光启出生时，当地又发生严重春荒，青黄不接，饥民遍野。以后几年，记载在上海编年史上的依然是接连不断的灾害，接踵而至的台风、饥荒，百姓们在饥饿和死亡线上挣扎着。徐光启幼年的遭遇，成为他脑中挥之不去的童年记忆，也成了他日后救国救民行动的强大动力。
给予徐光启以莫大影响的，除了时代环境，还有他的家庭。徐光启出生在一个自食其力的劳动者家庭。徐家曾因经商而致富，但到了徐光启的父亲徐思诚这一代，由于天灾人祸，加上徐思诚秉性慷慨，不计较金钱的出入，又不喜欢经商这种“锱铢必较”的行业，家道已然中落。为生计所迫，徐思诚硬着头皮务农，种庄稼以自给，而徐光启的祖母尹氏、母亲钱氏也像当时上海许多的劳动妇女一样，早晚不停地纺纱、织布，以补家用。徐光启的降生，给这个贫困却辛勤不辍的家庭带来了新的喜悦和希望。对这个聪颖、健壮、讨人喜欢的儿子，父亲自然非常喜爱，于是便为他取名为“光启”，期望他能耀祖荣宗，光大徐家门第。
尽管家中经济较为拮据，徐家还是想方设法凑了一笔钱送这个男孩入学读书。这样，徐光启从七岁起，便入村学开始接受传统教育。从《徐氏家谱》中记载的徐光启幼年的故事来看，他在同龄人之中表现得既淘气，又很有胆识。他就读的村学龙华寺有座古塔，塔上有一些鸽子窝，一天，徐光启一时兴起爬上塔顶捉鸽子，不小心失足从塔顶跌落下来。围观的人吓得大叫，而徐光启若无其事地站起来，对手里的鸽子说：“你还想绕着塔尖飞么？我费了好几天才捉到你哩。”冬天下雪时，他会爬到新筑成的上海城墙上，极目远眺城内城外的雪景。看得高兴时，他会在城墙上健步如飞地奔跑，早已忘记了寒冷和危险。
日益拮据的家境使年幼的徐光启不可能逐日无忧无虑地嬉戏玩耍。他看到祖母和母亲日夜操劳，看到父亲辛勤劳作在田间地头，心中便早早懂得了人世艰辛。在耕作之余，徐思诚喜欢到老农家拜访聊天，请教些农业生产知识。很多时候，他会带着儿子一起去，这在不知不觉中培养了徐光启对农业生产的感情。贫困而又丰富多彩的童年生活，使他对自然产生了浓厚的兴趣，养成了好奇心和坚毅的性格，这些正为徐光启日后成为杰出科学家打下了坚实的基础。
同时，家庭又给予了徐光启另一种熏陶。倭寇骚扰时期的逃难生活给徐光启的祖母和父母留下了记忆的创伤，也成为他们给徐光启讲故事的素材。母亲钱氏一边摇着纺车，一边为徐光启讲述倭寇的凶残和百姓的颠沛流离，激愤时二人怒目圆睁，动情处母子泪光莹莹。父亲徐思诚喜爱阅读兵书，战乱时又接触、认识了一些抗倭名将，学到一些战守方略的专门知识，对当年的倭患自然有更深入的了解。劳动之余，他回忆往事，对着儿子慷慨陈词，徐光启也听得津津有味。这些童年经历培养了他对军事的兴趣和对国家命运的关心。在村学里，他和几名同窗聚在一起聊长大后的志向。有人说要经商赚钱；有人提出皇帝笃信道教，自己要当道士以出人头地；而徐光启则表示要走仕途，立身行道，治国治民，提倡正义，反对邪恶。抱负远大的徐光启在少年时已令人刮目相看了。
事实上，徐光启也正在不断向着自己立下的志向奋斗。他在村学时学习勤奋，成绩优异，在学业上已显露才华。经过十多年的刻苦学习，徐光启于万历九年（1581年）考中了金山卫的秀才，向他的理想踏出了第一步。要知道，明代的秀才就是县学的生员，区别于普通百姓，有一定的社会地位，不但可以享受免粮免役的待遇，还可以得到官府的津贴，是走入仕途的预备阶段。春风得意的徐光启又迎来了人生的另一件喜事——这一年他与本县吴氏女成亲了。娶得贤惠的妻子，徐光启更加志满意得。
中国有句老话：“自古雄才多磨难，从来纨绔少伟男。”这恰是对徐光启人生的最好注释。顺利考上秀才，取得参加科举考试的资格的徐光启没有想到，此后的考试道路会困难重重。
从万历十年（1582年）到万历二十二年（1594年），徐光启参加了五次乡试，次次都空手而归。屡次乡试落第，不是徐光启学问不如别人，而是因为明代后期科举制度已然十分腐败，贿赂横行，徐光启无钱无势，自然走不得后门。不少主考官不学无术，多注重空洞无物的八股文，青睐华而不实的辞藻，而徐光启注重实用的学问，不被考官看好也是必然的。直到万历二十五年（1597年），乡试主考官焦竑慧眼识英才，录徐光启为解元，即第一名，徐光启才避免了名落孙山的命运，并和焦竑结下师生情谊，在历史上被传为一段佳话。
漫漫十五年的乡试之路，看着身边的好友个个中举而去，徐光启内心承受着巨大的压力。贫困的家庭一面要承受天灾侵袭下的艰难生活，一面还要为徐光启筹措赶考的费用。这一年，徐光启赶考走后，母亲钱氏常常从早到晚粒米未进，有一天在篱笆中找到一个干瘪的小瓜，才煮来充饥。徐光启为了节省费用，往往在赶考途中自己担着行李抄小路步行。遇到雨天，他更要在泥泞中艰难跋涉，赶到考场时已狼狈不堪。在这十五年漫长的应考岁月中，徐光启为了补贴家用，除了读书备考，还得外出教书。他先后到广东韶州、广西浔州两地官员家中教书，足迹遍及浙江、江西、广东、广西数省。两广之行除了让他体会到旅途艰辛、世态炎凉之外，还让他有了另外一种收获——结识了西方传教士。而这也将影响他的一生。
在徐光启去广东韶州之前，西方传教士已在当地定居，并建造了教堂。除了宣扬天主教教义外，传教士们还会宣传一些西欧地理大发现以来近代科学的成就，还会摆出一些钟表、仪器、地图等以吸引较有知识的读书人，来引起人们对欧洲和对天主教的兴趣。为了获得认同，传教士们往往会取个中文名字，还换上读书人的儒服。万历二十三年（1595年），徐光启到韶州教书时，就结识了这样的一位传教士，名叫郭居静。这是徐光启第一次见到蓝眼珠、高鼻梁的白种人，他既好奇又兴奋，攀谈之中，又得知两人年纪相仿，便谈得更加投机。
从郭居静那里，徐光启听到了天主教的教义，了解到在中国之外，还有一个科学文明发达的欧洲存在，第一次接触到闻所未闻的西方文明，这些引起了他对世界形势的关心，增添了他进一步了解西方文化的兴趣。郭居静告诉徐光启，到广东来的传教士们的负责人叫利玛窦，是意大利人，很有学问，现在身在南京。徐光启决心找机会拜访利玛窦，亲自向他请教关于西方文明的诸多问题。而这时的徐光启并没有想到，日后他和利玛窦的相识将成为明末中西文化交流史上光辉灿烂的一笔。