第一节徐霞客
“万里遐征”，至死不渝
徐霞客（1587—1641）名弘祖①，字振之，别号霞客，南直隶江阴（今属江苏）人。祖上是江阴名门望族。曾祖徐洽官至鸿胪簿。祖父徐衍芳，曾任光禄丞。可是父亲徐有勉时家道开始没落，他为园自隐，居家治圃，或暇日带上三五家僮，来往苏杭之间，游山玩水。他厌恶达官贵人，不与官僚和乡里士绅来往。这种为人耿直和孤傲的性格，封建势力非常妒恨，所以常遭到欺压。徐有勉六十岁去世时，徐霞客已十八岁。父亲的性格和兴趣爱好，自然会对徐霞客产生影响。母亲是一个很能干的妇女。她性格开朗，通情达理，勤劳持家，精于纺织。她织的布又细又好，织的丝绸，轻薄如蝉翼，“市者辄能辨识之”②。她不顾年老体衰，承担一切家务，支持徐霞客去旅游。她亲自为儿子准备行装，做远游冠，以壮行色。她七十三岁那年，为了解除徐霞客旅行时对她的牵挂，特意叫徐霞客陪她游荆溪、句曲，一路上有意走在儿子的前面，以示身体健壮。徐霞客能够成才并作出贡献，正是这位伟大的母亲的支持，“孺人成之也”①。
由于徐霞客家藏书丰富，所以给徐霞客博览群书创造了极好的条件。他自幼特好奇书，喜欢读历史、地理和游记一类的书籍。他“髫年蓄五岳志”②，有强烈的旅游考察愿望。万历三十五年（1607），二十二岁的徐霞客第一次走出家门。首先从家乡附近游太湖，“登眺东、西洞庭两山，访灵威丈人遗迹”③。自此以后，他不断旅游，同时不断地写旅游日记。万历三十七年，“历齐、鲁、燕、冀间，上泰岱，拜孔林，谒孟庙三迁故里，峄山吊枯桐”④。万历四十一年赴浙江游天台山、雁荡山，今存《游天台山日记》和《游雁荡山日记》。万历四十二年冬游金陵（今南京市）。万历四十四年赴皖南游白岳山、黄山，继而入福建游武夷山，今存有游此三处的游记。万历四十五年游江苏宜兴善卷、张公诸洞。陪母亲游荆溪、句曲。万历四十六年游九华山、庐山，再游黄山，存有游庐山、再游黄山的游记。万历四十八年游福建仙游九鲤湖，今存游九鲤湖游记。天启三年（1623）游河南嵩山、陕西太华山和湖北太和山，今存游此三处的游记。崇祯元年（1628），游广东罗浮山，第三次游福建。今存《闽游日记前》。崇祯三年，第四次游福建，今存《闽游日记后》。崇祯五年，再游天台，三游雁荡，今存游此二处的游记。崇祯六年至北京转赴山西游五台山、恒山，今存游此二处的游记。崇祯九年至崇祯十三年，五十一至五十五岁的徐霞客作西南“万里遐征”，所写游记为《徐①徐霞客原名弘祖，清代刻印《徐霞客游记》时，因避乾隆弘历讳，改“弘”为“宏”。②《徐霞客游记》，上海古籍出版社1980年版，第1248页。
①《徐霞客游记》，第1245页。
②《徐霞客游记》，第39页。
③《徐霞客游记》，第1185页。
④《徐霞客游记》，第1185页。
霞客游记》的主要部分，占百分之九十三。崇祯十三年六月，由云南返回家乡，病甚卧床，不能接客。翌年正月二十七日（3月8日）逝世，葬于江阴之马湾。
徐霞客的主要著作是游记，还有诗文、书信等。由于战乱，他的文稿失散了不少。今存《徐霞客游记》是经后人搜集整理而成。最初以抄本流传。乾隆四十一年（1776），徐霞客的族孙徐镇将李介立抄本校勘考订，刻板印书，这是《徐霞客游记》的第一个木刻本。
徐霞客从二十二岁起至五十五岁止，三十四年间走遍了大半个中国，在今江苏、浙江、安徽、山东、河北、河南、山西、陕西、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、贵州、云南、北京等十七个省市、自治区留下足迹。他的旅游以崇祯九年（1636）为界线，可以分为前后两期。前期因为牵挂老母亲，所以以游览名胜古迹为主，出游时间不长，一般是两三个月，少则十天半月。各次之间相隔几个月或一年或两三年，最长达四年，并非年年在外，岁岁出游。这个时期所写的游记以现存文字计算，只占整个游记的百分之七。尽管写的游记不如后期多，在地理学上的贡献不如后期大，但通过前期的旅游，他获得了不少第一手资料，纠正了前人的某些错误论断。如纠正前人以天都峰为黄山最高峰的错误，提出莲花峰是黄山最高峰的正确观点。纠正《大明一统志》说雁荡山大龙湫的水发源于雁湖的错误，指出雁湖的水“与龙湫风马牛无及”①，他对某些地理现象追根寻源，提出了合乎科学道理的解释，如天台山植物垂直分布的差异及其原因。嵩山、太华山和太和山三个地方物候不同的原因，福建宁洋溪水速比建溪大的原因等，都是这个时期他取得的重要成果。此外，还积累了许多旅行探险的经验和方法，培养和锻炼了忍饥耐劳、克服困难的精神，为后期的“万里遐征”打下了坚实的基础。
崇祯九年开始的“万里遐征”，历时四年，行经九省，路程三万余里。
经历了无数艰难险阻，遇盗、绝粮、涉险都没有动摇，矢志向前。更令人钦佩的是有百分之七的时间带病旅游考察，直到“病足不良于行”②，才被丽江太守叫人用轿子抬回家，不久即去世。他是为旅行考察献出了宝贵的生命。他在地理科学上取得的巨大成就，使中国在岩溶地貌学和洞穴学领域领先西方世界达一百五十至二百年③。
《徐霞客游记》的学术价值《徐霞客游记》虽然以日记体记录作者所见所闻，而内容非常丰富，既是一部优美可读的文学游记，又是一部极有学术价值的地理著作。记载的内容包括山川源流、地形地貌、矿藏物产、生物形态以及工农业生产状况、城市聚落、建筑、历史、地理等民情风俗。其中以地貌、水文、气象、地质、动植物等方面的篇幅最多，学术价值尤大。
1.地貌学成就。徐霞客三十多年的旅行考察，看见过许多地貌形态。记录在游记中的地貌类型就有岩溶地貌、山岳地貌、红层地貌、流水地貌、火①《徐霞客游记》，第77页。
②《徐霞客游记》，第1189页。
③朱德浩、朱学稳：《徐霞客对岩溶学和洞穴学的贡献及其在世界岩溶科学史中的地位》，《徐霞客研究文集》，江苏教育出版社1986年版。
山地貌、冰缘地貌和应用地貌七种。被他描述过的地貌形态名称多达一百零二种。其中我国西南地区岩溶地貌尤为详细。
地表岩溶方面，徐霞客通过实地考察我国东南、中南和西南地区岩溶地貌最发达的地区，非常全面而系统地记录了这些地区地表岩溶的各类地貌形态，如石芽、溶沟、岩溶裂隙、落水洞、漏斗、竖井、溶蚀洼地、岩溶槽谷、岩溶盆地、盲谷、干谷、岩溶嶂谷、天窗、天生桥、岩溶湖、岩溶泉、峰林、孤峰、岩洞、穿山、溶帽山等。他所记的这些地貌形态的名称，有的与现在的一致，有的则不相同。如石芽、溶沟他称“石萼”、“花萼”、“石纹”、“石齿”、“石骨”；落水洞他称“仰釜潭”、“窞”、“龙珠穴”；漏斗他称“釜底穴”；竖井他称“深井”；溶蚀洼地他称“盘洼”、“峒”；岩溶槽谷他称“坞”；岩溶盆地他称“盘壑”、“甸”、“坞”；盲谷他称“落水坑”；干谷他称“枯涧”；岩溶嶂谷他称“峡”；岩溶天窗他称“石隙”、“石窍”、“石窦”；天生桥与现在一致；岩溶湖他称“池”、“塘”、“潭”、“海子”、“湖”；岩溶泉他称“泉”；峰林他称“石山”、“石峰”，孤峰他称“独山”、“独秀”；岩洞他称“岩”；穿山他称“月岩”、“穿山”；溶帽山他称“土山顶上的石峰”。此外，徐霞客还对岩溶地貌的分布范围及地区差异作了精辟的论述。由此可见，徐霞客对地表岩溶地貌已有一套系统的分类和命名。这种情况如果不是对地表岩溶有深入而系统的考察研究，是做不到的。
地下岩溶方面，徐霞客的论述也非常精彩，内容十分丰富，包括溶洞、洞穴堆积、地下河、地下湖、洞穴瀑布等。徐霞客的论述是建立在广泛而深入的实地考察基础上的，因而具有很高的科学价值。《徐霞客游记》中记载的溶洞共二百八十八个，经他亲自入洞考察的有二百五十个，占百分之八十七，这个数字不包括他游过但现存《徐霞客游记》中没有记载的溶洞，如张公洞、善卷洞等。①描述洞穴的内容包括洞穴大小和洞口方向，洞穴类型和形态结构，洞穴堆积，洞穴生物，洞穴气候，洞穴音响，洞穴考古，洞穴利用，洞内石头的颜色，洞穴成因等十二项。有的地方还记述了他考察洞穴的技术。这是一部相当完整的世界最早的关于岩溶地貌学和洞穴学的科学文献，反映了当时世界的最先进水平。徐霞客则是世界最早的伟大的岩溶学家和洞穴学家。
2.水文学成就。《徐霞客游记》用较大的篇幅描述了各地的水体类型和水文特征，记载大小河流五百五十一条，湖、泽、潭、池、沼泽一百九十八个。对河流水文的描述包括流域范围，水系，河流大小，河水的流速，含沙量，水量变化，水质，分水岭，伏流，河床的地区差异等。为了论证长江的源头，晚年他专门写了《江源考》，据理反驳“岷山导江”的错误，理直气壮地主张：“推江源者，必当以金沙为首”②。为人们正确地认识江源作出了贡献。
《徐霞客游记》把沼泽称作“阻洳”、“湖”或“干海子”。当他考察了云南保山大寨的干海子后，写了一篇相当精彩的论述沼泽形态、性质、生产性能、水文特征的专题论文，把这个沼泽的形状、大小、生物、土壤、水文、生产、交通、物理性质作了详细的描述。像这样详细而具有科学价值的①唐锡仁、杨文衡：《徐霞客及其游记研究》，中国社会科学出版社1987年版，第52页。②《徐霞客游记》，第1128页。
论述沼泽的文献，在徐霞客以前没有出现过。根据徐霞客的描述，现代地理学者认为这个沼泽“可能是一片泥炭沼泽地。在这片泥炭沼泽地里，上面生长着‘芜草青青’的茂密植被，下有‘草土浮结’和‘芜土交陷’的泥炭层，而且还有补给沼泽的溪水流经其间”①。这个地方，现在已建成水库，叫做大海坝水库②。再也见不到当年徐霞客所描述的景象了。
《徐霞客游记》关于地下热水的记载也很丰富。他把水温不同的地下热水分成四类：(1)冷水泉，与冷矿水相当，水温在25℃以下。(2)温泉，与低中温热水相当，温度在25℃—55℃。
(3)热水泉，与高温热水相当，温度在55°—90℃。(4)沸泉，与过热水相当，温度在90℃以上。徐霞客对地下热水的分类跟现代地下热水分类很接近，难能可贵。此外，记载了当时人们利用地下热水资源的各种办法，如沐浴、治病、食品加工、提取地下热水中的矿物资源——硫黄、硝等。
3.人文地理成就。《徐霞客游记》中有不少人文地理内容，如手工业、矿业、农业、交通运输、商业贸易、城镇聚落、少数民族、各地民情风俗等。如，书中记载了煤、锡、银、金、铜、铅、硝、盐、雄黄、硫黄、玛瑙、大理石等十二种矿物的产地、开采和冶炼情况，是明代重要的矿冶史料。
4.文学成就。在中国历史上，有些地理名著，因为它有很高的文学价值才得以流传。如《山海经》、《水经注》、《法显传》等。《徐霞客游记》也是如此。书中描写事物所采用的清新优美文笔，使读者爱不释手。乾隆四十一年以前的一百三十五年间，完全靠读者用笔抄写来流传。乾隆四十一年以后，才有刻本流传。对《徐霞客游记》的文学价值，不少名家有过中肯的评论。有的说它“真、大、奇”①，有的说它“直叙情景，未尝刻画为文，而天趣旁流，自然奇警”，“古今纪游第一”②。有的说它“游记之夥，遂莫过于斯编”③。有的说“其笔意似子原，其叙事类龙门..凡在编者，无不搜奇抉怪，吐韵标新，自成一家言”④。这些赞美之词是实事求是的，一点也不过誉。徐霞客是当之无愧的游记文学大师。
总之，徐霞客既是科学家，又是文学家。他在地理科学上取得了杰出的成就，同时也在文学上取得了卓越的成就。《徐霞客游记》既是一部杰出的地理著作，也是一部伟大的文学著作。徐霞客及其游记同时在科学和文学两个领域中放射出异彩，耀眼夺目。
①赵德祥：《我国历史上沼泽的名称、分类及描述》，载《地理科学》1982年1期。②朱惠荣校注：《徐霞客游记校注》（下册），云南人民出版社1985年版，第1102页。①钱谦益：《嘱徐仲昭刻游记书》，见《徐霞客游记》（下）第1179页。②潘耒：《徐霞客游记》序文，见《徐霞客游记》（下）第1258页。
③《四库全书总目提要》。
④奚又溥：《徐霞客游记序》，见《徐霞客游记》（下）第1258—1259页。
第二节宋应星
才大学博，勤于著述
宋应星（1587—约1666），字长庚，南昌奉新北乡（今宋埠乡）人。宋姓在当地是大姓，曾祖宋景字以贤，号南塘，历官南京吏、工、兵三部尚书，京师都察院左都御史等，为官清正，对宋氏后代有很大影响。祖父为宋景第三子承庆，早逝。父国霖字汝润，号巨川，少孤，赖母顾氏及叔父和庆养育，少补诸生，在庠四十年未出仕。国霖有四子，宋应星为第三子。与兄应鼎俱为同母魏氏所生。宋应星出生时，宋氏家族日益没落，而母亲又是农民的女儿，所以自幼易于接近农业生产和群众。
奉新地处南昌府境内，明代时这里文风很盛，出了不少著名人物。宋应星幼时与长兄应昇在叔祖宋和庆创办的家塾内就读。七岁时投师于族叔宋国祚，继而就学于新建举人邓良知。年十六考入本县县学，入庠九载。他自幼聪颖好学，学业成绩之佳为师长所惊奇，其族侄宋士元在《长庚公传》中说：“公少灵芒，眉宇逼人，数岁能韵语。及掺制艺，矫拔惊长老。”①宋应星青年时代已熟读经史及百家书，对程朱理学有较深钻研，又能独立思考。他尤其推重张载的关学，从中接受了唯物主义自然观。同时，他对自然科学及技术很有兴趣，熟读过李时珍的《本草纲目》等书，还喜欢音乐、美术，对时事政治特别关心，怀有济国济民的理想，常与同学好友纵谈天下大事。
万历四十三年（1615），宋应星与兄应昇赴省城南昌参加乙卯科乡试，考取第三名举人，其兄名列第六，县中诸生只有他们兄弟中举，人称“奉新二宋”。当年秋赶往京师应次年丙辰科会试，未中。为作好再应试准备，他们前往九江府著名的白鹿洞书院进修，投师于洞主舒曰敬。万历四十七年（1619），又一次进京会试，仍名落孙山。此后又于天启及崇祯初年再试，均未中，由此遂绝科举之念。崇祯四年（1631），宋应昇由吏部铨选任浙江桐乡县令，宋应星回乡服侍母亲。崇祯八年（1635）在老母被兄接到浙江后，宋应星出任袁州府分宜教谕，主要是教授县学生员。任职四年，取得优良教育成绩，使当地“士风丕振”。更重要的是有足够业余时间从事写作，他的主要作品大都作于此时。
崇祯十一年（1638），宋应星考列优等，旋升为福建汀州府（今长汀）
推官，掌管一府刑狱，俗称刑厅，亦称司理。未待任满，于崇祯十三年（1640）辞官归里。十六年再任南直隶凤阳府亳州知州，然此时已值明朝灭亡前夕。他到任后，州内因战乱破坏，连升堂处所都无，官员多出走。他几经努力重建，使之粗具规模，又捐资在城内建立书院。次年甲申（1644）初，亳州周围已被李自成军包围，宋应星弃官返回奉新。宋应昇原已升至广州知府，甲申后亦无意恋官，乃挂冠归里。他们兄弟及其他江西志士寄希望于南明，但此政权由阉奸阮大铖、马士英把持，排斥忠良，政权迅即灭亡。清兵南下取江西，宋应昇于1646年服毒殉国，宋应星埋葬胞兄后，在清代一直过隐居生活，在贫困及悲愤中度过晚年，约卒于康熙五年（1666），享年八十岁。遗有二子，长子士慧字静生，次子士意字诚生，皆有文才，人称“双玉”。宋①宋士元：《长庚公传》，载宋立权、宋育德：《新吴雅溪宋氏宗谱》卷二二，第71页。应星生前教导子孙，一不要科举，二不要做官，子孙皆能奉此遗训，在家安心耕读。
宋应星的生活时代适值明末，目睹官场弊端丛生的黑暗现象，终于与科举仕途决裂，转向实学，尤其是研究农业和手工业生产技术，作了多年考察和广泛的社会调查。这一切都为他日后撰写《天工开物》等作了准备。他虽历尽艰辛跋涉万里未得一进士功名，却获得极珍贵的科学技术知识和社会见闻，思想更为激进，成为对旧学术传统持批判态度的启蒙思潮的代表人物。他才大学博，又勤于著述，是一位百科全书式的学者。其作品可分为四大类：一是属于自然科学和技术科学的有《天工开物》（1637）、《观象》（1637）、《乐律》（1637）、《论气》（1637）、《谈天》（1637）等；二是属于人文科学的有《野议》（1636）、《画音归正》（1636）、《杂色文》、《春秋戎狄解》（1644）等；三是介于前两者之间的《原耗》（1637）、《卮言十种》（1637）等；四是属于文学创作的有《思怜诗》（1636）、《美利笺》（1645）等。大多成于明末或明清之际，因有强烈的反清思想，故为清统治者所不容。大部分作品已散佚，至今留下的有《天工开物》、《野议》、《思怜诗》、《论气》和《谈天》五种。
《天工开物》及其在世界科技史上的地位《天工开物》是宋应星主要代表作。崇祯十年（1637）由友人涂绍煃（字伯聚）资助，初版刊刻于南昌府。全书三卷十八篇，所叙内容涉及中国古代农业和手工业三十个生产部门的技术和经验，几乎包括了社会全部生产领域。编次先后顺序是按照“贵五谷而贱金玉”的原则安排的，将与食衣有关的农业置于首，其次是有关工业，而以珠玉殿后，体现了作者重农、重工和注重实学的思想。
上卷六篇多与农业有关。《乃粒》主要论述稻、麦、黍、稷、粱、粟、麻、菽（豆）等粮食作物的种植、栽培技术及生产工具，包括各种水利灌溉机械，并对以江西为代表的江南水稻栽培技术详加介绍。《乃服》包括养蚕、缫丝、丝织、棉纺、麻纺及毛纺等生产技术，以及工具、设备，特别着重于浙江嘉兴、湖州地区养蚕的先进技术及丝纺、棉纺技术，并绘出大型提花机结构图。《彰施》介绍植物染料和染色技术，偏重靛蓝种植和蓝靛提取以及从红花提取染料的过程，还涉及诸色染料配色及媒染方法。《粹精》叙述稻、麦收割、脱粒及磨粉等农作物加工技术，偏重加工稻谷的风车、水碓、石碾、土砻、木砻及制面粉的磨、罗等。《作咸》论述海盐、池盐、井盐等盐产地及制盐技术，尤详于海盐及井盐。《甘嗜》叙述甘蔗种植、榨糖和制糖技术及工具，兼及蜂蜜及饴饧（麦芽糖）。每篇叙述均有主有次，选择重要产品为研究重点，突出介绍先进地区的生产技术。
中卷有七篇，多为手工业技术。《陶埏》叙述房屋建筑所用砖瓦及日常生活所用陶瓷器（尤其白瓷、青瓷）的制造及工具，着重江西景德镇生产民用白瓷的技术，从原料配制、造坯、过釉到入窑烧结，都予说明。《冶铸》是论述中国传统铸造技术最详细的记录，着重叙述铜钟、铁锅及铜钱铸造技术及设备，包括失蜡、实模及无模铸造三种基本方法。《舟车》专述有关交通工具。首先用数据标明各船舶和车辆结构构件及用材，还说明各种船、车驾驶方法，详于大运河上航行的运粮船“漕船”。《锤锻》系统论述铁器和铜器锻造工艺，从万斤大铁锚到纤细绣花针都在讨论范围之内，而各种生产工具如斧、凿、锄、锯等制造以及焊接、金属热处理等金属加工工艺亦曾论及。《燔石》涉及烧制石灰、采煤、烧制矾石、硫黄和砒石技术，对煤的分类、采掘、井下安全作业均有论述。《膏液》介绍十六种油料作物子实的产油率、油的性状、用途，以及用压榨法与水代法提制油脂的技术和工具，还谈及桕皮油制法及用桕油制蜡烛的技术。《杀青》论纸的种类、原料及用途，详细论述了造竹纸及皮纸的全套工艺技术和设备，所提供的生产操作图特别珍贵。
下卷有五篇，也属工业。《五金》论述金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属矿开采、洗选、冶炼和分离技术，还有灌钢、各种铜合金的冶炼，所附生产过程图十分难得。其中记载不少中国发明创造，如以煤炼铁、用活塞风箱鼓风、直接将生铁炒成熟铁、以生铁与熟铁合炼成钢等等。《佳兵》涉及弓箭、弩、干等冷武器及火药、火器的制造技术，包括火炮、地雷、水雷、鸟铳和万人敌（旋转型火箭弹）等武器。《丹青》主要叙述以松烟及油烟制墨及供作颜料用的银朱（硫化汞）的制造技术，产品用于文房。《曲蘖》记述酒母、药用神曲及丹曲（红曲）所用原料、配比、制造技术和产品用途，其中红曲具有特殊性能，是宋代之后才出现的新产品。《珠玉》则记述南海采珠、新疆和田地区采玉，还谈到井下采宝石的方法和加工技术，兼及玛瑙、水晶和琉璃。
全书除文字叙述之外，还附有一百二十三幅插图，配以说明，展示工农业各有关生产过程，生动而真实。书中绝大部分内容都是在南北各地实地调查的资料。
宋应星在叙述各生产过程的同时，还发展了“穷究试验”的研究方法。
他对各种迷信神怪、荒诞旧说都有所批判，如对炼丹术的批判更为激烈，从而在科学技术领域内注入一种新的科学精神。这是《天工开物》一书的最大特色，使人们感到耳目一新。
《天工开物》的可贵之处，在于记述了工农业生产中许多先进的科技成果。书中用技术数据给以定量的描述，显露出先进的科学思想和理论阐述，注重引入理论概念，而非单纯技术描述。在农业方面，《乃粒》指出水稻育秧后三十天即拔起分栽，一亩秧田可移栽二十五亩，即秧田与本田之比为1∶25。又说旱稻食水三斗，晚稻食水五斗，失水即枯。这些技术数据对农业生产有指导作用，是育秧、插秧和灌溉的理论基础，在以前的农书中未曾提到过。还指出“土脉历时代而异，种性随水土而分”，因而论述了作物与环境的关系、外界环境变迁对作物物种变异的影响，提到通过人工选择可培育出抗旱的旱稻，并介绍以砒霜为农药拌种、以石灰中和酸性土壤等先进的技术成就。《甘嗜》介绍将水稻育秧法移植到甘蔗种植中，实行甘蔗移栽，是一种新技术。《粹精》所述江西水碓，以水力为能源，驱动水轮转动，通过立式主轴带动各机件，同时实现灌田、谷物脱粒及磨面粉三种机械功能，是十七世纪世界上先进的农用机械。《乃服》介绍蚕的变异现象，与十九世纪英国生物学家达尔文所述几乎相同。除此之外，还提出将一化性蚕与二化性蚕、黄茧蚕与白茧蚕人工杂交，可培育出具有双亲各自优点的杂种蚕；通过蚕浴、排除病蚕实现人工淘汰，可使健蚕顺利发育成长，这都符合科学原理。在工业方面，《五金》所述将炼铁炉与炒铁炉串连使用，可完成从生铁直接炼成熟铁的连续生产过程，所改进的生、熟铁合炼成钢的设备原理成为近代马丁炉的始祖。在比较金、银、铜单位体积内重量时，已有了比重概念。对金属锌（“倭铅”）冶炼工艺的论述，是世界上最早的明确而详细的文献记载。对铜、锌以不同配比炼出具有不同性能的合金黄铜的论述，具有世界性的指导意义。《燔石》论及竖井采煤，在井下安装巨竹筒以排除瓦斯和加设巷道支护的技术，以及烧砒石时的安全作业措施，都是值得称道的。
宋应星以“天工开物”命名他的书，实际上也以此展示他的一种具有普遍意义的科学思想，即天工开物思想或开物思想。这种思想强调天工（自然力）与人工互补、自然界的行为与人类活动相协调，通过技术从自然资源中开发物产，以满足人的物质与精神生活的需要，从而使人在自然界面前显示并发挥其主观能动性。《膏液》指出，“草木之实，其中蕴藏膏液（油脂）而不能自流，假媒水火、凭借木［榨］石［磨］，而后倾注而出焉”①。这正体现了“天工开物”思想的内涵。简言之，此思想核心是以天工补人工开万物，或通过自然力与人力的协调从自然界开发物产。日本学者三枝博音（1892—1963）博士解释天工开物思想时写道：“天工是与人类行为对应的自然界的行为，开物是根据人类生存利益将自然界中包含的种种物由人工加工出来。在欧洲人的技术书中，恐怕没有这类书名的著作。技术确实是自然界与人类协调的产物，它是人类与自然界之间赖以沟通的桥梁。只有很好地理解了技术，才能懂得利用天工的同时再用人工去开物。”②这种中国特有的科学思想成为全书的指导思想。所谓技术，在宋应星看来是法、巧、器三者之有机结合，即工艺操作方法、生产劳动者的操作技能与工具设备的结合。人只有借技术作用于自然界，才能实现开物过程。
《天工开物》一书是对中国传统农业和手工业生产技术的系统而全面的总结，在体例上首开先例，其所述范围之广，足可与西方文艺复兴时期阿格里科拉的《矿冶全书》（DereMetallica，1556）这部技术经典相媲美。初刻本刊行后，很快便在福建由书商杨素卿（1604—1681）于清初发行第二版，后被清代《古今图书集成》（1725）及《授时通考》（1737）广泛摘引。十七世纪末，此书传入日本，被广为传抄，1771年大阪出现了和刻本，从此成为江户时代（1608—1868）日本各界广为重视和征引的读物。宋应星的天工开物思想刺激了“开物之学”在日本的兴起。二十世纪时此书又被译成现代日本语，至今仍畅销。
此书在十八世纪流传到朝鲜，成为李朝后期实学派学者参引的著作。《丹青》、《五金》、《乃服》、《彰施》及《杀青》等篇由法兰西学院教授儒莲（StanislasJulien，1799—1873）摘译成法文，接着再转译成英文、德文。《乃服》内论养蚕部分还被转译成意大利文和俄文等。达尔文读过这部分内容，并作过引证，称之为“权威著作”。1869年，有关工业各篇的法文摘译稿又集中被收入《中华帝国工业之今昔》（Industriesanciennesetmodernesdel’EmpireChinois）一书中，刊行于巴黎。及至1964年，有关农业的前四篇又转译为德文，1966年全书译成英文，在美国出版。这部书已成为世界著名的科学经典著作在各国流传。英国学者李约瑟（Joseph①宋应星著、潘吉星译注：《天工开物译注》，上海古籍出版社1992版，第46、248页。②三枝博音：《支那■代表的■技术书——宋■星■〈天工开物〉》，《支∧俏幕复浴返*59页，东京名取书店1942年版。
Needham）把宋应星称为“中国的阿格里科拉”和“中国的狄德罗”①。日本学者薮内清也认为宋应星的书足可与十八世纪法国启蒙学者狄德罗（DenisDiderot，1713—1784）主编的《百科全书》匹敌②。
政论集《野议》和诗集《思怜诗》宋应星另一代表作是政论集《野议》，崇祯九年（1636）刊行。
全书万言，不分卷，计有世运、进身、民财、士气、屯田、催科、军饷、练兵、学政、盐政、风俗及乱萌等十二议。集中反映了他的政治及经济思想。写此书的目的是为了挽救明末社会所面临的政治及经济危机，提出一系列改革措施，期望国家由乱而治、转危为安，从而体现这位科学家关心国家前途和民族命运的爱国思想。这部作品可看成是宋应星作为在野者上书崇祯帝要求实行变法的万言奏议。从各议内容观之，所述内容主要涉及以下五个方面：一是指出各级政权机构人事任用及国家教育事业的重要性，为加强政权建设，揭露并批判了当时制度的弊端及官吏的腐败，提出革新吏政及学政的方案。二是鉴于当时民穷财尽的经济局面，揭露了财政、税收等经济政策的失误，提出革新方案及生财之道。三是谈用兵、练兵及筹措军饷的方法，揭露了军政上的弊病。四是要求在社会上移风易俗，振作人的精神面貌，提高官兵的士气。五是分析明末农民起义的经过和动因，提出安民政策。总之，宋应星主张减免对人民的横征暴敛，呼吁罢除军界和政界中的贪官污吏，代之以廉洁奉公、一心为国的清官。其理想是在清官统治下，使工农获得温饱、商人有利可图、贫士有科举入仕机会，士农工商各安其业，然后全面发展农工商业，养兵练武，则国运或可有救。书中有很多精辟思想，例如《民财议》指出：“夫财者，天生地宜而人工运旋而出者也。”又说：“财之为言，乃通指百货，非专言阿堵（货币）也。今天下何尝少白金哉！所少者田之五谷、山林之木、墙下之桑、洿池（池塘）之鱼耳。”①就是说社会财富是劳动创造的，增加社会财富意味着要大力发展农业、工业，提供丰富产品，而货币本身并不是财富。宋应星的财富观是对经济学原理的天才贡献，此后一个多世纪西方的亚当·斯密（AdamSmith，1723—1790）才于1776年提出同样思想。
《思怜诗》刊于崇祯九年（1636），是宋应星自选诗集，内有《思美诗》十首及《怜愚诗》四十二首，共五十二首，均为七言诗②。诗集反映了诗人的人生观或人生哲学，以文学形式表达对人生价值和意义等问题的看法。为此，诗中塑造了两类典型人物，分别予以褒美及讥讽。宋应星继承了唐代诗人白居易倡导的新乐府运动的诗论传统，主张写诗应揭露时政弊端，反映社会现实，而且给人以启迪和教化。《思美诗》塑造出应当效法的一些贤人形象：(1)身处乱世而洁身自励，不同流合污；(2)精忠报国，以造福百姓为做人根本；(3)德才兼备而识时务，以其思想、著作及实际行动唤起世人觉醒；(4)①JosephNeedham：ScienceandCivilisationinChina，vol.1，pp.12—13（Cam-bridgeUniversitypress，1954）；vol.3，p.154（1959）。
②薮内清：《科学史■中国文明》，132页（东京：NHK■，1982）。
①宋应星：《野议·民财议》，第3—4页，明崇祯九年原刻本。
②宋应星：《思怜诗》，明崇祯九年原刻本。
不图名利，一心为国尽忠、为民尽孝，必要时可牺牲一切。这样的人虽难得，但必千古流芳，而且人人尽可为尧舜。《怜愚诗》塑造出应当讽刺或鞭挞的一些愚人形象：(1)争权夺位，结党营私，祸国殃民；(2)贪婪无厌，聚敛财宝，剥削人民；(3)沽名钓誉，妄想世代富贵，死后还求美名；(4)迷信神佛及巫术，不相信人是自己命运的主宰。诗集以对比方式展示人生追求的目标应当是什么和怎样做人的道理。诗在艺术性上不及唐诗，但颇具哲理性和思想性。
《论气》的唯物主义自然观《论气》专论自然哲学，刊于崇祯十年（1637），分为形气、气声、水火、水尘、水风归藏及寒热等篇章①。宋应星继承宋代哲人张载（1020—1077）的元气论并予以发展，形成其唯物主义一元论自然观哲学体系。他认为宇宙万物最原始物质本原是气，由气而化形，形复返于气。介于形、气之间的物质层次是水、火二气。他将元气论与新五行说结合起来，用“二气五行之说”来解释万物构成的机制。由元气形成水火二气，再由水火形成土，水火通过土形成有形之物金及木，然后再由水火土金木逐步演变成万物。根据宋应星的理论，万物生成和演化图景可以下图表之（第1983页）。他的这一理论比汉代王充（27—107）、宋代张载的元气论更为深化与绵密，也比当时西方用亚里士多德的四元素说（土火水气）解释万物生成更加具体，因为宋应星在气与万物之间引入了一些过渡的物质层次，而不是由气直接构成万物。他还进而讨论土石、五金的生化之理，从中引出了物质在变化前后未尝增与未尝减的物质守恒思想。他还指出动物体内所含物质成分与植物所含的是同类，而植物则摄取土中无机养料与水而生长，从而论证了有机界与无机界之间在物质构成上的统一性。他的唯物主义自然观是建立在他所掌握的丰富科学技术知识的基础上的。
《论气·气声篇》专门讨论自然科学中的声学问题，包括影响声调的条件，声速及声音的传播以及决定声强的因素等问题。谈到声的发生原理时，指出因两气相轧及以形破气引起气动而成声，以不同形式破气，便有各种声音。声之发生在于破气、轧气时引起的气的“微芒之间一动”，用现在的话说就是空气的振动。破气、逼气动作缓急（速度）与劲懦（力量）可决定声音大小。该篇还指出传播声音的介质是空气，又以炮声为例，指出单位时间内炮声所达到的距离为炮弹所及距离的十倍。关于声的传播方式，宋应星认为就像以石击水所形成的水波那样扩散，就是说声以波的形式在空气中传播，可见他已有了关于声波的理论概念。他的这些思想为此后声学的发展指出了正确方向。当时欧洲对声的传播媒介是空气，还是以太微粒或物质微粒，仍在争论不休。直到德国学者盖里克（OttovonGuericke，1602—1686）以抽气机做传声实验后，才证明声的传播介质是空气，而声波概念是在这以后很久才建立起来的。
①宋应星：《论气》（1637），明崇祯十年原刻本。
宋应星对天文学素有兴趣，其《观象》书稿本拟与《天工开物》同时问世，但临梓删去。现存其所著《谈天》，刊于崇祯十年（1637），主要为说日。当他登泰山观日时涌现一种思想：“以今日之日为昨日之日，刻舟求剑之义”①。他认为太阳不但沿其轨道周行不已，且其自身也在不断变化之中，从而提出“今日之日非昨日之日”②的有重要意义的哲学命题，修正了张载提出的“日月之形，万古不变”之说，批判了汉儒董仲舒所谓“天不变，道亦不变”的形而上学观点。宋应星有关日日新思想，后来由王夫之（1619—1692）所发挥。日食、月食是自然现象，与人类社会活动没有任何关系。但天人感应说认为日月食及其他异常自然现象是国政失纲、人君昏暗的象征，故上天以此为警告。宋儒朱熹（1130—1200）注《诗经·小雅·十月之交》“日有食之”时写道：“然王者修德行政，用贤去奸，能使阳盛，足以胜阴。..则日月之行虽或当食，而月常避日，..所以当食而不食也。”③宋应星针对朱熹观点批评说：“朱（熹）注以王者政修，月常避日，日当食而不食，其视月也太儇（随便）。”①接下以古代日食观测资料与古史所载事件作了对比，证明朱注说法毫无根据，而且是自相矛盾的。宋应星还写下历史作品《春秋戎狄解》（1644），借古喻今，伸张民族大义，在南方制造抗清舆论。他的《美利笺》是文学创作，也有政治含义。这些都说明他是一位在自然科学和人文科学两大领域内涉猎极广的学者。
①宋应星：《谈天》（1637），明崇祯十年原刻本。
②宋应星：《谈天》（1637），明崇祯十年原刻本。
③朱熹：《诗经集传·小雅·十月之交》卷5，中册，中国书店1985版，第90页。①宋应星：《谈天》（1637），明崇祯十年原刻本。
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