科技
《天工開物》插圖
宋應星的主要貢獻表現(xiàn)在他把中國幾千年來出現(xiàn)過的農業(yè)生產和手工業(yè)生產方面的知識作了一個總結性的工作,同時也對技術經驗作了總結性的概括,并且使它們系統(tǒng)化、條理化,然后著述成書使之能夠流傳下來。宋應星所著書籍收錄了農業(yè)、手工業(yè),諸如機械、磚瓦、陶瓷、硫磺、燭、紙、兵器、火藥、紡織、染色、制鹽、采煤、榨油等生產技術。在農業(yè)方面宋應星對水稻浸種、育種、擂秧、耘草等生產全過程作了詳盡的記載。如“包及數(shù)日,懊其生芽,撒于田中,生出寸許,其名日秧。秧生三十日即拔起分栽……秧過期,老而長節(jié),即栽于畝中,生谷數(shù)粒,結果而己。同時,他還指出了水稻種植中值得注意的各種問題。在手工業(yè)方面,宋應星力圖運用定量的方法,他在敘述生產過程時,特別注意原料消耗、成品回收率等方面的數(shù)量關系,有著明確的量的觀念。當分析秧苗移毅時,宋應星指出:“凡秧田一畝所生秧,供移栽二十五畝”,即秧田與本田的比例為1:25石這個重要的比例數(shù)據(jù)近代的江西仍在遵循。宋應星對各種油料的出油率作了初確的說明:“凡胡麻與蓖麻子、樟樹子,每石得油四十斤。菜旅子每石得油二十七斤。蕓苔子每石得三十斤……”。對油料作物這種具體而準確的數(shù)據(jù)說明,既有理論意義,又有實用價值。尤其是《機械》篇詳細記述了包括立軸式風車、糖車、牛轉繩輪汲鹵等農業(yè)機械工具,具有極高的科學價值。
宋應星是世界上第一個科學地論述鋅和銅鋅合金(黃銅)的科學家。他明確指出,鋅是一種新金屬,并且首次記載了它的冶煉方法。這是我國古代金屬冶煉史上的重要成就之一。使中國在很長一段時間里成為世界上唯一能大規(guī)模煉鋅的國家。宋應星記載的用金屬鋅代替鋅化合物(爐甘石)煉制黃銅的方法,是人類歷史上用銅和鋅兩種金屬直接熔融而得黃銅的最早記錄。 宋應星注意從一般現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)本質,在自然科學理論上也取得了一些成就。分別體現(xiàn)在生物學、化學和物理學方面。
生物
他在《天工開物》中記錄了農民培育水稻、大麥新品種的事例,研究了土壤、氣候、栽培方法對作物品種變化的影響,又注意到不同品種蠶蛾雜交引起變異的情況,說明通過人為的努力,可以改變動植物的品種特性,得出了“土脈歷時代而異,種性隨水土而分”的科學見解,把我國古代科學家關于生態(tài)變異的認識推進了一步,為人工培育新品種提出了理論根據(jù)。 生命運動以極其紛繁的形式呈現(xiàn)在人類面前,眾多物種是怎樣產生的曾長期困繞著人們的思緒。宋應星在這個問題的認識上向科學邁出了一大步。他在談到土坡、氣候、栽培方法對農作物品種變化的影響時說:“凡稻旬日失水,則死期至,幻出早稻一種,筱而不粘者,即高山可插,又一異也?!痹谑黾靶Q種的培育時指出:“若將白雄配黃雌,則其用變成揭繭。”“今寒家有將早雄配晚雌者,幻出嘉種,一異也”。在這里,宋應星提出了物種變異的重要科學思想。尤其值得指出的是,宋應星所記載的物種變異,有如起因于壞境的變化;有的起因于不同品種的雜交,涉及到了對物種變異的更深刻的理解。從這種意義上講,宋應星是當之無愧的生物進化論的先驅者之一。無怪乎英國著名生物學家、進化論思想的集大成者達爾文把《天工開物》中的有關論述作為他論證物種變異、進化的重要例證。 物理
在物理學方面,新發(fā)現(xiàn)的佚著《論氣·氣聲》篇是論述聲學的杰出篇章。通過對各種聲音的具體分析,研究了聲音的發(fā)生和傳播規(guī)律,并提出了聲是氣傳播的概念。
化學
在化學方面,宋應星分析了金、銀、銅、錫、鉛和鋅等多種有色金屬的化學性質,比較它們的活潑程度,提出了利用它們之間的差異分離或檢驗有關金屬的方法。在論及分離金銀時他指出:“凡足色金參和偽售者,唯銀可入,余物無望焉。欲去銀存金,則將其金打成薄片剪碎,每塊以土泥裹涂,人堵渦中鵝砂熔化,其銀即吸入土內,讓金流出,以成足色。然后入鉛少許,另入琳渦內,勾出土內銀,亦毫厘具在也。”‘在談到水銀和硫磺升煉朱(即硫化汞)時指出:“每升水銀一斤,得朱十四兩,次朱三兩五錢”,這增多部分是“借硫質而生”。對這些金屬和化合物分離和化合方法的分析,說明宋應星對大量的化學反應已十分關注.認識到化學反應中各種物質成份相互作用的關系,以及化學反應前后各種物質成份之間的關系,具有“質量守恒”的思想。質量守恒是指在任何孤立系統(tǒng)中,不論發(fā)生何種變化或過程,其物質總質里始終保持不變。在科學的歷史上,人們對質量守恒的認識經歷了很長的時間,后由法國著名化學家拉瓦錫在研究燃燒過程中確立下來。這已經是18世紀下半葉的事情。然而,宋應星最早在對金銀分離方法的分析中,在硫化汞的制取中,就窺測到了這種物質運動的深邃奧秘,雖然其認識程度不及后者,但畢竟比后者早了一百多年。