中外科学家发明家丛书:宋应星-第3章

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事。　

　　　　　公元1637年，宋应星发表了他一生中最重要的作品《天工开物》。　

　　　　　宋应星在《天工开物》卷首写了一篇序，序中说：　

　　　　　年来著书一种，名曰《天工开物》。伤哉贫也！欲购奇（购买奇书、奇　

器）考证，而乏洛下之资　（指钱，三国魏蒋济说，洛阳城里的东西很贵，少　

一个钱就买不到），欲招致同人，商略赝（yàn，假的，伪造的）真，而缺陈　

思之馆（三国魏陈思王曹植聚会文人的宾馆），随其孤陋见闻，藏诸方寸（心）　

而写之，岂有当哉？吾友涂伯聚（约1582—1645，名绍　，江西新建县人，　

与宋应星同年中举人，曾任四川按察司副使）先生，诚意动天，心灵格物（推　

究物理），凡古今一言之嘉，寸长可取，必勤勤恳恳而契合（修订成书）焉。　

昨岁《画音归正》，由先生而授梓（付印）。兹有后命，复取此卷而继起为　

之，其亦夙缘（平素的缘分）之所召哉！卷分前后，乃“贵五谷而贱金玉（重　

视发展农业生产，轻视金银珠宝等奢侈品。语出自晁错　《论贵粟疏》）”之　

义。　《观象》、《乐律》二卷，其道太精，自揣非吾事，故临梓删去。　

　　　　　丐　（请求）大业文人（指一心追求读书做官的人），弃掷案头！此书于　

功名进取毫不相关也。时在崇祯　（明思宗朱由检的年号＇1628—1644＇）丁丑　

　（1637年）孟夏月（夏历四月），奉新宋应星书于“家食之问（关于家常生　

活的学问）堂　（指作者的书斋）”　

　　　　　通过宋应星这篇自序，我们了解到：　

　　　　　第一：《天工开物》是由宋应星的友人涂绍煃资助刊刻的。　

　　　　　第二：《画音归正》也是涂绍煃资助的。　

　　　　　第三：《天工开物》的指导思想是重视发展农业生产，轻视金银珠宝等　

奢侈品。　

　　　　　第四：《天工开物》不是为一心追求做官的人写的，宋应星对这些人有　

贬意，所以请他们弃掷案头。　

　　　　　第五：《天工开物》的发表时间在公元1637年4月。　

　　　　　第六：宋应星的书斋叫家食之问堂，表明了宋应星的志向是研究靠工农　

业技术谋生的学问。　

　　　　　第七：《天工开物》原稿还有《观象》、《乐律》二篇，宋应星认为这　

两门学问太专业化了，自己考虑研究这两个问题不合适，所以在刻板前删去。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、《天工开物》（一）　



　　　　　　《天工开物》共3卷，18章。　

　　　　　上卷，为《乃粒》、《乃服》、《彰施》、《粹精》、《作咸》、《甘　

嗜》6章，多数是和农业有关的，放在卷首，表明了宋应星重视发展农业生　

产的思想。　

　　　　　　《乃粒》：主要论述稻、麦、黍、稷、粱、粟、麻、菽（豆类）等粮食　

作物的种植、栽培技术和包括各种水利灌溉机械在内的有关生产工具，介绍　


…　Page　9…

特别详细的是以江西为代表的南方水稻栽培技术。　

　　　　　宋应星在谈到用浸种法育秧时提到，水稻育秧后30日即拔起分栽，否则　

容易引起减产。一亩秧田可移栽25亩，即秧田与本田之比为1∶25，在江西　

到近代还是这样。又说早稻食水三斗，晚稻食水五斗，失水即枯。这些重要　

的技术数据对农业生产有指导作用，是育秧、插秧、灌溉的理论基础。在以　

前的农书中没有记载过。这种用技术数据给以定量的解说，同时提出一系列　

理论概念，记述工农业生产中许多先进科技成果的方法，使《天工开物》成　

为一部科学技术的完整著作。　

　　　　　宋应星还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。例如，他说有些水稻因干旱而逐步变成抗旱性的早稻，通过人工选择可　

以培育出这种旱稻，农民们还创造出一种高山可插的旱稻。宋应星还说，对　

于那些排水不良，土温较低的酸性土，用石灰撒在苗根，便于中和土壤酸性，　

促成土壤团粒结构形成。对于酸性不高的向阳暖土，则不宜用石灰。还提到　

了骨灰蘸秧根，是施用磷肥的有效措施。　

　　　　　宋应星还介绍了以砒霜为农药伴种。砒霜又叫砒石或信石，是含砷化合　

物，主要成份是三氧化二砷，有剧毒，一般用来烧制白铜、配火药、治疟疾　

和顽癣、毒家鼠等。从宋应星开始，才有用于农业上拌种拌秧，以防病虫鼠　

害的记载。　

　　　　　　《乃服》：包括养蚕、缫丝、丝织、棉纺、麻纺和毛纺等生产技术，还　

有上述生产工具、设备、操作要点，重点介绍了浙江嘉兴、湖州地区养蚕的　

先进技术和丝纺、棉纺，还有大提花机的结构图。　

　　　　　宋应星在讲到蚕种时介绍的新蚕种的培育，反映了我国古代生物学上的　

一项重要成就——人工杂交育种。将一化性蚕的雄蛾和二化性蚕的雌蛾杂　

交，便引起蚕种变异，从而育出合乎需要的新蚕种。同样，将黄茧蚕蛾和白　

茧蚕蛾杂交后，育出的下一代是褐茧蚕。这是我国古代不自觉地应用定向变　

异原理的优秀实例。宋应星介绍的这种变异现象，与　19世纪英国学者达尔文　

　（1809—1882）所述几乎相同。　

　　　　　宋应星还在本章的《病症》条中记载了根据蚕体变态、行为反常和食欲　

不振，来判断病蚕。及时将有传染病的病蚕从蚕群中除去，可以使健康的蚕　

发育成长，这些都是符合科学原理的方法。　

　　　　　　《彰施》：介绍各种植物染料和染色技术，对于蓼蓝的种植和蓝靛的提　

取，从红花提取染料的过程叙述得比较详细，还涉及到各种染料的搭配和媒　

染方法。　

　　　　　　《粹精》：叙述稻、麦等的收割、脱粒和磨粉等农作物加工技术和工具，　

侧重于介绍加工稻谷用的风车、水碓、石碾、土砻、木砻和制面粉的磨、罗　

等工具。　

　　　　　宋应星叙述的江西水碓，以水力为能源，通过立式主轴带动各机件，同　

时具有灌田、脱粒和磨面3种功能，是17世纪世界上先进的农用机械。　

　　　　　　《作咸》：论述海盐、池盐、井盐等盐产地和制盐技术，对海盐和井盐　

论述得比较详细。　

　　　　　宋应星在谈到井盐时，特别介绍了四川井盐，在谈到了冲击式的顿钻后，　

叙述了一种吸卤器，是个喉下安“消息”的竹筒。　

　　　　　宋应星所说的安有“消息”的竹筒，实际上就是唧筒装置。“消息”相　

当于阀门，皮制，当竹筒沉到井下时，下端阀门受卤水压力而张开，卤水进　


…　Page　10…

入筒中。提筒时，阀门又受筒内卤水重力下压而封闭。在四川自流井土法制　

盐生产时，至今仍可见到使用这种吸卤器提取卤水——它是用物理学原理而　

设计出来的吸水器。　

　　　　　　《甘嗜》：主要叙述甘蔗种植、制糖技术和工具，同时还论及到蜂蜜和　

饴饧　（麦芽糖）。　

　　　　　宋应星还重点介绍了将水稻育秧法移植到甘蔗种植中，实行甘蔗移栽这　

种新技术。　

　　　　　　《天工开物》的每一章所叙述的内容并不是平铺并列的，而是有主有次，　

把重点产品作为研究重点，突出先进地区的生产技术，全书各章各节都主次　

分明。　

　　　　　中卷共7章，主要是工业技术。　

　　　　　　《陶埏》：叙述建筑房屋用的砖瓦和日常生活用的陶器、瓷器（白瓷、　

青瓷）的制造技术和工具。重点是介绍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，都有说明。　

　　　　　　《冶铸》：是中国传统铸造技术论述最详细的记录，重点叙述铜钟、铁　

锅、铜钱的铸造技术和设备，包括失蜡、实模和无模铸造等三种基本方法。　

　　　　　　《舟车》：首先用数据标明了船舶和车辆的结构构件和使用材料，同时　

说明各种船、车的驾驶方法，详细介绍了大运河上航行的运粮船“漕船”。　

　　　　　　《锤锻》：系统叙述了铁器和铜器的锻造工艺，讨论范围从万斤大铁锚　

到纤细的绣花针，还有斧、凿、锄、锯等各种生产工具的制造、焊接、金属　

热处理等加工工艺。　

　　　　　宋应星记载了一项先进的金属加工工艺——“生铁淋口”。方法是在熟　

铁制的农具等坯件上淋以一层薄的生铁水，再经加工及热处理，使制品完成。　

所用的生铁水量必须恰到好处。由于表面生铁熔覆层与渗碳层的共同作用，　

使工件既耐磨又坚韧。这是金工史上的一项独特创造。几百年来这种技术已　

遍及我国各地，至近代还用这方法制造小农具。　

　　　　　　《燔石》：论述烧制石灰、采煤、烧制矾石、硫黄和砒石的技术，还论　

述了煤的分类，采掘和井下安全作业。　

　　　　　宋应星详细叙述了砒石种类、制法、性状和在工农业上的用途。书中还　

介绍明代湖南衡阳工厂中一处就年产砒石达万斤的事。用砒石做为农药，这　

是中国农业技术史中的一大发明，正是《天工开物》把这项发明正式记录下　

来。　

　　　　　宋应星为我们提供了采煤技术的可贵资料。他按煤的块度和火焰等物理　

性状及用途将煤分为明煤、碎煤、末煤等类，在当时是较为先进的分类。在　

谈到挖煤后，宋应星还谈到了“煤气”。　

　　　　　宋应星所说的“煤气”，就是现在煤矿中俗称的“瓦斯”，它是在煤炭　

生成过程中伴生的气体混合物，主要成分有甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫　

化氢等，虽然没有颜色，但是容易燃烧，对人体有毒害作用。宋应星在谈到　

南方采煤时，介绍用中空的巨竹管插入井下，将地下瓦斯借竹管引出地面，　

是一个简便有效而且经济的安全措施。　

　　　　　宋应星介绍的另一个安全措施是在井下设“支护”（即巷道支板），从　

他的记载中我们可以知道明代采煤技术已经基本解决了井下掘煤的两项最首　

要的作业问题。与此形成鲜明对照的是，欧洲在18世纪时还没有妥善解决瓦　

斯通风的问题。　


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　　　　　　《膏液》：介绍了16种油料植物子实的产油率，油的性状，用途，还有　

用压榨法、水代法提取油脂的技术和工具，还谈到桕皮油的制法和利用桕皮　

油制蜡烛的技术。　

　　　　　　《杀青》：论述纸的种类、原料和用途，详细地论述了造竹纸和皮纸的　

全套工艺技术和设备。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　五、　《天工开物》（二）　



　　　　　　《天工开物》下卷包括5章，也属于工业技术。　

　　　　　　《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、各种铜合金的冶炼和珍贵的生产设备图。这一章　

记载了不少中国人民的创造发明，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。　

　　　　　宋应星记载说，在生铁炼成之后，如果想再把生铁变成熟铁，就在冶铁　

炉旁挖一个方塘，趁热使�