③唐启字：《中国作物栽培史稿》，第561—568 页（农业出版社，1986）
奠定科学基础的。所谓进化，指生物通过变异、遗传和选择，从低级到高级、由简单到复杂、种类由少到多的逐渐演变及发展的过程。而自然选择和人工选择是生物进化的动力，二者又是建立在变异和遗传的基础上的。变异提供选择的材料，而遗传又保存并积累变异，形成选择过程中出现的新品种。因之可以说关于变异、遗传的学说和选择原理构成生物进化论的三大理论支柱，凡在这方面所发表的思想观点都与生物进化论有关。达尔文的生物进化论是在以往科学成就的基础上建立的，他为此广泛吸取了从古代以来各国的学术遗产其中包括中国的学术遗产。他在谈到选择原理时写道：“如果以为选择原理是近代的发现，也就未免与事实相差太远。我可以举出几种古代的文献，在这些文献里，已经承认这种原理的重要性。？在一部古代的中国百科全书中，已有关于选择原理的明确记述。”①既然如此，则我们从中国古代文献中发掘有关生物进化论原理的论述，并不意味给古人贴上近代科学的标签，因为进化论奠基人达尔文本人就在中国古书中找到他的学说所赖以建立的历史依据。在生物进化论发展史中存在着两种科学思想的对立。一种是物种不变论，否认生物界中有变异现象，而且认为生物物种是造物主创造出来的，从而也否定了生物进化的可能性。在哲学上这是一种神创论和形而上学自然观。与此相反，另一种思想可称之为物种可变论，承认生物界中有变异现象，认为物种是可变的、千差万异的，而归根到底是由自然选择和人工选择造成的，与“造物主”没有任何关系。这在哲学上是唯物主义的辩证自然观，正是这种科学思想成为达尔文进化论的历史渊源，而物种不变论则早已成为历史陈迹。
在宋应星陈述其有关生物进化论思想时，他在数理科学领域内的造诣无法与同时代的西方学者相比，但在生物学思想方面他甚至在某些地方比18世纪的西方生物学家还高明。17 世纪欧洲科学革命如秋风扫落叶，席卷不少中世纪科学阵地，但各学科发展是不平衡的。在生命科学方面，虽然那时解剖学有很大突破，因显微镜的发明（1590）使实验生物学作出一些发现。但在整个生物学基本指导思想方面仍是中世纪神创论的天下。比起数学、天文学、物理学的大步发展，生物学在理论上还并无大的进展，17、18 世纪西方博物学家已感到不光彩地落到数理科学的后面。既然物理学家发现了由自然规律结合起来的有秩序的物理世界，生物学家也许能找到规律对无秩序的动植物世界进行分类。他们把精力集中到分类上去，而且作出成绩，却忽视了生物学理论研究。如果说有的话，也不过是重复神创论的旧调。与宋应星同时代的英国生物学家约翰。雷（john ray，1627—1705）在《上帝的智慧》（the ner）就此写道：“在自然界中，雷找到了和上帝自己的设计相称的秩序和目的。？从雷的《上帝的智慧》的出版（1691）到1859年达尔文《物种起源》的发表是自然神学的繁盛时期。科学家和牧师都相信，对自然，即对上帝这部‘包罗万象的和公开的手稿’进行的研究，其结果总是和上帝的书面信息—《圣经》相符合的。”①这就是17 世纪欧洲生物学领①c. darner 著、李难等译：《生命科学史》（ahistoryofthelifesci- enccs），第460 页（武汉：华中工学院出版社，1985）
域内的思想现状。
上述情况到18 世纪仍未改变。与雷齐名的瑞典植物学家林耐（carl von linné，1707—1778）在其《自然体系》（systemnaturae，1735）书中奠定了植物分类学的基础，这是值得称道的。但在理论思想方面，他在书中声称所有物种都是上帝所创造，自然界中没有新种。“物种的数目是永恒的，？
当初造物主手中创造出来的物种数目，就是现在我们计算的物种的数目。“他还指出：由于不存在新种、每种生物总是产生与其同类的生物、每种物种中的每个个体总是其后代的开始，因此必须把这些祖先的不变性归于某个全能全知的神，即上帝。他认为“通过繁殖，个体数是成倍地增加了。因此现在每种物种的个体数都比上帝创造出来时的数目多得多。”①但繁殖没有增加新的物种。至于变异，他认为因外界条件变化偶然改变物种，当外界条件消失后，变种又恢复到原初的状态。②因而我们再次看到古希腊物种说到18 世纪还产生思想影响，而这时又与基督上帝的自然种论同流了。造成这种情况的原因之一，是生物学家不肯摆脱强大的宗教势力和中世纪神创论的思想影响，他们对众多植物分类时视而不见或不肯正视物种变异现象，其科学思想从根本上说屈服于宗教。
直到1809 年法国生物学家拉马克（jean baptiste lamarck，1744—1829）《动物的哲学》（philosophie zoologique）问世后，才提出物种的永恒是相对的，并承认在人工条件下物种的变异性和遗传性。他是西方生物进化论的先驱者。
再过50 年后，达尔文发表《物种起源》才使生物学理论有了真正基础。他的进化论打破了中世纪神创论和物种不变论的形而上学神学观念，这时生物学才发生了科学革命。当达尔文从事这项研究时，他从17、18 世纪的西方文献中所看到的，大多是雷和林耐那类反进化论的观点，但他却吃惊地从中国古书中发现了思想上的共鸣。这使他下了很深的功夫追查中国文献，而每一次都有思想收获。我曾在50 年代对中西文献的系统对比研究证明，达尔文涉猎过《齐民要术》、《本草纲目》、《天工开物》和《授时通考》等书部分内容，且不指名地引证过。③与西方国家不同，中国从汉代王充以来所开创的唯物主义自然观传统一直对生物学思想的发展产生了良好影响，到明代时神创论及物种不变论已基本上被逐出科学领域之外，不象欧洲那样居于主宰地位。在叙述宋应星从事科学著述时的国内外背景后，便可以在他的著作中找出一些使拉马克—达尔文的学说所赖以建立的历史依据了。我们知道，承认动植物物种的可变性及其在自然或人工选择下的变异，是达尔文生物进化论的基本观点之一，而变异是生物界普遍存在的自然现象。所谓变异（variation），指同种生物①l.magner 著、李难等译：《生命科学史》（ahistoryofthelifesci- ences），第468 页（武汉：华中工学院出版社，1985）
②郭家聪：《达尔文主义》，第10 页（人民教育出版社，1961）
③潘吉星：中国文化的西渐及对达尔文的影响，《科学》，35 卷，4 期。第211 页（1959 年10 月）；达尔文与中国生物科学，《生物学通报》，1959 年11 期，第517 页；jixingpan：charlesdaruminosae）。在谈到豆科植物的变异时，他以大豆（glycine max）
为典型：“凡菽种类之多，与稻、黍相等。？一种大豆，有黑黄两色，下种不出清明前后。黄者有五月黄、六月爆、冬黄三种。五月黄收粒少，而冬黄必倍之。黑者刻期八月收，淮北长征骡马必食黑豆，筋力乃强。？江南（江西）又有高脚黄，六月刈早稻方再种，九、十月收获。”这里他根据大豆颜色不同分为黄豆与黑豆两个变种，再根据对光照长短的反应和播种期不同分为五月黄、六月爆、冬黄或早大豆与晚大豆。而高脚黄应与冬黄同属晚大豆，但因其形态有异，另具别名。在谈到胡麻（芝麻）时，宋应星在《乃粒。麻》节中写道：“其色有黑、白、赤三者。其结角（蒴果）长寸许，有四棱者，房小而子少；八棱者，房大而子多。皆因肥瘠所致，非种性也。”。芝麻确有很多变种。叶多变异，有互生或对生。蒴果长形有棱，棱数因品种而异，分四棱、六棱、八棱等。种子呈扁椭圆形。有白、黄、棕红、黑等色。他这里提到芝麻子有黑、白、红等不同颜色和蒴果有四棱、八棱之分，都是正确的。但在此后他又说“皆因肥瘠所致，非种性也”，用词似没有表达清楚，需加诠释。我们的理解是，“房小而子少”、“房大而子多”，“因土地肥瘠所致”。但“色有黑、白、赤”及“结角有四棱、八棱”，乃品种决定。
《甘嗜。蔗种》谈禾本科甘蔗属甘蔗亦有两个品种，“似竹而大者为果蔗，？似获而小者为糖蔗“。但今天名称则与他那时不同，前者今称中国竹蔗（saaccha-rum sinensis），后者称为热带蔗（s. officinarum）。在结束介绍宋应星对家养植物变异的论述后，让我们把他与林耐作个比较。应当承认，在对植物系统科学研究与分类体系的建立上，林耐是宋应星无法比得上的，他们之间差很大一个层次。但在自然观上宋应星又是林耐无法比得上的。
照理说林耐应当很容易地发觉并鉴别出每个特定植物的变种，奇怪的是他偏偏忽视了这一切。他也应当注意到在万紫千红的花园里会突然出现一些变种或“奇怪的”植物，是从普通植物中衍生出来的。他也当会发现上帝创造的那些植物物种与花匠培育的相应变种间常有显著的差异。然而他对这些却感到迷惑不解，因为他受神创论的思想压抑太深，无法自我解脱，晚年处于精神痛苦和思想矛盾之中。反之，宋应星没有这些思想包袱，敢实事求是地肯定所看到的植物变异现象，并给以较正确的理论解释。在这方面他们之间又相差一个很大的层次。此时我们看到，能否在理论观念上前进一步，取决于科学家是否有正确的哲学思维。宋应星正是在这方面占了上风。
宋应星不只考察了植物在家养下的变异，还考察了动物在家养下的变异。在这方面，他的科学思想尤其精彩。正如在植物界中他以稻、黍的变种作为变异典型一样，在动物界中他挑中家蚕变种为典型研究对象。这些家养动植物都具有较强的变异性，而且都属于达尔文所说的“中国人在饲养和管理上费了很多苦心”、“对选择付出了最重大的注意”的技术领域。正确思想的提出，还有赖于正确方法的运用和有力实际资料的掌握。宋应星为我们提供了不少启示。他在谈到桑蚕（bombyx mori）的变异现象时写道：“凡蚕有早、晚二种。晚种每年先早种五、六日出，结茧亦在先，其茧较轻三分之一。？凡茧色唯黄、白二种。川、陕、晋、豫有黄无白，嘉［兴］、湖［州］有白无黄。若将白雄配黄雌，则其嗣变成褐茧［蚕］。黄丝以猪胰漂洗，亦成白色，但终不可染漂（应作缥）白、桃红二色。凡茧形亦有数种：晚茧结成亚腰（细腰）葫芦样，天露茧尖长如椎子形（椭圆形），又或圆扁如核桃形。又一种不忌泥涂叶者，名为贱蚕，得丝偏多。凡蚕形［色］亦有纯白、虎斑、纯黑、花纹数种，吐丝则同。今寒家（贫苦人家）有将早雄配晚雌者，［变］幻出嘉种，一异也。野蚕（柞蚕）自为茧，出青州、沂水等地，树老即自生。其丝为衣，能御雨及垢污。”①可以说宋应星上述论断是蚕种理论的经典论述，因为在他以前中外没有任何人对蚕种作过如此详明而系统的剖析。从生物进化论思想史角度来看，应星这段论述也是极其重要而流芳千古的，并且至今仍未失去其全部学术价值。因为他这里触及到变异、遗传和选择三大原理，而如前所述，这三大原理是达尔文进化论所赖以建立的理论基石。在评述宋应星思想前，要弄清几个概念。变异前已述及，所谓遗传指亲代生物性状又在下代重现的现象。但现代遗传学认为遗传是遗传物质从上代传给后代的现象。选择分自然选择与人工选择。我们此处指人工选择，即通过人类不断选择而形成生物新种类的过程。达尔文认为野生动植物在外界条件下发生变异，经人类有意无意的长期选择，加强了变异积累，成为家养动植物。再通过同样途径可从家养动植物得到新类型或新品种。这是个无止境的过程。
我们再转向宋应星的蚕种理论。这个理论的第一层含义是系统论述了蚕种的变异现象。蚕是昆虫纲鳞翅目蚕蛾科的动物，其变异性很大。宋应星从六个角度论述了蚕的变种：（1）按家蚕化性来区分，有早蚕与晚蚕，即一化性蚕与二化性蚕。前者指一年只发生一个世代便产越年卵（卵体休眠）的蚕，后者一年发生两个不休眠卵的世代。但应补充说，还有多化性蚕，不过中外多育一化性及二化性蚕。（2）按蚕茧颜色不同又分为黄茧蚕及白茧蚕。
（3）依茧的形状区分，有细腰葫芦形、尖长椭圆形及扁圆核桃形。（4）按蚕体颜色不同，分为纯白、虎斑、纯黑、花纹数种，吐丝则同。（5）按生长环境不同又分家蚕（bombyx mori）及野蚕或柞蚕（b.perhyi），最后，（6）按家蚕进食情况不同，分为“贱蚕”与一般的蚕。宋应星对蚕种的论述已经够全面的了，但他并不满足于此，还进一步论述了各不同蚕种的①宋应星：《天工开物。乃服。［蚕］种类》，上册，第24b 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
地理分布和性状品质上的差异：（1）川陕晋豫产黄茧蚕而无白茧蚕，浙江嘉兴及湖州产白茧蚕而无黄茧蚕。黄茧蚕丝用猪胰漂洗，亦能成白色，但不能染缥白（青白）、桃红二色；而白茧蚕丝可染成各种颜色。（2）野蚕产于山东青州、沂水，可自为茧，独立生活能力强，其丝作衣能御雨及垢污。家蚕要在蚕箔上结茧，其丝抵雨及垢污能力不及野蚕丝。野蚕丝不须人工饲养。
（3）贱蚕不怕食沾泥的桑叶，体质壮，但吐丝反而多，这些地方比一般的蚕要好。（4）晚蚕（二化性蚕）比早蚕（一化性蚕）发育快、结茧早、体质强，但产茧量比早蚕少三分之一。（5）在《叶料》节内还指出，四川黄茧蚕与浙江桑蚕不同，不是以蚕桑（morus allba）叶为食料，而是以柘或黄桑《cudrania trcaspidata）叶为食料。其所吐之茧叫“棘茧”，最为坚韧，其丝用作琴弦、弓弦。从宋应星的上述评比中可以看出，蚕的不同变种确实表现出了性状和品质上的显著差异，他所记载的是真正的变异现象。如果象17、18 世纪西方生物学家所说，上帝只造出一个品种的蚕，那么宋应星就在1637 年用事实证明，人要比上帝高明得多，造出了同一种蚕的各个不同的变种。
让我们把宋应星关于蚕种的论述与达尔文的论述作个比较。后者在《动物和植物在家养下的变异》第八章题为《家蚕》的一节中指出：（1）“不同族的卵在颜色上、在形状上（有圆的、椭圆或卵形的）以及大小上都有变异。”
（2）幼虫“在大小和颜色上变异很大。皮肤一般是白色的，有时呈现黑色的或灰色的斑纹，而且偶而还有完全黑色的。？不过虎斑族（race tigree）是一个例外，它以具有黑色横纹条而得到这个名称。”
（3）不同族的茧表现有特性上的差异，这种差异有大有小；有的茧接近球形而不是葫芦状的，？有的茧为圆筒形并且中间有一个深度不等的沟，而呈葫芦状；还有的在两端或只在一端多少呈尖形。“（4）”丝的粗细和品质也有差异，而且有的是接近白色的，有的是黄色的。“（5）”关于最不相同的族的蛾之间是否存在有任何固定的差异，我没有找到一点记载。“①由此可见，达尔文所述家蚕变异情况都可以在宋应星著作中找到，而且在用语上都极其相似。所不同的是，宋应星更谈到其他方面的内容，如对各变种品质的比较评述，则为达尔文所未言及。但达尔文由蚕的变种引出了一项重要结论：”根据这种种事实，我们知道了家蚕同高等动物一样，在长期不断的家养下发生了重大的变异。我们还知道了一个更加重要的事实：变异可能在生命的种种不同的时期中发生。
而在相应的时期中遗传给后代。最后，我们知道了本能是受伟大的‘选择原理’所支配的。“②而这又为宋应星所未言及，因为达尔文毕竟是19 世纪的大生物学家。达尔文关于《家蚕》一节便以上述结论而结束，他在该节末尾谈到了遗传和选择原理，但没有作进一步发挥，而把这两个问题放在别的章里专门讨论。不过宋应星则不同，他在《蚕种》节谈到变异现象①c，darricola，1490—1555）、帕拉塞斯（paracelsus，1493—1541）和英国化学家波义耳（robert boyle，1627—1691）等人，中国方面的代表人物则是李时珍和宋应星等人。
他们都不约而同地遥相呼应，将炼丹术或炼金术从科学领域中驱逐出去。
宋应星在《五金》章论银的冶炼后，附有《朱砂银》一节，所谓“朱砂银”是将朱砂（硫化汞）与铅熔炼后得出的伪银，这是炼丹术士搞的骗人勾当，因此本节一开始便写道：“凡虚伪方士以炉火惑人者，唯朱砂银愚人易感。”接下揭穿了制“朱砂银”的方法，然后又写道：“拣出其银，形存神丧，块然枯物。入铅煎时，逐火轻折。而经数火，毫忽无存。折去［朱］砂价、炭资，愚者贪惑犹不解，并志于此”。①《燔石》章前言中谈到“矾现五色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火”后写道：“巧极丹铅炉火。方士纵焦劳唇舌，何尝肖像天工之万一哉！”意谓炼丹术士虽已施出全部伎俩，又何尝及自然力之万一。《怜愚诗》第二十七首亦云：“天垂列象圣遵模，为问还丹事有无。万斛明珠难换颗，痴人妄想点金须。”
这也是讥讽炼丹术的。宋应星批判炼丹术和方士时总是用严厉而激烈的言词，表示与之势不两立，具有战斗精神，这是可取的。但有时他把本草书尤其《本草纲目》中的正确说法也与炼丹方书放在一起批判，混淆了二者之间的界限，未见得当，这勿宁说是受到知识的局限所至。如《五金。锡》节云：“方书云马齿苋取草锡者，妄言也。谓砒为锡苗者，亦妄言也。”此处对方书的批判可能是正确的，但说本草书中载锡矿中有砒亦属妄言，就未必尽然。但在破除迷信、神怪谬说时宋氏还不①宋应星：《天工开物。五金。朱砂银》，下册，第7a 页（中华书局影印明崇祯十年原刻本，1959）
够彻底，有时失去警觉和批判能力，如《珠玉》章称珠宝取“日精月华之气”而成、珠有龙神守护、玉由玉神推徙河中，均属误信。这种情况在当时西方科学家中也不时发生，如牛顿（1642—1727）在阐明万有引力定律时，不是也为上帝保留了“第一推动力”吗？这说明，反对迷信、神怪谬说是科学的长期性的战斗任务。
宋应星在扫除科学发展道路上的思想障碍的同时，还进一步探索新的科学方法论和科学研究精神，这也是他的唯物主义自然观在科学领域中的具体运用。首先他发展了“究穷试验”的思想。他在中国较早地把“试验”这个术语引入科学技术文献中，把“穷究试验”引入科学研究中。所谓“穷究试验”，是一种总的科学思想方法，出现于《天工开物。膏液。油品》节中。
它由“穷究”与“试验”两个词组成，分别表述科学研究中两种相辅相成、相互交替使用的研究步骤和研究方法。“穷究”是逻辑推理过程，“试验”
是观察实验过程，二者在科学研究中缺一不可。而试验尤其重要，是科学研究的出发点和基本功夫。宋应星特别强调试验的重要性，没有试验便不能取得可靠的实际资料，而他还特别强调研究者本人参加试验的必要性。在试验的基础上取得实际资料后，还要穷究，运用逻辑推理，对实际资料进行理论概括，运用科学概念获得对自然现象和生产过程的科学认识。
“穷究试验”思想在《天工开物》中到处闪现。例如在全书总序中作者就主张对中国万里方圆中的何事何物都要“见见闻闻”，通过在田间、作坊里的亲自调查获得关于工农业生产技术的第一手资料，通过“目见口授而后识之”。《膏液》章关于15 种油料作物出油率的精确描述，就是根据反复调查、试验和测试后作出的。作者在叙了15 种油料作物的出油率后写道：“此其大端，其他未穷究试验，与夫一方已试而他方未知者，尚有待云。”①《佳兵》章《火药料》节亦指出：“其狼粪烟昼黑夜红，迎风直上，与江豚（哺乳纲鱼类）灰能逆风而炽，皆须试见而后详之”。同一节还写道：“火药、火器，今时妄想进身博官者，人人张目而道，著书以献，未必尽由试验。”
《甘嗜。蔗种》节谈甘蔗适合栽于河边沙土时写道：“试验土色，掘坑尺五许，将沙土入口尝味，味苦者不可栽蔗。”这是讲以口亲试土味而辨土质。
以上是关于试验的有关论述。宋应星在试验的基础上得出一些有规律性的理性认识，因而进入穷究阶段。《丹青。朱》节论从水银（汞）与硫升炼银朱（人造硫化汞）的过程后写道：“每水银一斤，得朱十四两、次朱三两五钱，出数硫质而生。”就是说用16 两水银升炼，可得上等银朱14 两、次朱3.5两，共17.5 两，多出来的重量是从参与反应的硫那里得到。这是非常符合近代化学原理的解释。据我们用现代理论计算，596.8 克（16 两）汞与硫化合后得到硫化汞的理论量为692 克（18.56 两），而宋应星所述只比理论量少1.06 两。《锤锻。治铜》论锤铜坯成锣时写道：“声分雌与雄（高低），则在分厘起伏之妙，重数锤者其声为雄”。就是说，加重锤铜则使铜锣变薄，故而其声低；反之，轻锤则锣厚，故其声高。也是符合科学原理的。《乃粒。老足》提出蚕老熟时须于辰已二时（上午7—11 点）及时捉起结茧，“捉时嫩（早）一分，则丝少；老过一分，又吐去丝，茧壳必薄”，也是从实践中总结出来的规律。
由此可见，宋应星的“穷究试验”思想方法含有两层意义。第一，要想①宋应星：《天工开物。膏液。油品》，中册，第64b 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
认识自然界及其规律，并进而获得从自然界开物的有关农工业技术知识，首先要靠实践，通过见闻、调查、试验、测试等步骤，才能获得实际资料和感性认识，完成科学研究的第一步。其次，要在上述基础上推理，穷究事物的内在联系，建立理论并使实际资料条理化，从感性认识上升到理性认识，实现科学研究的全过程。因而“试验”指试见（观察）与实验，“穷究”指穷理与推究。明代其他科学家如方以智，还用“质测”一词表达同一思想方法，“质”与“测”相当“穷究”与“试验”。但看来“质测”不如“穷究试验”
更易于理解并接近现代含义。这里再举个实例，看看宋应星是如何运用穷究试验思想方法研究科学技术问题的。他在《五金》章谈到金时写道：“凡金质至金，每铜方寸重一两者，银照依其则（标准），则［方］寸增重三钱；银方寸重一两者，金照依其则，［方］寸增重二钱。”古代人们都知道，在常见金属中金较重，铜较轻，但较少作过定量描述。宋应星对金、银、铜三种金属作等体积重量测定后，发现如果假定铜每立方寸重1 两，则银每立方寸重1.3 两；如果银每立方寸重1 两，则金每立方寸重1.2 两。从这里可知宋应星已有了比重概念。我们根据他的思路作计算后，发现铜、银、金的相对比重为1：1.3：1.56.近代科学取20℃时的水在1 立方厘米的密度为1 克（比重为1.0），再与其余物每立方厘米的密度相较，则铜比重为8.9、银为10.5，而金为19.3.再经换算，铜、银、金的相对比重为1：1.16 ：2.1.将现代铜、银、金比重与宋应星给出的值比较，只是宋应星没有采用某一物作为公有的比重标准，而他给出的比重值与现代值有误差。尽管如此，他毕竟对三种金属的相对比重作出了定量说明。他在作出这种说明后又继续写道：“凡金性又柔，可屈折如枝柳。
其高下［成］色，分七青、八黄、九紫、十赤。登试金石上，立见分明。“这是用金在试金石上磨擦时所留条痕颜色深浅，以检验金的纯度的简便方法。试金石是黑色坚硬的硅质岩石，如燧石，化学成分为二氧化硅（sio2），含少量氧化铝（a1203），今南京雨花石即是这类石头。从这里可见，只有通过测试、试验，才能真正可靠地知道金银铜的比重差异和金的成色高低，而且通过穷究，找出定量指标并用数字加以显示，最后获得对金属物理性质和化学成分的较准确的认识。
类似的例子不胜枚举。
值得注意的是，宋应星陈述其科学思想方法论时，拒绝采用理学家的“格物穷理”概念，而宁用科学家自己的语言。
要知道，在他那个时代里，程朱陆王的理学仍在思想领域内占统治地位，而这正是束缚科学研究的思想枷锁。朱熹（1139—1200）认为“理在气先”，“心包万理，万理具于一心”。他所谓“格物致知”：“即物穷理”，不涉及对事物本质及其规律的认识，而是体会万事万物都是“理”的化身，在内心中将理发挥出来便明白一切。①王守仁（1472—1529）更主张“天地万物俱在我良知的发用流行中，何尝又有一物起于良知之外”，因此，他提出“心①杨荣国编：《简明中国哲学史》，第262，299 页（人民出版社，1975）；侯外庐主编：《中国思想史纲》，上册，第304，336 页（中国青年出版社，1980外无物”、“心外无理”。他反对从实践中认识事物，而要求从内心求良知。
他的“知行合一”说，主张知即是行，这个“行”不指实践，而属于内心修养范畴。既然在理学体系中，认识事物的观察、试验、调查和推究事物道理的科学实践被排斥在外，当然也就谈不到认真的科学研究。因而空谈性理、轻视实学与实践的学风在晚明流行甚广，而这正是科学之大敌。针对这些，宋应星在《天工开物》序中指出：“世有聪明博物者，稠人推焉，乃枣梨之花未赏，而臆度‘楚萍’：釜鬵之范鲜经，而侈谈莒鼎，画工好图鬼魅而恶犬马，即郑侨（子产）、晋华（张华），岂足为烈哉？‘①《乃服》章前言也指出：”治乱经伦字义，学者童而手之，而终身不见其形象，岂非缺憾也！“
不管理学家如何从内心格物、借良知反身克己，如果他们不接触耒耜与机杼，仍无法求得工农业实际技术知识。这就是宋应星的结论。面对宋明理学主张内心修养、空谈性理的陋习，宋应星反其道而行之，以自身行动实践其“穷究试验”的思想。他在南北各地奔走，往来于田间、作坊，终于写成《天工开物》。这部书的生动而丰富的内容和插图正是他“穷究试验”思想的结晶，也宣告了理学家所谓“心外无物”、“心外无理”、“心包万理”的空洞哲学的破产。如果声名显赫的理学家所鼓吹的“心”、“理”有那么大的神通，而他们又是修养最高的人，为什么他们写不出象《天工开物》这样的书呢？
道理很简单，因为他们一不肯从事实践、试验，二不肯向群众学习，而且蔑视实践和劳动群众。
把宋应星提出的“天工开物”与“穷究试验”二者结合起来，就会成当时有力而先进的科学思想方法，在科学技术研究中具有普遍的意义。这是明代科学的一项较重要的理论建树。除此以外，宋应星还在自然科学的个别学科中提出一些较先进的理论。他在生物学领域内提出的有关生物进化的思想，前已述及。就是在数理科科学领域内，他也并非无所作为。这里要介绍他在《论气》一书中发展的物理学领域内的声学思想，首先是“气声论”。声学现象古人多所注意，但首先着眼于音乐。宋应星也是因为对音乐有兴趣，而研究声学问题的。他曾著有《乐律》，原准备与《天工开物》同时发表，但临时决定删去，今不可得见。现传世的是他在《论气》（1637）一书中的《气声》篇，共九章。在明代学者中研究声学最有成就的是朱载堉（1536—1614），他于1584 年最先完成了十二平均律，为各种键盘乐器打下了声学理论基础。①而宋应星的工作也值得一提。他对声学的主要贡献是提出了一系列理论思路，为这门学科的进一步发展提供理论观点。与朱载堉、宋应星同时代的欧洲人伽里略、伽桑第（pierre cassendi，1592—1655）等也在研究声学问题。②中、西学者当时都以不同方式共同试图解决影响声调的各种条件、声速、声音的传①宋应星：《天工开物。序），上册，第1 页（中华书局影印明崇祯十年原刻本，1959）
①戴念祖：《朱载■一明代的科学和艺术巨星》，第四章（人民出版社，1986）
②f.cajori 著，戴念祖译：《物理学史》，第103 页（内蒙古人民出版社。1982）；a. derham，1657—1735）则认为声的传播介质是空气或以太微粒或物质微粒，仍是个悬而未决的问题。
直到用德国学者盖里克（otto vonguericke，1602—1686）制造的抽气机作传声实验后，才证明声音的传播介质是空气。①①a.wolf 著、周昌忠等译：《十六、十七世纪科学技术和哲学史》，第328 页（商务印书馆，1985）
至于声波概念，那是在这以后很久才建立起来的。因此我们说宋应星在声学方面的科学思想比起同时代的西方学者并不逊色，有时还略高一筹，尽管他在提出有关声波的思想萌芽时还未能区分纵波和横波。
从以上所述我们可以说，宋应星的科学思想在好几方面都已达到较高的学术水平，足可以列入世界科学家之林，而他的物质不灭思想在理论上也步入世界先进行列，只是还欠缺实验上的进一步论证和更精确的表述，还没有形成为普遍的自然科学定律的形式。本书第八章已作了评述，此处便不重复了。想补充的是，在其“穷究试验”的科学方法论中他特别注重数字、数据和自然现象以及物质生产过程中的数量关系。以定量论述代替定性描述，是他在科学技术研究中引入的另一新的治学精神。这方面的具体实例将在第十章中列举。
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