宋应星在其余各章讨论某种产品的生产和沿革时，也常常先讲出社会上对该产品的实践需要，首先是经济上的需要。如“凡铸铜为钱，以利民用”
（《冶铸。钱》）。在《燔石。砒石》节讲得最为明确，由于南北各地用砒霜作农药用，这才刺激了砒石烧炼技术的发展，其产品“每岁千万金钱速售不滞者”。如果用砒石作火药与白铜，“需用能几何哉？！”还要诠释的是，应星所说刺激技术发展的社会实践需要，指有利于国计民生的社会需要。如对粮食、衣料、副食品、铁锅、瓷器、生产工具、车船、纸张、金属货币、煤炭等等的需要。他对只满足社会少数人奢侈的产品需要，予以鄙视，不列为正当的社会需要。如前所述，他引出的另一条技术发展规律是，社会一旦对某种产品有了紧迫的需要，则生产该产品的技术便得到优先发展。根据这条规律，他甚至能作出某种技术未来发展趋势的预报。例如（《乃服。倭缎》）节谈到福建漳州、泉州地区从日本引进制造“倭缎”（漳绒）的技术时指出，这种织物尽管好看，但作成衣帽非常容易脏损，华而不实用，没有发展前途。他写道：“今华夷皆贱之，将来为弃物，织法可不传云。”就是说：“现在中外用户都不看重这种产品。将来要变成无用之物被淘汰，因而这类织造技术不可能再流传下去。”宋应星举这个例子，又从反面告诉他的读者，某种技术如果脱离了社会实践需要，便失去了其发展动力，最后就可能被社会所淘汰。在《彰施。诸色质料》中他又指出，芜湖发展起来的蓝布在各地及外国都受到欢迎。但人们用久了便生厌，希望有新的产品。于是后来又有了毛蓝布出现。用松江美布为原料，对染色技术加以改进，使蓝布略具红光。“此布一时重用。”宋应星认为毛蓝布（“毛青布”）肯定有发展前途。在他看来，技术与实践需要之间的关系就象毛与皮那样，“皮之不存，毛将焉附？”根据他的这一思想，当时的有心人就可密切注意市场动向，发展对路产品的生产，从而获得经济效宜。由此可见，他总结的这条技术发展规律不但有理论意义，还有实践价值。
在《舟车。车》节我们还读到：“凡车利行平地，古者秦、晋、燕、齐之交，列国战争必用车，故‘千乘’、‘万乘’之号起自战国，楚、汉血争而后日辟（少）。南方则水战用舟，陆战用步、马（步兵与骑兵）。北膺胡虏（北方与匈奴对持），交使铁骑，战车遂无所用之。但今服马驾车，以运重载，则今日骡车，即同彼时战车之义也。”①这段话意思是：车适于平地行①宋应星：《天工开物。舟车。车》，中册，第390 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
驶，战国时代北方平原地区各诸侯国之间交战必用战车，因有“千乘之国”、“万乘之国”的说法。秦末楚汉血战后，战车逐渐不用了。因为那时在南方水战用战船，陆战用步兵与骑兵。汉以后北击匈奴，双方互相都用骑兵，战车遂无从使用。但现在北方仍驾马车运载重货，因而今日的骡马车在形制上是从古时的战车演变过来的。在宋应星看来，作战形式也因时、因地而异，从而导致交战双方武器及战术上的变化。战国时北方平原地区作战适用于车战。但后来在南方作战，因地理环境不同，只能用战船及马步兵。汉以后与北方游牧民族匈奴作战，只好靠骑兵了，从此战车逐渐被淘汰，而弓箭与于戈仍继续使用。过去的战车虽不再用于战争，仍可作运输的交通工具，则制造这种车的技术能继续保存下来。从这里看到前述那条技术发展规律的另一表现形式：当社会不再需要车战时，车作为作战工具的功能便随之消失；然社会仍需要车作运输工具时，其功能为之一变，从战争目的转向和平目的，从运兵改为运货。在两种场合下，车作为运输工具的使用价值仍未变化，当然制造车的技术仍得以继续发展下去，而这与织造“倭缎”的技术不可同日而语。换言之，某种技术是否具有发展动力，取决于其产品是否能满足社会需要。宋应星分析了车的使用功能的可变性，又肯定了其使用价值的不变性，他从动中看静，说明他能辩证地思考问题。这样的技术思想家确实是少有的。
在宋应星看来，技术之所以能不断发展，而不是停留在某一历史时代的已有水平，除了社会上有对各该技术产品不断增长的实际需要以外，也还由于技术本身的逐步革新与进步所造成，因而宋应星认为技术革新，即其自身的不断自我完善，是促成技术发展的另一动力。如果技术总是停留在原有水平而不加改进，便失去其发展动力。他为说明这一规律，举了箭的制造技术为例，他说：“凡镞冶铁为之（《禹贡》砮石乃方物，不适用）。北虏制如桃叶枪尖，广南黎人矢镞如平面铁铲，中国则三棱锥象也。”就是说，现在用的箭头用铁作成，古时《书经。禹贡》上记载的各地用箭是石制箭头，今已不适用于作战了。现在清兵用的箭头象桃叶枪尖，广东黎族人的箭头象平面铁铲，而中原作的铁箭头呈三棱锥形。箭头所用材料与形制决定其杀伤力大小，归根到底取决于技术发展水平。如果说古时用石箭头作武器还可奏效的话，那么在明代则简直是废物，制造石箭头的技术就应淘汰，因为满足不了新形势下的作战需要。那么造箭技术的出路何在呢？出路在于用新型的铁制箭头，造成杀伤力强的形状，而这就意味着造箭技术必须革新。看来在他列举的三种箭头中，三棱锥形的铁制箭头威力最大。他在讨论发射箭的弓弩时又重述了上述思想。他指出：“国朝（明朝）军器造神臂弩、克敌弩，皆并发二矢、三矢者。又有诸葛弩，其上刻直槽，相承函十矢？机巧虽工，然其力绵甚，所及二十余步而已。此民家防窍具，非军国器。”①按神臂弩、克敌弩始造于宋代，技术比汉代有改进，射程达二百余步，操作简便。明代时又有改进，在保持或加大原有射程的前提下，可一弩并发二矢、三矢，因而这种制弩技术得到很大发展。反之，明代制造的诸葛弩虽可并发十矢，但射程只有二十余步，非军国力器，这就限制了诸葛弩制造技术的发展，充其量只供民间防盗之用。要想使诸葛弩大力发展，除非再作技术改进，使其射程增大十倍。但实际上明军与清兵作战，主要应用改进后的各种金属火炮等火器，射程与杀伤力均比冷武器大，象宋氏所说。其技术已达完善地步。
①宋应星：《天工开物。佳兵。弩》，下册，第29 日页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
所谓技术革新包括使用新型原材料及动力能源、研制新品种产品、引人新的工艺过程及操作方法、使用改进的工具及设备等，在古代的历史条件下主要通过渐变的形式，而逐步实现的技术更新换代之周期较长，有时长达几十年至几世纪，在一代人不知不觉之间完成。由于技术思想家宋应星认识到技术革新是技术发展的内因和内在动力，所以他在书中自觉地反复着重展示工农业各项技术中新事物、新成果和新技艺，成了明代推广技术革新的宣传鼓动家。经他总结的主要技术革新项目有：将砒霜作为农药与肥料联合施用、早稻与秋大豆两熟制、甘蔗分栽移苗法、蚕种杂交技术、缫丝时的“出口干”与“出水干”操作技术、生熟炼铁炉、炼锌及锌铜合金冶炼、灌钢改进法、大型失蜡铸件之铸造、大型锻件之锻造、生铁淋口、采煤的安全作业法、混合制浆造纸法、煤和风箱在冶炼中的联合使用、逆风行船技术、红、改进的提花机和榨油机、龙窑烧瓷、多用水车、旋转式火箭弹、拖网式采珠法、软针制造技术、灰吹法炼银等等。因篇幅关系，无法逐一列举与详述。所有上述都是中国技术史中的宝贵精神财富，它们不但在当时中国是一流的，有些在当时世界上也是先进的。如果宋应星能被请到处于产业革命前夕的英国传授知识，他就会一下子拿到几十项技术专利，而使这场革命早日到来。我们只举一个例子来说明问题。古代金属工艺中高能燃料（煤炭）和高效鼓风机（活塞风箱）联合应用，是从《天工开物》首先反映出来的。一旦掌握了这个技术信息，就能造成前所未有的高温，炼出新的金属并改造旧的工艺。而当时欧洲仍使用中世纪手风琴式皮囊鼓风器，用煤炼铁要到17 世纪末。我们从18 世纪后期法国启蒙思想家狄德罗主编的《百科全书》中才看到这两项技术新事物。因而英国李约瑟博士对宋应星提供的技术信息给予了高度评价。①应当指出，技术革新不是靠苦干而是靠巧干才能取得，这就要动用思想智慧和探讨新的技术方法，此处所说技术方法，指技术中使用的具普遍意义的方法。因之，研究宋应星的技术方法论，便成为了解其技术哲学思想的一个重要侧面。
前已述及他构筑其技术结构体系时使用的思想方法，现在要分析他总结技术革新经验、阐述技术成果时使用的思想方法。
技术方法论在现代已成为认识工程学，然其渊源由来已久。
在历史上凡有成就的技术家，无不在技术方法上有所建树。
宋应星也是如此。现代工程学家使用的移植法、置换法、组合法和分解法等，②都早已被宋应星用过，且用得相当成功而得体。所谓移植法指将某一种技术方法运用于另一种技术之中，借他山之石以攻玉，从而得到技术创新。宋应星在《甘嗜》章首次描述的先进的甘蔗分栽技术，就是借移植法发展起来的。原来栽培水稻时，首先要择一块良田，将优良稻种种植下去，精心管理，待秧生30 天后，再将稻秧拔起，分栽于大田。这就是育秧分苗技术。它便于对稻苗集中管理和推广良种，至迟从汉代便已发展。将水稻育秧分苗技术移植到①潘吉星主编：《李约瑟文集》，第891 页（辽宁科学技术出版社，1986）
②项浙学、边克忠、林永康等：《化工技术论》，第119 页（浙江教育出版社，1989）
甘蔗种植上，便成为甘蔗分栽技术。宋应星描述此法时写道，将种蔗在冬初砍下，除去头尾后埋在土里。雨水前五、六天挖出，断成五、六寸长，每段有二个节，按一定顺序再埋土中，芽长一、二寸时勤加粪水。“俟［芽］长六、七寸，锄起分栽”。①这是甘蔗栽培技术中的一项重大革新。
移植法还表现为将某种技术原理运用于另一种技术领域中。《周礼。考工记》中总结的“六齐”（六剂）规则，一直是冶炼青铜（铜锡合金）的指导技术思想。该书指出，如将铜与锡（还应有铅）按六种不同配比冶炼，则所得到的青铜合金便有呈现不同的性质，用作不同器具。如“六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐。三分其金而锡居一，谓之大刃之齐。五分其金而锡居二，谓之杀矢之齐。金、锡半，谓之鉴燧之齐。”②此处“金”应理解为铜。对古代青铜的化验证明，书中所述基本反映实际。如作戈戟的青铜，四分其铜而锡居一，即含锡1/5 或20％，而当青铜含17—20％时最为坚利。
既然铜与锡按不同重量配比可冶炼出性质不同的青铜，那么铜与锌按不同配比所炼出的铜锌合金（黄铜）是否也会有不同性质呢？回答是肯定的。宋应星将“六齐”原理运用于黄铜冶炼时写道：“每红铜六斤，人倭铅（锌）四斤，先后入罐熔化，冷定取出即成黄铜，唯人打造”。③又说：“凡铸器低［质］者，红铜、倭铅均平分两（各含50％），甚至［倭］铅六铜四。高者名三火黄铜、四火黄铜，则铜七而［倭］铅三也。”④上述第一种黄铜以铜与锌按6：4 之比冶炼后，合金强度好，适于锻造加工成器。后种黄铜含铜锌各半，适于铸造成低质的黄铜器，再低者铜四锌六。制高质的黄铜必须提高铜的含量。
使铜与锌之比为7：3 或6：4，适用于铸币。宋应星还指出铜九锌一的合金可铸最好的钱，“掷地作金声”。他实际上也列举了铜锌六种配比，并叙述不同配比导致黄铜性质的不同。{es）14 两、次朱3.5 两。以上谈的都是产品产率。关于原材料及燃料耗量，《冶铸》指出：铸北极阁朝钟重2 万斤、高11.5 尺、口径8 尺，所需铜4.7 万斤、锡0.4 万斤，另用金50 两、银120 两。此钟由失蜡法铸成，蜡与牛油之比为2∶8，1 斤蜡化后空出的虚位可填铜10 斤。每用去油蜡10 斤，需备铜100 斤。所需油、蜡量自然不难算出。《陶埏》称“大抵陶器一百三十斤，费薪［柴]百斤”。《五金》讲炼银时说，每炼2 石矿石需用木炭200 斤。《甘嗜》称每石糖汁需用5 合石灰处理。关于设备利用率，《治铸。钱》节指出熔铜合金的坩锅高8 寸、口径2.5 寸，载铜、锌共10 斤。《杀青。造竹纸》称，蒸煮锅的下锅口径4①宋应星：《天工开物。粹精。攻麦》，上册；第56b 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
尺，上筒围15 尺、径4 尺，“中可载水十余石”。《舟车。漕舫》介绍运粮船底长52 尺、宽9.5 尺，载重2000 石。又炼银炉高5 尺，可炼矿砂2 石。
关于劳动生产率，《乃粒》章指出用二人扛犁耕稻田一日只敌一牛之力，但耕后，二人以齿耙耕田，则可敌三牛之力。用牛转龙骨水车灌稻田，一天可灌十亩；用人踏龙骨车一天可灌5 亩，而用手转龙骨车只灌2 亩。《粹精》又指出以一牛磨面一天可收麦2 石，驴半之。用人力磨面，一人体强者攻麦3 斗，弱者半之。但水磨攻麦则三倍于牛，而水牛之力又两倍于黄牛。对产品质量指标和技术检查标准，宋应星也有所论述。《作咸。海水盐》写道：“凡盐，淮扬场者质重而黑，其他质轻而白。以量较之，淮场者一升重十两，则广、浙、长芦者只重六、七两”这里实际上是用密度的大小来判断食盐的质量。《佳兵。弧矢》论弓力以定弓之质量，上力120 斤、中力90—l00 斤、下力50 斤。试弓力时以脚踏弦，将秤钩勾住弓的中点向上拉，弦满后推移秤锤秤平，即可定弓力了。除此，宋应星还提出用颜色和声音测试法决定产品质量。如铁锅铸成后，“以轻杖敲之，响声如木者佳，声有差响则铁质未熟之故，他日易为损坏”（《治铸。斧》）。测试黄金成色“分七青、八黄、九紫、十赤，登试金石上，立见分明”（《五金。黄金》）。为了通过相应工艺和设备使生产达到预定的技术经济指标，宋应星还提出一系列技术规范定额及操作要点。例如他对船体、提花机、榨糖车、陶车等设备各部件尺寸都作了规定，不得有差。他对产品质量也提出要求，如铁锅厚度为二分（6. 2毫米），绫绢经丝为60 升（2. 2 寸幅内有4800 根），黄铜钱内含铜量不得少于60％。四车中毅长1.5 尺，有幅30 片，载重50 石。用擦渗法制的熟铁锄，锄口含生铁量应为熟铁量的1.7％（每锄重一斤者，淋生铁三钱为率“），等等。看来，按《天工开物》中所述工艺技术操作规程、工具设备、产品要求及各项技术经济指标从事生产，就会降低成本、提高劳动生产率、发挥人和物的潜力，并因而达到作者宋应星所预期的经济效益。
为了充分利用自然资源，使物尽其用，宋应星还提出了对资源综合利用的思想。这种思想也散见于《天工开物》各章之中。为了有效地利用土地，提高单位面积产量，他提倡早晚稻连作制（双季稻栽培）、稻一豆及麦一豆复种制。这样，“勤农作苦，明赐无不及也”（只要农人勤苦，自然界就会给予报偿）。
他还建议在大田作物收割后，接着广种经济作物。他更向人们介绍浙江的桑一豆间作技术，在桑树下遍种蚕豆。他观察到当桑叶茂盛蔽住日照时，豆荚早已结实。决窍在于没等桑叶蔽天前，就及早点种蚕豆，而这是一些“博物者”所忽视的。他还介绍浙江的经验，当养蚕的季节过后，可以继续用桑叶养羊，使其不停顿地发挥作用。他还指出，芝麻既可作食品，也可榨油，而榨油的副产品油饼是上等的肥料，荒年时人亦可食。绿豆作成粉条后，可用其浆水肥田。至于棉花，其花可以织布，其子可以榨油，其杆可作燃料。《乃服》章还告诉我们，蚕结茧时，茧壳外的浮丝也不可弃去，“湖郡老妇贱价买去（每斤百文），用铜钱坠打成线，织成湖绸”。上好的茧用于纺丝，不合格的茧可作丝绵。如“用此绵坠打线织湖绸者，价颇高。以绵线登［提］花机者名曰花绵，价尤重”。《彰施》章说，由红花制成燕脂时，所副产的滓子，“染家则糟粕弃也”，可是到了画家手里就立刻派上用场。《杀青》章更提出以废纸回槽，重新抄造，“全省从前煮浸之力，依然成纸，耗亦不多”。《陶埏》章提到，烧次的砖虽不适于砌墙，但“巧用者以之埋藏土内为墙脚，则亦有砖之用也。”所有这一切，都是宋应星化无用为有用、变废为利的技术经济思想的体现。
宋应星关于技术与经济之间相互关系的思想，前已述及某些内容，这里拟再补述一些没谈到的地方。他认为技术的进步导致社会财富的增殖，因而最后引起经济的繁荣。他在《舟车》章一开始就说：“四海之内，南资舟而北资车，梯航万国，能使帝京元气充然。何其始造舟车者不食尸祝之报也？”
就是说：通过陆上和水上的国内外物资交流使首都北京繁荣起来。但这种交流在南方要靠船、北方要靠大车，因此为什么不应该追念最初发明制造车船技术的人呢？他进而又从全国范围讨论这个问题：由于车船制造技术的进步，使滇南车马得以纵横辽阳，使广东官商得以漫游河北，这样才造成他宋应星所面临的商品经济繁荣的“圣明极盛之世”（《天工开物序》）。当然，他想必认识到除车船制造技术外，还有工农业其他技术所提供的丰富产品，是造成经济繁荣的原因，因为车船只是运输工具，只有装满货物才能发挥其作用。由于他认识到技术是促进经济发展的动因，所以他总是以崇敬的心情怀念发明或改进各种技术的先人。如果将他的这一认识与前述他认为社会经济需要是技术发展动力的观点结合起来，就会看到，他认为在技术与经济之间相互存在着作用与反作用的关系，二者互为因果。
宋应星还指出，某一地区由于某项技术特别发达和资源特别丰富，因而该地区就有可能成为生产并集中交换某项技术产品的经济中心。反之，生产某项产品的经济中心便成了某种技术中心。这是他总结出的另一条规律。他在陈述这一规律时写道：“一种矞艻羊（羖羖羊）唐末始自西域（今新疆）
传来，外毛不甚蓑长，内毳细软，取织绒褐（毛布），秦人（陕西人）名曰山羊，以别于绵羊。此种先自西域传人临洮（今甘肃境内），今兰州独盛，故褐（毛布）之细者皆出兰州，一曰兰绒？凡织绒褐机大于布机，用综八扇穿经度缕，下施四踏轮，踏起经隔二抛纬，故织出文成斜现（斜纹）。“①这是说由于兰州地区羊毛质量好，毛纺技术发达，因而兰州成为中国毛纺品生产中心，兰绒行销各地，从明代以来这种情况一直如此。谈到瓷器时，宋应星列举了几个地区后写道：”合并数郡，不敌江西饶郡产。？若夫中华四裔（中国各地）驰名猎取者，皆饶郡浮梁景德镇之产也。此镇自古及今为烧器地。“的确，江西景德镇既是中国生产瓷器的经济中心，又是技术中心，也是当时世界上最大的瓷器基地，产品行销各国，至今仍是中国的瓷都。还可从《天工开物》中举出其他例子，这些事例说明宋应星的论述持之有据、言之有理。
在结束本章时需要说明，宋应星技术思想中虽有许多精辟之处，但也仍有不足。例如他在作物分类系统的处理上比徐光启高明，但谷物中不载玉蜀黍、甘薯，油料中漏提落花生，其实这些作物早在万历年已从美洲及南洋引进中国并已落地生根。在具体品种陈述范围上应星不及光启。论火器的部分没有写出应有水平，谈到火药配方的技术经济指标时。只提硝、硫，而漏记木炭含量，因而所述配方便失去意义。在这方面不及茅元仪于天启元年（1621）刊行的《武备志》详确。总的说《天工开物》所述技术是先进的，但个别地方还要具体分析。比如《陶埏》只提日用陶瓷，认为高级瓷器是皇家贵族玩物，不屑介绍，但反映明代技术水平的还是高级瓷器。说明应星技①宋应星《天工开物。乃服。褐毡》，上册，第47 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
术思想中经济学味道很浓。这也使他对技术结构大体系的处理上出现了少许不完善的地方。如果再把他与同时代其他学者如徐光启、王徵及方以智来比，则宋应星论技术革新时眼光侧重国内，对外国成就则就不甚了了。这使得他论巨锚锻造时采取了先进的技术构思，却使用了笨重的提锚方法。他论劳动者在技术发明创造中的作用时，总的观点是正确的。但由于技术史钻研不深，有时举出的例证反而不利于他的观点。例如他怀疑古时以竹简写字的可能性，认为先秦时已有纸，便属不妥。但世上难有无瑕的大块美玉。要求一位思想家没有任何闪失，等于要他无所作为，而最终也就不再成为思想家了。
这个道理古今都是一样的。
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