将为人类开辟一个新时代，①他还认识到有很多原理蕴藏在工匠的日常工作中，所以这些操作方法是科学知识的可贵源泉。培根的这一部《自然与技术百科全书》，在规模上颇有些类似宋应星的《天工开物》。可惜，他的这部有关科技的百科全书没有完成，便提前逝世。后来再也没有别的欧洲人实现这种尝试，直到18 世纪，培根的计划才由法国启蒙学派首领狄德罗（denisdiderot， 1713 —1784 ）在物理学家达兰贝尔（jean le rondd'alembert，1717—1783）协助下，于1757—1766 年主持发表了著名的《百科全书，或科学、艺术及工艺解析辞典》（encyclopedie，ou dictionaire raisonne des science des metiers）。
狄德罗主编的《百科全书》在欧洲产生巨大的思想影响，这部多卷本带插图的巨著包括科学技术各个领域，概括了当时科技知识精华，其中也收录了有关中国的条目，主要取材于在华耶稣会士的著作。当他主编这部《百科全书》时，并不知道《天工开物》原著已进入巴黎皇家文库之中，否则他定会对之十分赞赏，并将其收入有关条目之中。只是过了半个世纪后，宋应星的这部技术百科全书才被巴黎的汉学家儒莲所发现。精通汉文的儒莲一眼就看出此书的价值，当他将《天工开物》有关内容译成法文后，一度在欧洲引起轰动。他们赞叹在狄德罗以前120 年，中国已于1637 年出版了一部插图本技术百科全书，因而狄德罗不只是弗朗西斯。培根未竟事业的继承者，还是宋应星已开创的事业的继承者。这就是为什么李约瑟博士将宋应星称为“中国的狄德罗”的缘故。由此我们看到，在文艺复兴时期的西方，也还没有出现一部在思想、规模和水平上都超过《天工开物》的作品。从17 世纪30年代至18 世纪50 年代之间，宋应星的这部技术百科全书一直在世界上居于独占鳌头的地位。薮内清博士指出：“《天工开物》在一部书中讨论了中国技术的几乎所有部门，没有任何其他著作可与其相比。不但它在中国是唯一无二的，就是在17 世纪以前也没有任何可与之相比的欧洲著作。”①他还写道：“明亡前七年，崇祯十年（1637）宋应星写成了概括中国传统技术的《天工开物》。此书由三卷构成，虽非大部头著作，亦足可与18 世纪狄德罗编纂的《百科全书》相匹敌。后者是在科学技术勃兴的背景下，讴歌近代文明；而前者则是追述昔日的荣光，告别传统技术，迎来清代康熙、乾隆之盛世。”②为了评价宋应星在科学技术史中的地位，还要阐述他和同时代科学家之间的相互关系和他对后世科学家的影响。我们前已指出，明代中国农工业生产和科学技术到16、17 世纪时已进入更高总结性发展阶段。与此同时在意识形态领域内，也形成一股进步的社会启蒙思潮。它以唯物主义思想家和改良主义社会批判家为中坚，也有一批科学家参与其中，构成中国的启蒙学派。他们批判封建社会，具有民主意识，为挽①b.farrington：francisbacon-philsopher of indusirialscience，p. 89-90 （ney and culture，1967，vol.8，n0. 1，p. 92—94.②薮内清：《科学史■■中国文明》，第132 页（东京：nhk■■■，1982）
救社会危机寻求出路，为扫清学术（其中包括科学）发展的思想障碍而斗争，同时也在不同程度上为萌芽中的资本主义的发展鸣锣开道。其中最明显的一个特征是，自然科学与唯物主义哲学、科学家与唯物主义哲学家建立了更紧密的联系。宋应星本人就在这方面作出了表率。他是明末启蒙学派中往来于自然科学及人文科学两大知识领域之间的人物，也恐怕是难得的一位在这两大领域都有研究心得和著述的人物。他活动的这一特点，使他在明代学术界居于独特的地位。
明代学术界在各个领域比起宋元都有新的进展。在哲学方面，王夫之的理论体系集古代唯物主义哲学之大成，精辟论述了关于物质运动变化、物质不灭和运动守恒的思想，成为有数的先进思想家。李时珍的《本草纲目》总结了历代本草学成果，把医药学推向一个新的发展高峰。徐宏祖（1586—1641）的《徐霞客游记》记载了中国各地名山大川的自然面貌，对岩溶地貌、溶洞和水文方面作了科学的描述，是地学史中的杰作。徐光启学贯中西，对西方天文、历算多有研究，其《农政全书》是中国古代农业遗产的一大结晶。
方以智的《物理小识》除含传统中国科学知识外，也吸取了西洋科技成果，而宋应星的《天工开物》则将农工两大领域的技术作了系统总结。宋应星是与同时代李时珍、徐光启、王夫之、徐宏祖和方以智这些人物相并列的。他们都是明末中国科学技术界中启蒙思潮的代表人物。
关于宋应星与同时代其他学者的关系，可以说李时珍是宋应星的前辈。
时珍年青时科举失意，甚至多次参加乡试连举人身份都未获得，遂弃儒就医，积多年努力写成《本草纲目》。应星也在科举方面失意，乃步时珍后尘，研究科学技术，他在撰写《天工开物》时，《本草纲目》成为他的主要参考文献。据我们统计，他曾直接引用达21 次之多，虽然并未在正文中标明出处，或只用“本草”二字表示。但宋应星在引用《本草纲目》中的科学资料时，也作了新的发挥，使对某一事物的认识又深化一步。例如，《燔石》章称：“凡烧砒时，立者必于上风十余丈外，下风所近，草木皆死。”①这显然引自《本草纲目》卷十：“初烧砒时，人在上风十余丈外，下风所近，草木皆死。又以和饭毒鼠。”②但除此而外，宋应星详细介绍烧砒技术并给出烧砒图，指出砒石不但可毒鼠，还可用以与豆、麦种子拌合或蘸水稻根当农药用，这是李时珍未曾提到的。应星又指出：“凡砒石井中，其下常有绿浊水，先绞水尽，然后下凿。”这段话也见于《本草纲目》卷十引宋人寇宗奭《本草衍义》（1116）的记载：“坑中有浊绿水，先绞水尽，然后下凿取。”
但对砒石产地李时珍只列江西信州和湖广衡州，宋应星除列信州、衡州外，还列举河南信阳州，更提到衡阳“一厂有造至万钩（斤）者”，这都是新的补充。总之，凡宋应星引李时珍之说时，都能在原有基础上有所发挥、补充，甚至评论，然有时评得不尽得当。在自然哲学方面应星所受时珍影响已于第八章中陈述。与方以智比，宋应星是长①宋应星：《天工开物》，中册，燔石章，第61b —62a 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
②李时珍：《本草纲目》，卷10，第354 页（上海：世界书局，1937）
辈，二人相差24 岁，很可能是朋友。方以智学识渊博，几乎涉猎科学技术各个领域，并及西学，但治学时间晚，在技术方面常从应星著作中获得教益。宋应星比徐光启小25 岁，但他们在学术上似乎有点隔绝，两人地位及经历也不大相同。
徐光启进士出身，供职翰林院，累官至礼部尚书兼东阁大学士，入阁参预机务，又进太子太保，一度身为首辅，是当朝一品的阁老。他结交很多文人学士，在京与西洋人往来，并接触西学，又得以利用京师秘阁藏书。而应星身为偏僻县城未人流的教谕，与外人接触机会少，又无较好工作条件。但两人都有浓厚的科学兴趣，尤其农学方面。徐光启擅长天文历算，又著《农政全书》，对火器技术亦有研究，为应星所不及。但应星的长处是对农工业各领域技术都有造诣，徐氏未及的工业领域都由应星加以研究。他与同时代其他科学家相互采长补短，共同努力提高中国学术水平，各自作出贡献。
宋应星的历史作用表现在他对后世学术界和学者的影响方面。他的《天工开物》、《野议》、《论气》等问世后，很快就在社会上流传。与江西相邻的南直桐城学者方以智得到《天工开物》后，于崇祯末写《物理小识》时广泛加以参考。《物理小识》卷七金石部写道：“宋奉新曰，赤铜以炉甘石或倭铅（锌）参和为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矾、硝等药制炼为青铜，广锡参和为响铜。初质则红铜而已。”①（图49）方以智在这段话中黄铜后面又加注云：“铜十斤，炉甘石六斤。用倭铅四，则红铜六，以袁郡自［来］风煤炭炼。”在响铜后也加注云：“铜八，广锡二”。这些论述均引自《天工开物。五金》章：“凡红铜升黄色为锤锻用者，用自风煤炭（此煤碎如粉，泥浆作饼，不用鼓风，通红则自昼达夜，江西则产袁郡及新喻邑）百斤，灼于炉内。以泥瓦罐载铜十斤，继入炉甘石六斤，坐于炉内自然熔化。后人因炉甘石烟洪飞损，改用倭铅。每红铜六斤，入倭铅四斤，先后入罐熔化？凡用铜造响器？皆红铜八斤，入广锡二斤。”①《天工开物》还说：“以炉甘石或倭铅参和，转色为黄铜。以砒霜等药制炼为白铜。矾、硝等药制炼为青铜，广锡参和为响铜，倭铅和泻为铸铜。初质则一味红铜而已。”②{eraphy（nep}，水火木金土之间又是并行排列的。万物到底是怎样构成与演化，仍看不出其间的结构层次关系，而五行之间也决不只是单纯相生或相克的关系，实际情况可能更为复杂。当阴阳说与五行说结合后，阴阳的物质性逐步消失，更多的表现为作用、属性或功能。
战国以后，这些学说受到唯心主义曲解，被应用到社会现象方面。但唯物主义的自然观总是要随着科学技术和对自然认识水平的发展，而采取新的形式，所以在汉以后的物质观又出现于哲学界中。
东汉唯物主义哲学家王充提出了“气”的理论以代替五行说。他在其《论衡》各篇中指出，“气”或“元气”是构成万物的原始物质本源，气的特性是“自然”、“无为”（无意志）的原始物质，万物生成死灭都是气变化的结果。显然，这是一种一元论物质观，或可称为“元气一无论”。“气”在这里相当希腊哲学中的“原子”（atom）。从近代科学角度看，元气一元论比五行说多元论是更为进步的物质观，反映认识进入了一个新的阶段。此说后由北宋的张载所发展，他在《正蒙》一书中认为，万物由气这个物质本原构成，气有聚散、往来，而无生灭，气聚而为有形之物，气散而为无形之物。
气又有阴阳二体，称为“两端”，“一物两体，气也”。张载由此又将古代阴阳说中的阴阳赋予物质性的本义。他认为万物都是通过气的阴阳二体的分合，借聚与散的形式而形成、发展以至消灭。①但物之消失并非化为乌有，而是形的改变，本质及一气之运行：“方其散也，安得遽谓之无”（《太和篇》）。
这就既唯物主义地而又辩证地比五行说或阴阳五行说更好他说明了自然界万物生成和发展变化的各种现象，是张载对哲学史作出的一大贡献。其成就的取得，是由于将构成万物的本原由5 简化为1，又复归了阴阳的物质本质，引入了“聚”、“散”的概念，初步论述了物质不灭。但某种伟大学说建立时都不可能十全十美。张载将气分为“清气”与“浊气”：清气在流动不息，是谓之“神”；浊气在地滞而不动成有形之物，是谓“神之糟粕”（《太和篇》）。他将“神”与“形”对立起来，而为唯心主义潜入他的哲学体系开了后门。
当张载发展气一元论物质观时，他同时代其他宋儒在努力改良阴阳五行说，使这个理论更加体系化。周敦颐（1016—1073）把宋初陈搏的《无极图》改成论证万物本体及形式的图式，著《太极图说》以阐明之。周氏认为万物生于“太极”，太极生阴阳，“一动一静，互为其根。？？阴变阳合而生水火木金土，？？二气（阴阳）交感，化生万物，万物生生而变化无穷焉”（《太极图说》）。就是说，万物统一于五行，五行统一于阴阳，阴阳统一于太极，而万物最终以无形的太极为本原。①经过朱熹的发挥使这个理论更加系统化与具体化了。它比古代阴阳五行说的改进在于：（1）在五行之上设立更加原始的本原（太极），从而使该理论具有一元论的特点，克服了原有的多元论弱点。（2）象张载的气一元论一样，复归了“阴阳”作为物质性的本质，“阴阳是气，五行是质，有这质所以做得事物出来”（《朱子语类》卷三）。这样，阴阳便不再象过去那样抽象化了。这是所有宋代哲学家对阴阳说的共同改进。（3）对古代五行说中五行的并列模式深入研究后，发现五行中水、火是更为原始的物质，然后有土，由水火与上作用才成金木。因而把五行分为“水、火→土→金木”三个物质结构层次，比过去的五行说有很大改进。根据太极一元论物质观，万物生成经过下列大的层次：太极→阴阳→五行（水火→土→金木）→有形之物①任继愈主编：《中国哲学史》，第三册，第198，204 页（人民出版社，1979）
①任继愈主编：《中国哲学史》，第三册，第179 页（人民出版社，1979）
第Ⅰ层次（太极）→第Ⅱ层次（阴阳或αβ）→第Ⅲ层次（a 水火→b 土→金木）→第Ⅳ层次（有形之物）换言之：Ⅰ→Ⅱ（α＋β）→Ⅲ（Ⅲα→Ⅲβ→Ⅲc）→Ⅳ这样一来，便使从万物最初本原到有形之物的生成过程更加具体化一步，对五行相互关系的认识也深化一步。学者们介绍太极一元论时，通常只载版刻太极图，而未对图内所示细节加以说明。我们此处据刊本原图绘出一个解析图，订正刊本原图内“水、土、木”之间一条线处理上的不当。
从图54 中可以看到：（1）土由水、火生成。（2）水与土并通{ep}过土生成木，但木内除含水、土外，亦含火。（3）火与上并通土生成金，金除含火、土外，亦含水。（4）土成为仅次于水火的层次，而且是水火作用的介质，也是与水火作用的一个元素。（5）五行的排列次序应当是水火土金木，而不是水火木金土或金木火土等，其从低级到高级的层次序应为水、火→土→金、木。（6）五行之间的相互作用产生万物，但五行还并非基本元素，其中每一行都由阴阳二气构成。“阴阳，气也，生此五行之质”（《朱子语类》卷九）。这样，阴阳五行说通过改进，又达到新的发展形式—太极—元论物质观。这个理论体系虽然在结构形式和解释万物生成的细节上胜过元气一元论物质观，但存在着先天不足。问题在于，比阴阳二气更为原始的“太极”，到底是精神还是物质。周敦颐体系中万物本原的“太极”，是无形无象、不可言说的极，又名“无极”。“太极”一词来自《易传》，是精神性的东西，相当道家的“道”，或唯心主义中“理”的范畴。朱熹解释说：“太极是五行阴阳之理皆有”，乃天地万物之理的总和，故太极之中万理毕具。①又说“太极，无方所、无形体、无地位可顿放”（《语类》卷九），是超越于客观世界之上的。周敦颐也指出：“太极，形而上之道也；阴阳，形而下之器也。”（《太极图注》，《濂溪集》卷一）。朱熹更解释说，“天地之间，有理有气”、“未有这事，先有这理”，理在气先，“理终为主”。
因而这个体系探讨万物本原及生成演变时，认为精神性的“理”（太极）产生于物质性的“气”之前，而且是气以及万物的主宰，于是便颠倒了事物的本末关系。此体系实际上是客观唯心主义的一元论物质观，它尽管理论形式较完备，在处理物质与精神关系的这个最高哲学问题上跌入唯心主义泥潭，不可能使人们对万物构成获得正确认识。
明代以前物质观方面两大哲学流派的大致情况，便如上面所述。在宋应①冯友兰：《中国哲学史》，下册，第899 页（商务印书馆，1947）
星以前的明代学者中，唯物主义思想家王廷相和李时珍等人继承了张载的气一元论物质观，又吸取了太极论物质观中的合理成分，有了些新发展。王廷相认为万物由“元气”这个物质本原构成，气有聚散，而无灭息，盖“未尝减”（守恒）也。气有运动，以其含有不能相离的“阳气”与“阴气”之交感而成万物（《慎言。道体》）。他针对太极论物质观将精神性的“理”置于物质性的“气”之上的作法，批判说：“万理皆出于气，无悬空独立之理”
（《太极辩》），因此他把“理在气先”命题改为“理在气中”，而将“理”解释为“气”的规律，规律寓于客观存在的“气”之中，而无脱离“气”而存在的“理”。这一字之差便划清了唯物主义与唯心主义的界限。他又说：“余尝以为元气之上无物”，有元气运行则有阴阳，有阴阳则有万物，“非元气之外又有物以主宰之也”（《答薛君采论性书））。廷相还指出：“南宋以来儒者，独以理言太极，而恶涉于气？？嗟乎！支离颠倒，岂其然耶？”
盖“理无机发（没有物之机能），何以能动静？理虚无象，阴阳何由理中出？此论皆窒碍不通“（《太极辩》）①他又针对五行说指出，古代五行说是从民用观点讲的，”谓此五者流行于天地之中，切于民用“，不是万物之本原。
后人“以五行论造化生人物”，且配十二支于四时、“以五行配五脏六腑”、再配星纬，乃“假合傅会”、“怪诞之谈”（《五行辩》）。他指出：水、火、土比较根本，而后乃生金木，金木不能与水、火、土并列，何能成万物本原？他认为天地之初只有阴、阳二气，而此二气含于元气之中。王廷相的功绩在于：（1）从哲学上批判了太极论物质观的唯心主义实质，打中其“理在气先”的要害，而代之以“理在气中”的正确命题；（2）肯定并重申了唯物主义一元论物质观，使之在新的历史条件下仍具有生机；（3）点中了五行说在结构原理上的破绽，肯定了太极论物质观中对五行层次的分析。然而王廷相没有象周敦颐发挥陈抟理论或朱熹发挥周敦颐理论那样去发挥张载的理论，使之成为更系统与更明确的物质观体系，因而在他的学说中元气如何通过阴阳二气形成万物，仍然是模糊不清的。
王廷相主要是扫清了元气一元论发展中的思想障碍，而把发展工作留给来者，因为他那时还缺乏足够的科学技术武器，既使有，他也未必会善于使用。这说明唯物主义者在与唯心主义战斗时，没有自然科学武装而只靠哲学，是难以取胜的。更何况他面对的是朱熹这位精通自然科学的强大对手。说到科学技术，就使我们想到宋应星的另一思想前辈李时珍。他作为科学家，解说了《内经素问》中的阴阳五行说，又吸取太极说物质观中五行观的思想养料及合理成分，作了科学上的论证。但他在哲学上却没有迎合周敦颐、朱熹这一派的观点，而是用张载学派的气、形这些唯物主义概念来解释阴阳、五行的形成及变化。他说：“阳化气，阴成形。阳为气，阴为味。味归形，形归气。”（《本草纲目。序例上》）。又说：“天地赋形，不离阴阳”（同上）。但总的说，李时珍在物质观方面还没有王廷相讨论得那样深。他虽是科学家，但对物质观的哲学论述仍嫌太少而不成系统，也把这方面的工作留给他人，因为他的兴趣主要集中于医药学。因而我们看到，要想使气一元论物质观得到进一步发展，就必须从哲学和科学相结合的角度出发，综合探讨万物形成及其发展演变的问题。对明代学者来说，意味着兼取王廷相等哲学①任继愈主编：《中国哲学史》，第三册，第326 页（人民出版社，1979）；楼宇烈主编：《中国哲学史》，下册，第141 页《中华书局，1985）
家及李时珍等科学家的长处，又克服其不足。这就要作到下列三点：（1）继承张载、王廷相等人的元气一元论物质观传统，对之给以有力的科学论证和进一步发挥，使其更系统化、具体化：（2）克服宋明儒者太极说物质观中“理在气先”的唯心主义局限性，对之加以改造，吸取其中合理部分，用来弥补气一元论中的短缺，（3）最后，立足于唯物主义立场，博采百家之所长，重新建立一套物质观的新理论体系。要作到以上三点，决非容易的事，但历史又要求必须迈开这一步，只有唯物主义思想家兼科学家才能胜任这项工作。
于是本书传主宋应星把他的前辈留给后人的工作一概承当下来，完成了这项历史使命。
宋应星的唯物主义一元论物质观理论体系，主要展示于他的《论气》及《天工开物》两部作品里。说来也巧，前者是哲学著作，后者是科学技术著作。哲学与科学二者的结合在他那里获得了完整的体现，他具备了完成时代所赋予的历史任务的各项条件，而这些条件是同时代的其他人难以兼备的。
历史需要这样的人物，也造就了这样的人物。宋应星在发展唯物主义一元论物质观时，提出了“形气论”和“二气五行之说”，这是他的学说的两翼，而以形气论为主翼，二气五行说是形气论的补充或助翼。他在这两个理论的基础上筑构了他的物质观思想体系。他的形气论是他继承与发展张载、王廷相的气一元论的直接结果。二气五行说是他摄取与改造周敦颐、朱熹的太极说一元论中五行观的直接结果，二者又都是改造并重新发挥传统的阴阳说、五行说和阴阳五行说的直接结果。
换言之，宋应星的物质观思想体系是他对从周代直到明代他在世的时期内中国各种思想学说，作了总的清理并加以集大成的结果。本章前半部分已指出，中国传统学术到了明代已进入总结性发展阶段。这不但指自然科学而言，就哲学而尤其是物质观而言，情况也同样如此。可贵的是，宋应星在科学和哲学两方面都作了总结性的工作。由于他的工作，使一元论物质观的传统哲学思想发展到一个新的阶段。作为唯物主义者，他不只能继承、发展他前辈的思想，而且还能从唯心主义阵营夺取思想养料，就象在经济学中他主张“因敌取粮”那样。这是因为他“于关（张载）、闽（朱熹）、濂（周敦颐）、洛（程颐、程灏）书，无不抉其精液脉胳之所存，故自周秦汉唐及龙门（司马迁《史记》）、左（《左传》）、国（《国语》），下至诸子百家，靡不淹贯，又能排宕（不受拘束）渊邃以出之”①的结果。宋应星将其一元论物质观称为“形气论”（或“气形论”）及“二气五行说”以代替“元气论”及阴阳五行说，表明他综合了以往的理论，而又提出了与往不同的新的理论。他的物质观要点是：（1）万物最原始的物质本原是“气”，“盈天地皆气也”，“气”外无“理”。气有不同的发展阶段或形态，不能直接构成万物，要通过“形”这一层次，“形”是气的高级发展阶段，也就是“行”。由“形”（“行”）再逐步发展成土石、草木、飞潜、动植以至人等天地万物。（2）介于气、形之间还有一个物质层次，即水、火二气，“以为气矣而有形，以为形矣而实气”。这是由元气到①宋土元：长庚公传，载《宋氏宗谱》，卷22，第71 页（奉新，1934）
万物的第一个物质过渡或发展层次，是形（行）的初级阶段。然后，由水火二气通过土发展到金木，又成为形的高级发展阶段，构成由元气到万物的第二个物质过渡或发展层次。再往下，通过形的阶段才构成无机界的万物，其中包括万物的最高发展形态一人。（3）元气的第一步发展是一分为二，形成水火二气。水火的下一步发展是构成土气，土气的进一步发展则构成金气、木气。因而在形这一层次中又分为土及金木两个小层次，土比金木更为根本。
由于水火上金木五气都可用感官觉察到，所以列入“形气之间”及“形”的物质层次之内，成为由元气到万物的过渡形态。（4）万物构成后不断发展变化，但又不能久生，最后通过形（特别是土）而复返于气。万物在这个发展变化中都各有规律可循，即所谓“生化之理”。“理”在这里指规律而言。
其中一条主要规律是，物质在生化过程中总的量“未尝增”也“未尝减”，是守恒的。归根到底表现为在“由气而化形”、“形复返于气”的过程中气（物质本原）的量是守恒的，是不生不灭的。根据宋应星的物质观新理论，我们把他建立的万物生成和发展的图式已绘入图36 中，将此图与图54 作一比较，便会发现宋应星与周敦颐在观点上的异同。
张载学派的元气论有一项缺点，认为元气只经过阴阳两端（二气）的聚便可构成万物，这就未免把事物从低级到高级的发展过程看得太简单了，也与自然科学知识相矛盾，因而解释不了“天覆地载，物数号万”的现象。张载还说：“气聚，则离明得施（有形可见）而有形”、“气之聚散，变化之容形尔”（《正蒙。太和》）。他虽提出“形”的概念，但认为是“客形”，即气的暂时形态，而没有把形看成是气通向万物之间必须经过的一个独立的物质层次。宋应星对元气论的重要改进在于他在气→万物之间引人了形这一过渡的物质结构层次，而形又分为不同的小层次，因而万物生成演变成为：元气（第一层次）
→水火（形气之间的第二层次）→土（第三层次形的第一小层次）→金木（第三层次形的第二小层次）→万物（图36）。这比张载、王廷相的模式：元气（第一层次）→阴气二气（第二层次）→万物，就更加多了两个层次，因而使由气→万物的生成演化过程更具体些、更接近真理。这是宋应星将其理论称为“形气论”的原因。其次，在元气论中水火土金木是没有位置的，只看重阴阳二气，以为元气只通过阴阳二气便可直接构成复杂世界，这是肤浅的。
宋应星的改进还在于，他把阴阳二气具体化，直接称为水火二气。在他看来，水火才是阴阳二气的载体。为此他作出了一系列的自然科学论证。同时他又把土金木引入到元气论中，构成气→万物之间“形”这一物质层次。他对阴阳说的发展，如上所述，使二气具体化为水火二气，这是个独到见解。他对五行说的改造，是通过剥夺各“行”作为万物本原的地位，使多元化为一元。
根据近代科学知识和中外历史经验，物质观中的多元论是错误的，而一元论才是正确的思维方式和认识路线。宋应星的思想方法是，首先论证气是万物本原，水火是比气较高一级的物质层次，再次他认为土由水火构成，而金木又由土而生，因而水火土金木都不是万物原始本原，真正本原是气。多元论现在成了一元论。但他又认为水火土金木虽非万物本原，但并不否定它们是比其他物更简单的物质，也不否认它们是气的高级发展形态，所以他有时称为“五气”。他把五气在万物生成体系中放在应有的位置。这不但是张载、王廷相没有作到的，也是周敦颐、朱熹、李时珍没有说清的。在宋应星理论体系中到处充满科学技术的论证，使他处于有力地位。在哲学领域内他不只在世界观方面，而且在科学方面也压倒了博学的宋儒，替唯物主义阵营出了一口气。宋应星的物质观思想体系不但从整体上比他前辈任何人的体系都更完备，而且在每一个局部论述上都有所发展。例如他关于物质守恒、“质日新”、“水火相参”及五气间复杂关系方面的论述，都比前人有进步，而且引人了定量描述方法，从科学与哲学相结合的角度来探讨。有些命题如“质日新而形万变”及水火相参相友的思想，还是他较早提出并加以论证的。物质观问题是哲学中头等重要的大问题，宋应星在这方面比其前人作出了不少新贡献，而且对后人尤其是明清之际的王夫之产生很大影响。如第八章所述，王夫之一些思想都是在宋应星思想的基础上发展起来的。宋应星是王夫之的思想前辈，其《论气》、《谈天》这些哲学著作发表在前。上面所谈的物质守恒、质日新、水火相参相友的思想都在王夫之以前论述过了，但有待后者深化。而《天工开物》又成为武装王夫之哲学思想的科学武器。宋应星的整个物质观体系的影响，也可在夫之著作中找到。
所有上述一切，都说明宋应星在哲学领域内是一位承前启后、不可忽视与低估的历史人物。随着人们对他的了解和介绍的加深，他在中国哲学史中的历史地位，就会象他在中国科学史中的历史地位那样，会逐步被广泛确认。
当然，他的物质观思想体系仍然没有脱离中国传统思想文化的范围，他在这个范围达到了所能达到的较好理论形式。随着科学文化的进一步发展，传统物质观，既使是最好的物质观，也会显出其历史局限性，最后退出哲学舞台，完成其历史任务，而让位于新者。世界上没有永恒的物质观，它是个漫无止境的认识过程，但每一个思想家在这个认识过程中取得的成就，都值得后人景仰。当我们肯定张载、王廷相、李时珍和宋应星这些唯物主义思想家的贡献时，也还不能忘记周敦颐、朱熹这些唯心主义思想家在发展物质观时所作的工作。没有他们的“太极图”，恐怕宋应星也是难于作出那么多思想突破的。问题在于博采诸家思想时，要“能排宕渊邃以出之”。一般都认为王夫之是中国古代哲学的总结者，但没有宋应星等前辈的思想启发，恐怕王夫之也不会有那么多思想建树的。评价某个思想家时，在肯定他个人历史作用的同时，还不能把他与前辈及同时代人的努力割裂开来。在结束本章前，还应指出在中国思想史中有些思想家常犯有一个通病，即把物质观或总的自然观推广用于解释社会现象，例如将五行配以五德、用气的清浊解释人性的善恶、以阴阳预卜世间的吉凶等等。这种情况在中外都时有发生，结果在这方面使一些唯物主义者滑向唯心主义的斜坡。而宋应星与众不同，他反对用自然观或自然现象去解释更复杂的社会现象。他讨论社会现象时，虽然用自然科学的定量描述方法，但却宁用哲学、经济学和社会学的思维方式行事。这个素质也使他成为中国思想史中一位难能可贵的思想家。
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