《天工开物》：中国十七世纪的工艺百科全书

2014年3月27日，习近平总书记在巴黎联合国教科文组织总部发表演讲强调，我们要大力发展科技事业，通过科技进步和创新，认识自我，认识世界，改造社会，使人们在持续的天工开物中更好掌握科技知识和技能，让科技为人类造福。习近平总书记提到的“天工开物”，来源于明代杰出的科学家宋应星所著《天工开物》，这是一部百科全书式的著作，也是中国历史上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，全书涉及工业文明以前的农业和手工业各门类的生产技术、工艺流程、设计文化等，是记述我国古代科学技术成就的重要文献资料。它与北宋沈括的《梦溪笔谈》堪称我国古代科技史上两颗灿烂的明珠，被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”，在世界科技史上占有重要地位。
　　宋应星，字长庚，生于明万历十五年（1587年），江西奉新县北乡人，封建士大夫家庭，家中族人世代做官。明万历四十三年（1615年），宋应星中举人，先后做过江西分宜县教谕、福建汀州府推官、亳州知府。他虽是朝廷命官，但对工农业生产和应用技术十分感兴趣，当时，中国正处于封建社会晚期，资本主义刚刚萌芽，江西的农业、手工业比较发达，萍乡的采煤、广信的制铜、景德镇的瓷器都很有名，这使宋应星有机会接触工农业生产和广大劳动人民，为撰写这部著作创造了有利条件。宋应星致力于对农业和手工业生产的科学考察和研究，广泛收集科学资料，自谓写《天工开物》一书与功名进取毫不相关，超前的思想意识使他成为对传统学术持批判态度的思想家、科学家。
       朴素的唯物主义观
　　《天工开物》的书名取自《尚书》和《易经》，有其特殊的寓意，意思是将自然力与人力互补，通过技术开发万物，即以天工补人工、开万物。宋应星以此来表述其技术思想并命名著作。宋应星最突出的贡献是把中国上千年来的农业生产和手工业生产方面的知识、技术、经验作了系统性总结概括，使之条理化、系统化，著述成书广为流传。
　　《天工开物》收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫黄、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。对中国古代的各项技术进行了分类系统总结，全面反映了中国工艺技术的成就，构成了一个完整的科学技术体系。《天工开物》全书共3卷18篇。上卷记述农作物种植、收割、加工的方法，纺织工具的操作方法，以及制糖、制盐的工序；中卷记述制造砖瓦陶瓷器，车船交通工具，开采煤炭、硫黄、白矾以及榨油造纸等方法；下卷记述五金开采及冶炼，兵器、火药、朱墨、颜料的制造和珠玉采琢，矿石的开采、洗选、冶炼、分离技术，金属合金的冶炼及半连续化生产系统。宋应星尊重科学，重视实践，既有精确的数据资料，又附有123幅插图，单陶器一个门类，就有15幅图。描绘了各种工具的形状、名称，各个工种、各道工序的操作过程，劳动人民的生产情况等，内容详尽，图文并茂，使人有如亲临现场之感。机械部分，详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等农业机械工具，具有极高的科学价值，是中国历史上一部重要的科学技术著作。
　　宋应星编写这部书的出发点是总结劳动人民开发、利用和改造自然的智慧与经验。如“乃服”篇中，在天与人的关系上，提出“聪明由人”，记述书中多半是人们“巧夺天工”的实践创造。强调种地，要精耕细作；做工，要精益求精。阐述“稻工”时，特别提到老农会用“心计”，充分利用天时地利，一耕之后，再耕，三耕，然后施肥。制瓷，要“功多业熟”。冶铁，要用炒过的熟铁为原料，先用铸铁做成砧，作为承受锤打的底座。种植谷物，要分析土壤、农作物的品种和特性，随水土的变迁而改变。说明土壤气候和培育方法对农作物生长变化的影响，而人为的作用可以改变物种的特性，这些阐述为农作物的生产、培育奠定了理论基础。
       严谨的科学态度
　　《天工开物》系统记述了各生产领域的技术过程、操作要点、原料及产品、生产工具形式，每个工种都具有系统性和科学性。注重使用插图再现生产情景，以便于学习模仿。如“乃服”篇中，记述制衣的原料有丝、麻、棉、裘等，单丝一项，就有从养蚕、治丝、织机、经纶、花本等各道工序的全部过程，包括养蚕的“养忌”“食忌”“物害”等都进行详细记载，有些方法到现在还一直沿用。在记述稻的8种病虫害时，还一一列出防治方法。宋应星崇尚科学，详细记述了物质经烈火烧炼而发生的化学变化，对一些没有科学根据的迷信说法一概不收录。他严厉批判炼丹求仙的方术，多次对“鬼变枯柴”“珠徙珠还”等迷信神怪的荒诞谬说予以驳斥。详细记载了劳动人民在长期生产过程中积累的经验，如：播撒稻种时，如果田里积水过深，稻种还没来得及沉下，猛然刮起了狂风，稻种就会堆积在秧田的角落造成损失。因此，要注意在风势平定之后再播撒稻种，种子就能均匀地沉下并育成秧苗。书中对劳动人民总结的农事谚语也加以引用发挥，如：种小麦时要注意，寸麦不怕尺水，麦初长时任水灭顶无伤；尺麦只怕寸水，成熟时寸水软根倒茎沽泥，则麦粒尽烂于地。还记载了小麦扬花时的情景：江南麦花昼发，江北麦花夜发。如果没有仔细观察是得不到这样的结论的，充分反映了宋应星科学求实的精神和劳动人民的智慧。
　　《天工开物》的可贵之处，在于记述了工农业生产中许多先进的科技成果，并对农业生产方面的经验进行了总结，内容涉及面较广。还记载了我国历史上有关物理、化学、生物、矿物等自然科学知识，是研究明代工农业生产技术的一份比较完整的宝贵资料。尤其书中注重利用数据来说明事物的状态和构造，引入数理概念，而非单纯技术描述，是近代的科学方法。无论种地、做工的时日多少、使用工具的大小及工效好坏，都尽可能用数字来表述。如：在农业方面，水稻育秧后30天即拔起分栽，一亩秧田可移栽25亩，秧田与本田之比为1∶25。旱稻食水三斗，晚稻食水五斗，失水即枯。记述手工业的生产，分工明确，动作迅捷，多人合作，彼此衔接，俨然一幅现代生产流水线的分工协作图，这些技术数据对工农业生产具有重要指导作用。《天工开物》中包含大量社会经济素材，从技术角度描述当时社会经济发展状况。宋应星投入大量精力，探索、挖掘、吸收各地工艺技法的精髓，使传统制作工艺得到了传承和发展。
       崇尚自然的循环理念
　　宋应星认为宇宙是一个不断运动变化、永无止境的过程。万物由发生、发展、壮大而走向灭亡，逐渐转为气。形与气的运动变化，既是这一过程的结束，又是另一过程的开始，因此出现千变万化、错综复杂，无头无尾、无始无终、永恒变动的状态。在他看来，世间万物“有生亦有化”，没有永恒不变的事物。世间万物产生运动变化的根源在于事物内部的矛盾，因此世间万物有独必有对。如：光明与混浊；滋润与枯涩；贵与贱都是相对存在的。发展到一定程度，在一定条件下都要向相反的方面转化。他从烧制松烟制墨、水银炼朱砂中，概括出红与黑、白与红的对立和转化。认为草木万物随季节枯荣是大自然的熔炉冶炼，只有掌握了万物的生死枯荣、自然生态转化，才能掌控利用自然，进一步萌发了物质循环、能量守恒和动态平衡的科学理念。
　　《天工开物》几乎涵盖了整个国民经济生产领域从原料到成品的全部制造过程，在当时世界实属罕见。早在18世纪，《天工开物》已传到欧洲，引起一些学者的高度关注，先后被翻译成意大利、德、英、俄、希腊和阿拉伯文等版本在多国流传，被认为是了解中国古代社会生活和传统科技的一把钥匙。英国生物化学家、科学技术史专家李约瑟曾大量引征《天工开物》的资料，并称宋应星为“中国的狄德罗”。（李萍）