《天工开物》究天人之际 通古今之变 成一家之言 助中国之强

天工开物序

明代科技学家宋应星（1587—166？）于崇祯十年（1637）著作刊行了《天工开物》一书。此书号称中国十七世纪生产工艺百科全书，不但翔实记述了明代居于世界先进水平的科技成就，而且大力弘扬了“天人合一”思想和能工巧匠精神。

更为可贵的是，《天工开物》独树一帜地提出了科技哲学的“天工开物”思想。宋应星究天人之际，通古今之变，成一家之言，助中国之强。

《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，也是古代一部综合性的科学技术著作，有人也称它是一部百科全书式的著作。

宋应星，字长庚，江西奉新人，明万历十五年（1587）生于一个“三代尚书”的没落官僚地主家庭。曾祖父宋景（庄靖公）为明弘治十八年（1505）进士，嘉靖年间任都察院左都御史等职，卒后赠吏部尚书；祖父宋承庆、父亲宋国霖都只是个秀才。

宋应星有兄弟四人：应昇、应鼎、应星、应晶，他排行第三。他从小聪敏好学，博览约取。万历四十三年（1615），与兄应昇一起去南昌应乡试，同中举人，他名列第三，应昇名列第六，一时有“奉新二宋”之称。

然而，接下来连续六次（1616—1631）上京参加三年一次的会试，宋应星都没考上贡士，更无望参加殿试考进士了。

明朝科举考试分为院试、乡试、会试和殿试四级进行，考的是八股文，内容和形式都有严格的限制，以“四书”（《大学》《中庸》《论语》《孟子》）和“五经”（《周易》《诗经》《尚书》《礼记》《春秋》）命题，答案以朱熹集注为准，要求考生“代圣贤立言”，不许发挥自己的独立见解。某种程度上可以说，八股文考试是窒息思想、有碍创新的人才选拔制度，才华横溢、思想活跃的宋应星不幸成了科举制度的牺牲品。

时值明末清初资本主义萌芽时期，时代潮流要求生产发展，就必然要求作为生产力的科技发展。然而，当时的社会却重人文轻科学、重科举轻科技、重空谈轻实学。以顾宪成、高攀龙为首的东林学派率先发起了思想文化冲击。

顾宪成撰联：“风声雨声读书声声声入耳，家事国事天下事事事关心。”高攀龙呼吁：“学问通不得百姓日用，便不是学问。”黄尊素主张：“以开物成务为学问，视天下安危为安危。”泰州学派王艮坚持：“百姓日用即是道。”李贽强调：“治贵适时，学必经世。”……

在这种经世致用的实学思潮推动下，一批科技名著应运而生。例如：李时珍的《本草纲目》于1593年刊行，徐光启的《农政全书》于1639年刊行，徐弘祖的《徐霞客游记》于1642年刊行。

与此同时，西方科学也传入中国。徐光启与西方传教士利玛窦合作将欧几里得的《几何原本》译成中文，于万历三十五年（1602）刊行了前三卷。

在这种思潮影响下，宋应星“数上公车竟不第”（《宋氏宗谱》）之后，对科举制度进行反戈一击。他撰文道：“荐人之人与所荐之人，声应气求，仍在八股文章以内，岂出他途？……读书应举者竟不知作官为何本领。”（《野议·进身议》）吟诗道：“智过千人谓是英，超群岂入此中评？”（《思美诗·其三》）宋应星满怀爱国热忱，希望通过撰写科技书籍来造福国家和百姓。他在嫡兄宋应昇和同窗好友涂伯聚的帮助下，参观考察了许多农庄和手工业作坊，积累了大量科技资料，终于在担任分宜县教谕期间的1637年写成出版了“著作功高天不夜”（《思美诗》）的科技名著《天工开物》。

在书中他公开宣称：“此书于功名进取毫不相关也！”表现出对科举功名的公然蔑视。相应地，他“贵五谷而贱金玉”，按照食、衣、住、行、用的大体顺序编写，从《乃粒》（五谷）到《珠玉》共十八卷，五万多字，插图122幅，图文并茂地记述了中国十七世纪农业和手工业生产工艺和科技成就。

《天工开物》全书分上中下三卷十八章名目如下：

一、乃粒（五谷）；二、乃服（纺织）；三、彰施（服装染色）；四、粹精（粮食加工）；五、作咸（制盐）；六、甘嗜（制糖）；七、陶埏（陶瓷）；八、冶铸（铸造）；九、舟车（船车）；十、锤锻（锻造）；十一、燔石（烧炼矿石）；十二、膏液（油脂）；十三、杀青（造纸）；十四、五金（冶金）；十五、佳兵（兵器）；十六、丹青（朱墨）；十七、曲糵（酒曲）；十八、珠玉。

天工开物目录

在农业生产方面，《天工开物》记述了精耕细作、砒霜拌种、磷肥施放、水稻变旱稻、甘蔗育秧、杂交培育蚕良种、防治蚕病，以及一举三用水碓等先进技术，提出了“种性随水土而分”“将早雄配晚雌者，幻出嘉种”等事实和观点，萌发着物种变异的可贵思想。德国生物学家伏尔弗于1759年在其《发生的理论》一书中才对物种不变的形而上学观念发起正式的冲击。

在纺织方面，记述了棉、麻、丝、皮、毛的来源和织造，从布衣到龙袍、倭缎，从腰机到花机，无所不谈。其中，花机是当时世界上最先进的纺织机械。

在煤的开采方面，记述了用竹筒排空瓦斯并进行巷道支护以后才能挖煤的先进技术，并第一次对煤做了初步的科学分类，根据性状和用途，把煤分成明煤（相当于无烟煤）、碎煤（相当于烟煤）和末煤（相当于褐煤和泥煤）三种。法国雷钮特于1837年才提出与此类似的煤分类法。

在钢铁生产方面，记述了我国独创的由铁矿开始，依次炼成生铁和熟铁，再合炼成钢的类似于半连续化的生产系统。

在有色冶金方面，第一次记述了技术难度较大的锌（倭铅）的冶炼，并指出黄铜当铜七锌三比例时延展性最好。这与近代金属学实验数据是吻合的。

在金属加工方面，记述了失蜡铸造和泥模铸造工艺，特别记述了先进的群炉汇流和连续浇注大件法，还记述了“灌钢”“生铁淋口”、固体渗碳等先进工艺，并绘制了当时世界上最先进的鼓风设备——活塞式风箱图。

在武器方面，记述了半自动爆炸水雷“混江龙”，以及边转边爆的守城武器“万人敌”等等。

在航运方面，记述了我国最早采用的一种航行操纵工具——偏披水板（船翼），还总结了我国古代舵工创造的“抢风”（逆风行船）经验，并模糊提出了关于舵和帆的力学原理问题。

在酒曲方面，总结了我国独有的红曲生产的三种传统的先进工艺——良种选种法、酸度调节法和分段加水法。

在轻工、化工方面，记述了油脂、冰糖、井盐、天然气、造纸、染料、瓷器、银朱、炭黑、铅丹、胡粉等许多我国传统名优产品的先进工艺。《天工开物》在总结前人关于水银和硫黄升炼成银朱（硫化汞）的试验数据时，提出了“出数借硫质而生”的独特见解。这是难能可贵的“质量守恒”思想萌芽。

……

科技是科学技术的简称，科学技术是生产力。科学的使命是探索自然发现规律，将其转化为知识、定律和理论；技术的使命是利用自然规律搞发明，创造出生产工具、生产工艺和物质财富。就科学而言，大体上有经验科学、实验科学和理论科学三个层次的发展形态；就技术而言，大体上有传统技术、大工业技术和信息技术三个层次的发展形态。

明末清初仍处于经验科学和传统技术层次，科学与技术尚未分离，科学往往蕴藏在技术之内。

天工开物

严格说来，《天工开物》基本上是一本传统技术书，其解释技术的理论不是自然科学理论，而是卦象思维和阴阳五行学说。例如，关于火药爆炸，宋应星的解释是：“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴，两精逼合，成声成变，此乾坤幻出神物也。”（《燔石·硫黄》）他并不知道：硝是氧化剂，炭是还原剂，硫是助燃剂，三者发生剧烈的氧化还原化学反应，骤然放出大量的气体和热量而引起爆炸。又如，他知道“种性随水土而分”，但并不具备遗传和变异的生物学理论知识。

由此可见，《天工开物》一书虽然记述了许多居于世界先进水平的科技成就，但由于受到时代和社会的局限，还是属于经验科学和传统技术层次。

天工开物

作为一部综合性的科学技术著作，《天工开物》体现了可贵的科学精神，集中体现在以下几个方面：

宋应星在序文里开宗明义指出：“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、晋华，岂足为烈哉？”意思是说，世上有的人聪明博学，受到大家的推崇，但他们连枣花和梨花都分不清楚却猜测什么楚萍，连铸锅的模子都很少接触，却去侈谈什么是莒鼎。这跟爱画无稽的鬼怪而怕画常见的狗马的人一样，即使有子产和张华那样的名声，又有什么了不起？宋应星在批判空谈的同时主张多见多闻。他说：“为方万里中，何事何物不可见见闻闻？”科技名著《天工开物》就是他的见闻录。

例如：“凡早稻种，秋初收藏。当午晒时，烈日火气在内，入仓廪中，关闭太急，则其谷粘带暑气（勤农之家偏受此患）。明年田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗。此一灾也。”（《乃粒·稻灾》）晒谷种和收藏谷种，要勤快但不要盲干，否则会引起霉变而影响出芽率和抗病力。又如：“凡靛入缸，必用稻灰水先和，每日手执竹棍搅动，不可计数。”（《彰施·蓝淀》）不断搅拌是为了保证靛白不断地与空气接触而氧化成靛蓝，并防止局部过热以尽量减少靛红的生成量以免靛蓝泛红。

例如，宋应星在《丹青·朱》一节说：“每升水银一斤，得朱十四两、次朱三两五钱。出数藉硫质而生。”其中，“出数藉硫质而生”这句话是他的科学创见，是质量守恒定律的思想萌芽。又例如，关于黍尺，宋应星认为，即使是同一个地方出产的黍子也会因土地肥瘦和天时气候的影响而使黍粒大小不同。因此，把一百粒黍子排列起来作为长度的度量标准是不准确的，因此不能成为一个定律：“凡黍粒大小，总视土地肥硗、时令害育，宋儒拘定以某方黍定律，未是也。”（《乃粒·黍稷粱粟》）

宋应星批评一些书生把农民看作下等人，他赞美教人耕作的人为神农，赞美创造车船的人为神人，赞美肖象万物而色色咸备的画工为至神……

由《天工开物》的记述，可以看出宋应星相当重视各项技术所使用的科学方法，主要体现在这些方面：

第一，注重数量关系及其变化所引起的质变。例如，生铁淋口技术：“每锹、锄重一斤者，淋生铁三钱为率。少则不坚，多则过刚而折。”（《锤锻·锄镈》）又如：“凡风篷尺寸，其则一视全舟横身，过则有患，不及则力软。”（《舟车·漕舫》）

第二，着眼整体，统筹调度。这相当于系统工程的萌芽。例如，江南汶郡水碓的设计可谓巧绝：“有一举而三用者，激水转轮头，一节转磨成面，二节运碓成米，三节引水灌于稻田。”（《粹精·攻稻》）

第三，善于知几，见几而作，及时掌握变化关节点信息。所谓“几”就是事物变化的苗头信息，务必抓住。例如，制造红曲：“每曲饭一石，入信二斤，乘饭热时，数人捷手拌匀，初热拌至冷。候视曲信入饭，久复微温，则信至矣。”（《曲糵·丹曲》）这里所谓的“信至”，指的是通过曲饭温度回升就可知道红曲霉开始繁殖而起糖化作用了。

第四，运用类比推理。根据两个对象之间具有某些相似属性而推测它们具有其他相似属性，结果虽带有或然性，但在很大程度上却是有效的。例如，宋应星在《五金》卷里写道：“凡倭铅，古书本无之，乃近世所立名目也。其质用炉甘石熬炼而成”，“以其似铅而性猛，故名之曰‘倭’云。”可见，当时这种金属人们并不熟悉，还没把它命名为锌。考虑到它像铅而又性猛，所以叫它倭铅。它的冶炼也是沿用冶炼铅的传统方法，结果成功了。

第五，重视观察，这是宋应星本人获得大量材料而写成《天工开物》的主要方法。他进行的是科技考察，而不是“科学”实验观察。他细致入微地观察，尽量使科技观察记录符合客观实际。例如，种蔗“两芽平放，不得一上一下，致芽向土难发。”（《甘嗜·蔗种》）。又如：“凡舵尺寸，与船腹切齐。若长一寸，则遇浅之时，舡腹已过，其稍尾舵使胶住，设风狂力劲，则寸木为难不可言；舵短一寸，则转运力怯，回头不捷。”（《舟车·漕舫》）。

宋应星就是这样，自然哲学造诣与科学技术知识水乳交融，道器合一，不辞劳苦地运用科学方法观察、记录、思考，并查阅文献资料加以考证，终于写成了科技巨著《天工开物》。

天工开物

《天工开物》其名，是宋应星巧借《尚书·皋陶谟》的“天工人其代之”和《周易·系辞上》的“《易》开物成务”融合而成的，但他对此书名未加解释，后人探究书名奥秘，众说纷纭。三百多年来，对于书名大体上有如下两种解读法：

第一种是把“天工开物”四个字分开，读成“天—工—开—物”。例如，丁文江先生说：“是书也，以天工开物卷名，盖物生自天，工开于人，曰天工者兼人与天言之耳。”又如，潘吉星先生说：“天指的是自然界，工是人的技巧，开就是开发，物是有用之物或物质财富。综合起来，‘天工开物’就是‘天然界靠人工技巧开发出有用之物。’”（《明代科学家宋应星》）。

第二种是把天工看作双音词，读成“天工—开物”。日本薮内清教授说：“天工意味着对人工而言的自然力，利用这种自然力的人工就是开物。”（《天工开物》薮内清译注本），英国剑桥大学李约瑟博士把《天工开物》意译为“自然力的开发利用”。

笔者认为第二种解读法较为恰当。宋黄庭坚《腊梅》诗云：“天工戏剪百花房，夺尽人工更有香。”元赵孟頫《赠放烟火者》诗云：“人间巧艺夺天工，炼药燃灯清昼同。”宋应星说：“巧极丹铅炉火，方士纵焦劳唇舌，何尝肖像天工之万一哉！”（《燔石》）“凡银为世用……人工、天工，亦见一斑云。”（《五金》）“天工”在这里可解为偏正结构的“天之工”，而非并列结构的“天与工”。宋应星在《野议·民财议》中明确指出：“夫财者，天生地宜，而人工运旋而出者也。”显然把“天生地宜”的“天工”看成是“人工运旋”的“人工”的凭借条件。如果没有天工在起作用，开物岂不是成了无米之炊？

宋应星说：“造物有尤异之思矣。”（《甘嗜》）在他看来，“天工”不仅指天（自然界）这个实体，而且还指天形成精美万物的工巧和法则。简言之，“天工”意指拟人化的自然界形成万物的工巧与法则。人工技巧只有巧模天工才能开物，制造出各种各样巧夺天工的产品来。这正是：灵心仿造物，巧手夺天工。例如，精美瓷器，要靠天工的“方土效灵”和人工的技术表异两者协同才能得到：“方土效灵，人工表异，陶成雅器。”（《陶埏》）

译注者根据古代汉语语法学和语义学规则，结合宋应星的原意，把“天工开物”这个深层结构句式转化为表层结构句式如下：

天工开物

天工开物，作为深层结构句式，隐含着主语“人”。若转化为表层结构句式便一目了然：天工开物，即是人用天工开物。书中类似“天工开物”的句式俯拾皆是：棉布御寒（即是人用棉布御寒）、荻蔗造糖（即是人用荻蔗造糖）、松烟造墨（即是人用松烟造墨）、楮树取皮（即是人用楮树取皮）、曲饭入盘（即是人将曲饭入盘）、红铜升黄（即是人把红铜升成黄铜）……

从而可知，天工开物的涵义是：

直译：人巧模天工开创万物；意译：人法自然开创万物；现代汉语译：人利用自然规律开创物质财富。

天工开物

《天工开物》的主要版本有如下十种：

（一）涂刻本。即涂伯聚刻本，简称涂刻本。刻于明崇祯十年（1637）。这是《天工开物》第一版本。分上、中、下三册线装。序末有“崇祯丁丑孟夏月奉新宋应星书于家食之问堂”的题款。插图122幅，简朴、逼真，有立体感。目前全世界只珍藏涂刻本的三个善本：中国国家图书馆、日本东京静嘉堂文库和法国巴黎国立图书馆各珍藏一本。中华书局于1959年据此出版了三册线装影印本。此本附有《天工开物后记》。

（二）杨刻本。即杨素卿刻本。刻于清初。杨刻本虽然纠正了涂刻本的一些错别字，但仍然比较粗糙。现珍藏在国家图书馆。

（三）菅刻本。即日本大阪书林菅生堂刻本。以涂刻本为底本，以杨刻本对校，刻于日本明和八年（1771）。这是《天工开物》最早在国外刊行的版本。由江田

益英校订并加训点，由都贺庭钟作序。在江户时代广为传播。上海华通书局于1930年加以影印，分九册线装。

（四）儒莲法译本。法国汉学家儒莲于1837年和1840年分别节译发表《天工开物》的桑蚕和造纸，又于1869年与尚皮翁合作译注《天工开物》几个卷篇。

（五）陶湘刻本。刻于1927年。主要以菅刻本为底本，蓝皮线装三册。它打乱了原有卷篇，插图也根据《古今图书集成》《授时通考》《两淮盐法志》等全部改绘，好看很多但严重失真。卷末附有丁文江的《重印天工开物卷跋》和《奉新宋长庚先生传》。可喜的是丁文江先生重新发现了几乎中断280年的《天工开物》。

（六）薮日译本。此即日本京都大学薮内清日文译注本（1953）。这是《天工开物》第一个外文译注本。该书以静嘉堂涂刻本为底本，并参考了菅刻本和陶刻本，插图都取自涂刻本。1969年又出了一个新的日文译注本。

（七）任英译本。此即美国任以都博士和孙守金合译的英文本，书名叫《天工开物：十七世纪的中国工艺学》，宾夕法尼亚州大学1966年出版。

（八）钟注释本。此即钟广言（集体笔名）译注本，广东人民出版社1976年出版。这是国内第一个译注本。它以涂刻本为底本，对原文进行校点和校勘，并加以注释，还附有译文。

（九）杨注研本。此即广州中山大学杨维增《天工开物新注研究》，江西科技出版社1987年第1版。分上编（以涂刻本为底本进行校点、注释和今译）和下编（研究论文八篇）两大部分。同年，杨维增以上海人民出版社1976年出版的《宋应星佚著四种：野议·论气·谈天·思怜诗》（明崇祯年间所刊孤本）为底本编著的《宋应星思想研究及诗文注译》一书由中山大学出版社出版。

（十）潘译注本。此即中国自然科学史研究所研究员潘吉星的《天工开物校注及研究》，四川巴蜀书社1989年初版，上海古籍出版社2016年再版名为《天工开物译注》。以涂刻本为底本，并参照了其他版本，把原来18卷顺序打乱而重新排列，书中123幅插图请画家王存德先生勾清了线条。

《天工开物》所记述的许多当时先进的技术工艺今天也许已经过时，但是，书中所彰显的天人合一思想、天工开物学说、科技创新精神、科学研究方法、科技基本知识，以及能工巧匠智慧，却像屹立在世界东方的灯塔一样，永放光芒。这正是《天工开物》的当代主要价值。

天工开物