第九章　科学思想.2

与农学思想和农业技术有直接关连的，还有宋应星的生物进化论思想，值得在评述他科学思想时特别强调出来。生物学作为一门科学是比较年青的，但由于人自古与动植物接触，将野生动物及植物加以驯化和栽培，使之成为家养动物及植物，构成农牧业的主要内容，则关于生物学的知识必由来已久。作为近代生物学理论基础的进化论，是伟大英国学者达尔文（1809—1882）于1859 年在其《物种起源》（The Ori-gin of Species）一书中①陈锡潮：《桑蚕》，第68，141 页（科学出版社，1980）

②宋应星：《天工开物。甘嗜。蔗种》，上册，第74B 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）

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 Wisdom of God，1691）一书中声明：由于上帝完成了创造新物种的工作以后，在第七天就休息了，因此物种的数目从此不变。美国科学史家玛格纳（Louis Magner）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. Darwin 著、谢蕴贞译：《物种起源》，第27 页（科学出版社，1955）

①L.Magner 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：CharlesDarwin，sChineseSources，Isis，1984，Vol，No.278，p.530.）

世代间或同代生物不同个体之间出现的性状差异，即形态特征或生理特性上的差异，如豌豆花的红色与白色、蚕卵的圆形与纺锤形等。变异分遗传变异与不遗传变异。前者通过遗传物质的改变（如杂交、嫁接等）而引起，后者仅由环境条件而引起。在生物进化中只有遗传变异才是选择的材料。

阐述变异现象，不能依靠哲学思辨，必须有学理上的论述并举出实际上的证据，才能成为科学思想。宋应星比拉马克早172 年已作到了这一点。他在《天工开物。乃粒。黍稷粱粟》节写道：“凡粮食，［食］米而不［磨］粉者种类甚多。相去数百里，则色、味、形、质随方而变，大同小异，千百其名。凡黍与稷同类，？黍有粘有不粘（粘者为酒），稷有粳无粘。？黍色赤、白、黄、黑皆有，而或专以黑色为稷，未是。”①就栽培植物而言，宋应星这里首先提出有关变异的普遍原理，其次指出这个原理在具体谷类作物中的表现形式。他说：栽培植物尤其谷类作物的种类很多，同一种谷物种植在不同地区，相差数百里之遥，其色、味、形、质都随地而变，“大同小异，千百其名”。“大同”指同一物种之共性，“小异”指同一物种不同变种之差异。他既提到“变”，亦提到“异”。“变”

是因地区不同（即外在环境不同）而引起，“异”是“变”的后果及产物。

由于有不同变种的存在，才引起不同名称的出现。他既指出变异产生的原因，又指出其表现形式。这与达尔文的下列论述是相一致的：“从古代一直到今天，不同气候和环境下所有种类的生物当家养或栽培时，都发生变异。”①“生活条件的几乎任何变化都足以引起变异。”其次，宋应星用他的普遍性学理解释黍这种具体谷物时指出：黍（shǔ）与稷（jì）是同种类的作物，但子实有粘与不粘之分。粘的叫黍，可以做酒；不粘的变种叫稷。黍粒在颜色上又有红、白、黄、黑之不同。如果只将其中黑色的叫稷，那就错了。

他的这些观点与《本草纲目》卷23《谷部》稷、黍条的论述相符，也与现代学者的认识相一致。查黍为禾本科黍属（Panicum miliaceum），北方栽培较多，亦称糜子。子粒有白、黄、褐等色。一般分为黍、稷两型；杆上有毛、偏穗而子粒粘者为黍型（Panicum miliacenm var.Contractum）；粒不粘者为稷型（Panicum miliacum var.effusum）②。前者可做酒，后者可食。

关于黍，宋应星又继续说：“凡黍在《诗［经］》、《［尚］书》有穈、芑、秬、秠等名，在今方语有牛毛、燕颔、马革、驴皮、稻尾等名。？凡黍粒大小，总视土地肥硗、时令害育（好坏）［而定］，宋儒拘定以某方黍定律，未是也。”①这是解释因黍的变种存在，而出现的各种名称即“千百其名”

的。他指出，在古代即《诗经》、《尚书》成书时代，黍便有不同变种及名称，如穈（mén，门）、芑（qǐ，起）、秬（jù，巨）、秠（pǐ，丕）等。典出于《诗经。大雅。生民》：“诞降嘉种（生出良种），维秬维秠，维芑维芑”。

①宋应星：《天工开物。乃粒。黍稷粱粟》，上册，第18 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）

①C.Darwin 著、叶笃庄、方宗熙译：《动物和植物在家养下的变异》，第497—498 页②夏征农主编：《辞海》1979 年版缩印本，第2072 页（上海辞书出版社，1988）

①宋应星：《天工开物。乃粒。黍稷粱粟》，上册，第18 页（中华书局影印明崇祯十年木，1959）

孔颖达疏，“秠是黑黍之大者，秬是黑黍之中有二米者”。沈括《梦溪笔谈》云：“秬、秠、穈、芑，皆黍属，以色有别，丹黍谓之穈.”《尔雅。释草》：“芑，白苗”。郭璞注：“今之白粱黍”。可见秠是大粒的黑黍，秬是黑黍中的一粒谷结两粒米者，芑是白黍，而穈是红黍。《诗经》那段话意思是：“后稷既做了［舜时掌］管五谷的官，便把好的谷种分给百姓。那好的谷种有大粒黑黍、一壳结两粒的黑黍，还有红黍、白黍。”关于这件事，宋应星在《乃粒》章首也提到：“神农去陶唐（舜），粒食已千年矣。？而纷纷嘉种必待后稷详明”。古史中后稷名弃，善于农业技术，传说由舜举为农官。由宋氏上述话中可看出，从神农氏到舜这一千年间农业有很大进步，后稷时已培育出许多良种谷物，包括颜色、米粒不同的黍的四个变种。接着他指出明代时各地又按黍的形态不同来取名，称之为牛毛、燕颔、马革、驴皮和稻尾等变种。他也是谈论“从古代一直到今天”黍的各种变异事例。接着他笔锋一转，批判说宋儒刻板地以某地产的黍粒作为长度标准是不恰当的。按《宋史。律历志》载仁宗时（1023—1063）定百黍粒排列之长为一尺。不久“以取黍校验不齐，诏罢。”旋以2400 粒黍为一两。一律以山西上党黍为准。宋应星评论这样作的弊病时指出：黍粒大小因土地肥瘦及时令好坏而走。既使同一地方，黍粒大小也因地、因时而异，没有一成不变的标准黍粒。他的这些论述可谓至理名言。使用的方法也是科学的，先提出一般原理，再就具体事例论证，而以黍作为典型详加剖析。

当论述水稻在人工栽培下的变异时，宋应星用了同样的方法。他先在《乃粒》序中提出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的原理，即土壤的丰度经历各个时代而有所差异，作物的品种和性质也因水土不同而有所区分。

接下在《稻》节中加以论证。他写道：“凡稻种最多，不粘者禾曰秔，米曰粳；粘者禾曰稌，米曰糯。？凡稻谷形有长芒、短芒，长粒、尖粒，圆顶、扁面不一。其中米色有雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑不一。”除此，他还举出人工培养的变异品种旱稻或陆稻：“凡稻旬日失水，则死期至。［然］幻出旱稻一种，粳而不粘者，即高山可插，又一异也。”稻种还有“香稻一种，取其芳气”。他更举出早稻和晚稻。由此看来，宋应星从六个角度全面地阐述了禾本科稻属稻（Oryza sativa）的各种不同的变种：（1）从稻穗及稻粒形态不同，分为长芒、短芒，长粒、尖粒，圆顶、扁面等。（2）按生育期长短分为早稻与晚稻。（3）按米粒淀粉性质不同分为粘稻与不粘稻。（4）

从米粒香味又分为香稻与不香稻。（5）按对土壤中水分适应性不同则分为水稻与旱稻。（6）按米粒颜色不同还可分为雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑。

证实其所述：“凡稻种最多”。他对稻种变异现象作出如此详细研究的同时，笔锋又一转，批判起儒家圣贤了：“五谷则麻、菽（豆）、麦、稷、黍，独无稻者，以著书圣贤起自西北也”。此处是针对东汉经学家郑玄（127—200）

注《周礼。天官。疾医》，以麻菽麦稷黍为五谷。为此宋应星还指出：“今天下育民者，稻居十七”。把占全国口粮7/10 的稻排除于“五谷”之外，岂非可笑之至！宋应星对稻的变异现象的论述，如果达尔文能看到，也会惊叹不已。他在《动物和植物在家养下的变异》（1868）一书第九章中“关于栽培植物的数目和系统的初步讨论”中，对谷物变种的叙述只限于欧洲人所熟悉的小麦、大麦、玉蜀黍及豆类，并没有提到稻。但达尔文是可以被谅解的，因为欧洲很少种植稻，他们的主食以麦为主，与中国是不同的。那时欧洲人对水稻可以说没有什么深入研究的作品发表，供达尔文参考。

宋应星在《乃粒。菽》中把大豆、绿豆、豌豆、小豆、扁豆、豇豆、刀豆等都归在一节内，是有道理的。从植物分类学上看它们多属双子叶植物中的豆科（Leguminosae）。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，Darwin 著、叶笃庄、方宗熙译：《动物和植物在家养下的变异》，第220—223 页（科学出版社，1982）

②同上时，便趁热打铁，直接触及到遗传和选择。

宋应星的思路是，先论蚕的变种，再将不同变种性状与品质加以品评，最后自然而然地导出了一个重要的、具有普遍意义的科学思想：如果通过人的技巧，利用蚕的自然属性，将不同品种的蚕实行交尾，则所育的新品种必具有亲代双方的优点。这就是我们将在第十章中讨论的“两物交合，嗣取其长”的中国传统科技中起支配作用的普遍原理。就蚕的具体场合来说，就是人工杂交思想。所谓人工杂交，指对遗传性不同的生物体用人工方法使之相互交配或结合而产生杂种的过程。当宋应星论述四川北方产的黄茧蚕吐出的丝拉力大、但不能染成各种颜色，而浙江白茧蚕吐的丝虽拉力小些，但能染成各种颜色后写道：“若将白雄配黄雌，则其嗣变成褐茧”。这是说将白茧蚕雄蛾与黄茧蚕雌蛾杂交，则其后代杂种成为褐茧蚕，这种蚕吐出的丝拉力强，又能染成各种染色，具有亲代双方的优点。宋应星还指出，明代有的贫苦农家将一化性的早蚕雄蛾与二化性的晚蚕雌蛾杂交，育出了优良的杂种蚕。这种蚕象晚蚕那样强壮、发育快，而结茧又象早蚕那样多，真是一种奇异的变种。使这种人工杂交按预定目的育出所需后代的关键，是掌握好其亲代双方的雌雄性别，而宋应星正好明确提示了这一点，对实践有指导意义。

现代养蚕学对家蚕化性的遗传性研究表明，不同化性的家蚕杂交有个重要的遗传现象：一化性蚕与二化性蚕杂交，其杂种F1 代的化性与亲代雌性的化性相一致。①就是说：（1）如亲代雌蛾是一化性Ⅰ♂，则与二化性雄蛾Ⅱ♂杂交后，杂种亦是一化性F1Ⅰ；（2）如亲代雌蛾是二化性Ⅱ♂，则与一化性雄蛾Ⅰ♂杂交，根据上述遗传规律，宋应星所说“早雄配晚雌”，应按式（1）进行，其杂交后代F1 必定是二化性蚕F1Ⅱ。因而这种新的良种具有二化性蚕发育快、结茧早、体质壮的特点，又具有一化性蚕结茧多的特点。倘若相反，“早雌晚雄”，则杂种是一化性，不能作为夏蚕种在当年内用于生产。同理，“白雄配黄雌”，即以白茧蚕雄蛾w♂与黄茧蚕雌蛾Y♂杂交，其后代杂种褐茧蚕F1B，必具有黄茧蚕吐出拉力大的特性，有具有白茧蚕吐出丝能染成各种颜色的特点：由此我们看到，蚕种杂交是建立在遗传变异原理的基础上的。宋应星在《天工开物》中提出的蚕种杂交思想，是利用杂种优势、提高家蚕品质和吐丝量、改善蚕丝品质的理论基础，也与达尔文强调的长期自交有害、杂交有利的思想是一致的。杂交在物种形成与进化过程中起了促进的作用。然而每个物种在形成或改进的过程中还会发生变异，只有通过不断的选择才能保持其性状上的优势，否则就要退化。另一方面，发现并利用物种遗传的变异性，而不应用选择，也不能形成新的变种。从这个意义上说，蚕种杂交是应用了变异、遗传与选择原理的结果。选择的力量取决于变异，由于认识到变异性和遗传性，人类才能创造奇迹。

①汪子春：我国明代劳动人民关于家蚕杂交优势的发现，载《中国古代农业科技》，第436—439 页（农业出版社，1980）

而人工选择又分为有意识的与无意识的选择，前者指人按预定目标系统改变某一品种，后者指自然地保存有价值的并毁掉无价值的，而没有改变品种的意图。宋应星所述蚕种杂交思想是有意识人工选择原理的自觉运用，目的在于培育新的良种。这样就会比通过无意识人工选择改善物种所需的时间大大缩小。生物进化论还认为，引起物种变异的主要原因是其外在生活条件的变化（如时令、水土、食料等）及杂交对有机体的影响。而宋应星对此都有所论述，因而达尔文把包括《天工开物》养蚕部分内容的法文译本称为“权威著作”，便一点也不偶然。

达尔文写道：“在全世界，凡是产丝的地方，对于蚕茧的选择都付出了最大的注意，从这些茧育出作为繁育的蛾。？在中国的上海附近，有两块小地区的居民拥有培育蚕卵供给周围地区的特权，这样他们便能专门从事这种职业，并且法律禁止他们从事丝的生产。”①根据宋应星的记载，明代在距今上海不远的西南方，浙江嘉兴、湖州（今吴兴）二地，便是中国最先进的养蚕技术中心，也是优良蚕种的供应地。

他的《乃服》章论养蚕技术便反映了这两地的技术水平。因此达尔文所说的那“两块小地区”，很可能便是指嘉、湖。《乃服》章对蚕种的选择确实给予了最大的注意。其中指出在蚕的雄雌蛾交尾后，雌蛾产卵于桑皮纸上，将蚕卵纸收起，放在高的通风处，避免油烟气及低温。到十二月时再行“蚕浴”，即对蚕种的消毒处理。嘉、湖所用的方法是将留作繁殖的早蚕种卵在天寒时用天然露水、石灰水或盐卤水浸之，“盖低种经浴则有死不出，不费叶故，且得丝亦多也”。意思是说经过这样处理后，抵抗力小的劣种便被淘汰而死，不致让其生长，浪费桑叶；而保留下来的良种增加抵抗力，以后吐丝就会多。蚕浴除有淘汰劣种的作用外，还有消毒的作用。顺便说，《蘖。丹》论红菌种培养时，也提出用明矾水（硫酸钾铝）处理。因其呈酸性，可抑制杂菌生长，而红菌耐酸性强，这都是有意识地选择良种，又有意识地淘汰劣种或有害个体的两个措施同时并举的方法，以便保证所需物种顺利成长并繁殖后代。

宋应星还指出晚蚕（二化性蚕）或夏蚕种不必蚕浴，因为这种蚕体质强壮、抵抗性强，只有早蚕（一化性蚕）抵抗性弱。当然，留作繁殖的种卵都是取用最好的蚕种。在良种中再经选择，则剩下的便是良种中之良者。

当幼蚕从卵中孵出后至成虫阶段，还要经受一次选择，这就是将病蚕从蚕群中人工淘汰出去。为此，《乃服。病症》节中论述了蚕病致因、病蚕性状及淘汰病蚕的措施。“凡蚕将病，则脑（胸）上放光（透亮），通身黄色，头（按指胸部）渐大而尾渐小。并及眠之时，游走不眠，食叶又不多者，皆病作也。急择而去之，勿使败群。凡蚕健美者，必眠叶面。压在下者，或力弱或性情，作茧亦薄。其作茧不知收法，妄吐丝成阔窝者乃蠢蚕（反常的蚕），非懒蚕（不健美的蚕）也。”

①C.Darwin 著、叶笃庄、方宗熙译：《动物和植物在家养下的变异》，第455 页（科学技术出版社，1982）

根据这一论述，便可从蚕的生活规律中发现何者健美可作种蚕，何者病作应予淘汰、何者反常不能留种了。宋应星关于病蚕特征的描述，已得到现代科学的确证。根据对病蚕的电子显微镜观察、尸体解剖以及病理学研究取得的最新资料，食欲不振和蚕体大小不齐（头大尾小），与患中肠型脓病、病毒性软化病等有关。举止不活泼、游走不定与败血病、中毒症有关。而中肠后呈黄色、遍体透明与病毒性软化病及细菌性胃肠病有关。①蚕的所有上述病症都具有很大的传染性，必须使病蚕与健蚕隔离。宋应星所用的方法是“急择而去之，勿使败群”。这里他用了“择”字，即迅速选择出病蚕毁掉，以免败坏蚕群。伟大的选择原理在这里再一次被自觉地运用。宋应星分析蚕病致因时指出，凡蚕受闷热、湿热、暖温骤变、风吹、食不洁桑叶，或周围环境的杂物、油烟气侵袭以及除沙不勤等，都是导致症病的外因，必须在饲养时排除这些不利的外因（《乃服。种忌》、《抱养》）。这些认识也基本上与现代的认识一致。

作为科学家宋应星对动植物有机界的研究所取得的成就，一点不次于他对金石无机界的研究所取得的成就。在两种情况下，他都以“天工开物”思想作为总的科学思想加以贯彻。但将这种思想运用在某个具体领域时，则有不同的表现形式。就有机界而言，以天工补人工开万物的思想在他论蚕种杂交及谷物育种时表现得最为典型。即运用抵抗性强的晚蚕雌蛾的自然遗传功能（天工），通过人工方法使之与结茧多的早蚕雌蛾杂交，结果开发出新的物种；或利用某种水稻变种抗旱性强的功能，加以人工选择，结果开发出陆稻这个新品种谷物。在这里天工是通过动植物的变异、遗传功能而表现出来的，人工则是以育种、杂交和选择的形式出现，是遵循生物学规律行事的。

而在金石无机界中，天工则表现为金属、矿石、陶土等原材料的物理、化学属性和功能，在设备中通过水、火和机械力的人工处理，最后开发出有用之物。是遵循物理、化学变化规律行事的。介于上述二者之间的，是对来自动植物原材料的再加工工艺，如谷物加工、纺织、榨油、制糖、造纸、造船等，在这里只利用动植物“死的”产物的自然属性和功能，象对待金石无机物一样地加以人工处理，而不再借用原来动植物的生命属性及功能，因而仍遵循物理学、化学规律行事。有一种类型的工艺比较特殊，即制，涉及生物发酵、微生物繁殖，又涉及机械处理，则这里便须同时遵循生物学规律及物理、化学规律。宋应星所研究的便是所有上述过程及所遵循的自然规律，而以天工开物思想作为总的指导思想。可见天工反映自然力、自然属性和自然过程，开物反映人工处理的生产过程，二者通过技术得以沟通。

宋应星的天工开物思想与其唯物主义自然观相结合，在研究动植物生命自然界时便表现为达尔文以前的早期生物进化论思想，可归纳为以下几个方面：（1）承认生物界是从低级到高级、由简单到复杂、品种由少到多的进化过程中发展的。他这方面具体论述已在第八章中介绍。（2）他承认生物物种是不断变化的，而不是固定不变的。物种不是超自然的神创造的，而是生物进化、发展过程的自然产物。（3）他注意到并记录下一些动物和植物在家养下的变种及变异，认为引起变异的原因是时令、水土、食物等生活条件的改变和人工杂交、人工嫁接的结果。他认为不单是生物物种在不断变化，而且①陆雪芳：蚕的病害防治，载陈锡潮等著《桑蚕》，第四章，第156—160 页（科学出版社，1980）

其生活条件如时令、水土也在不断变化。（4）他论述了通过有意识的人工选择与人工淘汰原理来培育并保持优良物种的方法。他的物种杂交思想反映了人积极控制自然界过程的主观能动性和力图从自然界中开物的进取精神。他有明确的目标，想通过杂交创造新的物种变种或通过嫁接改进现有物种，在这个过程中他也就必然有意无意地应用了变异、遗传和选择这三大原理，否则杂种就不会出现。对于一位三百多年前的古代科学家来说，获得上述四项认识已经是难能可贵了。

在这方面宋应星不但超过了他同时代的西方学者，也比下一个世纪的某些西方学者在理论认识上先行一步。前述的瑞典学者林耐，直到1758 年《自然体系》出第十版时，才在大量科学事实面前，被迫删去了关于物种不变的提法，而开始注意到变异现象。拉马克《动物的哲学》出版后，没有引起时人的重视。他晚年双目失明，贫困潦倒，直到1829 年逝世时，这部书还有很多册摆在巴黎等地书店的书架上而无人问津，因为神创论、物种不变论在欧洲的影响实在太深。反观中国，从先秦的战国以来历代著作中关于生物进化的早期思想不时出现，成为中国传统科学中的主流思想之一，而在农业生产实践中利用变异、遗传及选择原理而推出的新品种层出不穷。

西方人从文艺复兴时代以来在无生命自然界的研究中掀起了科学革命，为人类作出了很大贡献，但他们在涂上了种种神秘色彩的生命自然界研究中却长期未能越出中世纪神创论的藩篱。这该算是中西思想文化背景的一个不同之点吧。从这个意义上说，把宋应星看作是拉马克一达尔文学说在东方的早期思想先驱者之一，是有充分理由的。通过进一步的考证，我们甚至表明达尔文本人曾直接或间接得到宋应星传递的科学信息，但这已越出本书讨论范围。

明代科学家多具有世界眼光和敏锐的时代感，由于中西交通和中西文化交流的大开，使他们能接触国外事物，不再把目光只局限于海内。有的科学家还直接与外国人合作，研讨科学，介绍西洋著作。意大利人利玛窦（Matthieu Ricci，1552—1610）的《坤舆万国全图》和艾儒略（Julius Aleni，1582—1649）的《职方外纪》（1623）的出版，使士大夫知道天外有天，地球的另一端欧罗巴洲的科学文化正在崛起。用西士带来的望远镜观察天体，的确能大开眼界。他们所介绍来的数学、天文学、历法等以及一些机械，为中国传统科学所欠缺。

总之，西方文艺复兴时期科学革命的飓风也吹到了中土境内。

思想敏锐的中国科学家在思考本国科学下一步如何发展的大问题。他们得出的结论是，中国科学技术面对新时代的挑战，只能前进而不能停滞，更不能倒退，也不能象过去那样，再沿传统的老路走下去。否则，中国在科技领域内与外国先进水平间的差距就会越来越大。

而明末科学家己痛感当时科学落后的危险局面。

为了使中国科学技术在当时新的世界历史背景下得以发展，需要扫清其前进道路上的一些思想障碍，并探讨新的科学研究方法和治学精神，就象欧洲早期的科学代表人物所做的那样。这是一项在思想上除旧迎新的清扫工作，一股新的科学思潮应运而起。它是明代后期在科学界涌现出来的，在社会上与思想界中“经世致用”的实学思想相呼应，共同汇合成为明末的启蒙社会思潮。虽然由于种种内外因素，使这场本来可望会到来的中国科学复兴运动，在胎动时期便已流产，但为了呼唤这种运动的到来，宋应星象李时珍、徐光启（1562—1633）、方以智（1611—1671）等科学家一样，也事先为此作出了各种努力。他们在除旧迎新的科学清扫工作中，都尽全力去批判各种迷信神怪之说和虚伪方术之类的伪科学，使其无立足之地。因为正是这些神鬼、方术之说是科学之敌和科学前进道路上的思想障碍。它们与科学是势不两立的，而且对工农业生产也带来危害，迷信神怪妨碍人们制订正确的技术措施对付自然灾异和生产中的异常现象，束缚人们发挥自身的聪明才智。而有的巫术、方术甚至直接害人、骗财。不清除这些思想垃圾，科学是无从健康发展的。