第九章　科学思想.3

然而神怪、方术之说在中世纪中国和西方都有相当大的市场，起着愚民作用。在宋应星所生活的时代里，情况也是如此。要发展科学，首先要破除迷信并批判虚伪巫术、方术。宋应星在这方面下了不少功夫。例如，《乃粒。稻灾》节斥责所谓“鬼火”乃“鬼变枯柴”之说，指出“此火乃朽木腹中放出？逐火之人见他处树根放光，以为鬼也。奋挺击之，反有鬼变枯柴之说，不知向来鬼火见灯光而已化矣”。①近代科学告诉我们，所谓“鬼火”

是棺木内尸骨腐烂后所分解出的磷化物，遇空气而自燃发光。宋氏虽不能作出这种解释，但他认为“此火乃朽木腹中放出”并无鬼怪作祟，这种精神是可取的。同节又指出，稻谷入仓前，应先行晒干，再放凉之后入库。如果“入仓廪中关闭太急，则其谷粘带暑气。明年田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火。大坏苗穗。”接着又写道：“祟在种内，反怨鬼神”。这就是说，稻谷所受稻瘟病的灾害根源不是鬼神作祟，而是因为带有病根的稻种所引起。书中分析了病根致因及防治办法。

《陶埏》章谈到“窑变”时写道：“正德（1506—1521）中，内使监造御器。时宣红失传不成，身家俱丧。一人跃入自焚，托梦他人造出，竞传窑变。好异者遂妄传烧出鹿、象诸异物也”。这是说所谓“窑变”为鬼魂托体他人造出之说，是好谈神异者妄传所致，乃无稽之谈。按窑变瓷始于宋代钧窑（河南禹县）。当时本以氧化铁为釉的着色剂烧青瓷，但因釉料成分、烧成温度及窑内气氛偶然控制不当，烧出蓝中带红或紫红的瓷，出乎意料，故称“窑变”。这是因为釉内含铜的氧化物在还原气氛下烧成红色，结果降低了氧化铁的作用。由于这种瓷釉色彩美观，后来便有意以铜的氧化物为釉的着色剂在还原气氛下烧制，将意外产物变为意料产物。明永乐、宣德时的霁红就是这样烧成的，但因釉料成分、温度及气氛都难以掌握得当，窑变瓷从宣德后便难以制出。至正德时再想仿制，终未成功，官府逼陶工，酿成人窑自焚的悲剧。《珠玉》章谈到《后汉书。孟尝传》载合浦（今广西）产珠，因官府贪财，滥采无度，珠遂迁至交趾（今越南）境界，及孟尝任太守，“革易前敝，求民病利，曾未逾岁，去珠复还”。因有“合浦还珠”乃清官感召之说。宋应星认为：“采取太频，则其［珠］生不继。经数十年不采，则蚌乃安其身，繁其子孙而广孕宝质。所谓‘珠徙珠还’，此煞定死谱，非真有清官感召也。”这是说“珠徙珠还”之说是不通情理的杜撰，并非真有清官感召之事。同一章还指出：“其云蛇腹、龙颔、鲛皮有珠者。妄也”，不足①宋应星：《天工开物。乃粒。稻灾》，上册，第5B 页（中华书局影印明崇祯十年原刻本，1959）

为信。《天工开物。杀青》章谈竹纸时写道：“盛唐时，鬼神事繁，以纸钱代焚帛，故造此者名曰火纸。荆楚近俗，有一焚侈至千斤者。此纸十七供冥烧，十三供日用”。这是指为死者焚烧纸钱的迷信活动，据说可在阴曹行贿以免下“地狱”。宋应星指出这种迷信活动在唐代时已盛行，至明代越演越烈，以至湖广省有一次焚烧千斤纸者。他又指出当时生产的竹纸十分之七用于火纸。这种迷信活动造成巨大经济浪费。

比迷信更能对科学研究带来直接危害性的，是社会上流行已久的神仙方术，尤其是炼丹术。这种与宗教有密切关系的方术，有时披上科学的外衣，方土甚至用铅硫汞等作炉火实验，俨然以“化学家”自居，中、西方都是如此。虽然他们在实验过程中积累某些化学知识、发展一些设备，甚或作出某种发现，但就整体而言，方土所贪求的长生不死的目的是反科学的空想，“仙丹”常常是毒药，服食后不但不会长生。反而提前致死。另一方面，方士所炼的“黄金”、“白银”多是伪金、伪银，欺世害人。只有发展本草学和开物之学，才能使人除病长寿和增加真正的物质财富。因而从16—17 世纪时起，在世界范围内炼丹术或炼金术已成为科学尤其是化学和药学发展道路上的障碍，开展了全球范围内对这种方术的批判运动。参与这场批判运动的西方代表人物是德国的阿格里柯拉（G.Agricola，1490—1555）、帕拉塞斯（Paracelsus，1493—1541）和英国化学家波义耳（Robert Boyle，1627—1691）等人，中国方面的代表人物则是李时珍和宋应星等人。

他们都不约而同地遥相呼应，将炼丹术或炼金术从科学领域中驱逐出去。

宋应星在《五金》章论银的冶炼后，附有《朱砂银》一节，所谓“朱砂银”是将朱砂（硫化汞）与铅熔炼后得出的伪银，这是炼丹术士搞的骗人勾当，因此本节一开始便写道：“凡虚伪方士以炉火惑人者，唯朱砂银愚人易感。”接下揭穿了制“朱砂银”的方法，然后又写道：“拣出其银，形存神丧，块然枯物。入铅煎时，逐火轻折。而经数火，毫忽无存。折去［朱］砂价、炭资，愚者贪惑犹不解，并志于此”。①《燔石》章前言中谈到“矾现五色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火”后写道：“巧极丹铅炉火。方士纵焦劳唇舌，何尝肖像天工之万一哉！”意谓炼丹术士虽已施出全部伎俩，又何尝及自然力之万一。《怜愚诗》第二十七首亦云：“天垂列象圣遵模，为问还丹事有无。万斛明珠难换颗，痴人妄想点金须。”

这也是讥讽炼丹术的。宋应星批判炼丹术和方士时总是用严厉而激烈的言词，表示与之势不两立，具有战斗精神，这是可取的。但有时他把本草书尤其《本草纲目》中的正确说法也与炼丹方书放在一起批判，混淆了二者之间的界限，未见得当，这勿宁说是受到知识的局限所至。如《五金。锡》节云：“方书云马齿苋取草锡者，妄言也。谓砒为锡苗者，亦妄言也。”此处对方书的批判可能是正确的，但说本草书中载锡矿中有砒亦属妄言，就未必尽然。但在破除迷信、神怪谬说时宋氏还不①宋应星：《天工开物。五金。朱砂银》，下册，第7A 页（中华书局影印明崇祯十年原刻本，1959）

够彻底，有时失去警觉和批判能力，如《珠玉》章称珠宝取“日精月华之气”而成、珠有龙神守护、玉由玉神推徙河中，均属误信。这种情况在当时西方科学家中也不时发生，如牛顿（1642—1727）在阐明万有引力定律时，不是也为上帝保留了“第一推动力”吗？这说明，反对迷信、神怪谬说是科学的长期性的战斗任务。

宋应星在扫除科学发展道路上的思想障碍的同时，还进一步探索新的科学方法论和科学研究精神，这也是他的唯物主义自然观在科学领域中的具体运用。首先他发展了“究穷试验”的思想。他在中国较早地把“试验”这个术语引入科学技术文献中，把“穷究试验”引入科学研究中。所谓“穷究试验”，是一种总的科学思想方法，出现于《天工开物。膏液。油品》节中。

它由“穷究”与“试验”两个词组成，分别表述科学研究中两种相辅相成、相互交替使用的研究步骤和研究方法。“穷究”是逻辑推理过程，“试验”

是观察实验过程，二者在科学研究中缺一不可。而试验尤其重要，是科学研究的出发点和基本功夫。宋应星特别强调试验的重要性，没有试验便不能取得可靠的实际资料，而他还特别强调研究者本人参加试验的必要性。在试验的基础上取得实际资料后，还要穷究，运用逻辑推理，对实际资料进行理论概括，运用科学概念获得对自然现象和生产过程的科学认识。

“穷究试验”思想在《天工开物》中到处闪现。例如在全书总序中作者就主张对中国万里方圆中的何事何物都要“见见闻闻”，通过在田间、作坊里的亲自调查获得关于工农业生产技术的第一手资料，通过“目见口授而后识之”。《膏液》章关于15 种油料作物出油率的精确描述，就是根据反复调查、试验和测试后作出的。作者在叙了15 种油料作物的出油率后写道：“此其大端，其他未穷究试验，与夫一方已试而他方未知者，尚有待云。”①《佳兵》章《火药料》节亦指出：“其狼粪烟昼黑夜红，迎风直上，与江豚（哺乳纲鱼类）灰能逆风而炽，皆须试见而后详之”。同一节还写道：“火药、火器，今时妄想进身博官者，人人张目而道，著书以献，未必尽由试验。”

《甘嗜。蔗种》节谈甘蔗适合栽于河边沙土时写道：“试验土色，掘坑尺五许，将沙土入口尝味，味苦者不可栽蔗。”这是讲以口亲试土味而辨土质。

以上是关于试验的有关论述。宋应星在试验的基础上得出一些有规律性的理性认识，因而进入穷究阶段。《丹青。朱》节论从水银（汞）与硫升炼银朱（人造硫化汞）的过程后写道：“每水银一斤，得朱十四两、次朱三两五钱，出数硫质而生。”就是说用16 两水银升炼，可得上等银朱14 两、次朱3.5两，共17.5 两，多出来的重量是从参与反应的硫那里得到。这是非常符合近代化学原理的解释。据我们用现代理论计算，596.8 克（16 两）汞与硫化合后得到硫化汞的理论量为692 克（18.56 两），而宋应星所述只比理论量少1.06 两。《锤锻。治铜》论锤铜坯成锣时写道：“声分雌与雄（高低），则在分厘起伏之妙，重数锤者其声为雄”。就是说，加重锤铜则使铜锣变薄，故而其声低；反之，轻锤则锣厚，故其声高。也是符合科学原理的。《乃粒。老足》提出蚕老熟时须于辰已二时（上午7—11 点）及时捉起结茧，“捉时嫩（早）一分，则丝少；老过一分，又吐去丝，茧壳必薄”，也是从实践中总结出来的规律。

由此可见，宋应星的“穷究试验”思想方法含有两层意义。第一，要想①宋应星：《天工开物。膏液。油品》，中册，第64B 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）

认识自然界及其规律，并进而获得从自然界开物的有关农工业技术知识，首先要靠实践，通过见闻、调查、试验、测试等步骤，才能获得实际资料和感性认识，完成科学研究的第一步。其次，要在上述基础上推理，穷究事物的内在联系，建立理论并使实际资料条理化，从感性认识上升到理性认识，实现科学研究的全过程。因而“试验”指试见（观察）与实验，“穷究”指穷理与推究。明代其他科学家如方以智，还用“质测”一词表达同一思想方法，“质”与“测”相当“穷究”与“试验”。但看来“质测”不如“穷究试验”

更易于理解并接近现代含义。这里再举个实例，看看宋应星是如何运用穷究试验思想方法研究科学技术问题的。他在《五金》章谈到金时写道：“凡金质至金，每铜方寸重一两者，银照依其则（标准），则［方］寸增重三钱；银方寸重一两者，金照依其则，［方］寸增重二钱。”古代人们都知道，在常见金属中金较重，铜较轻，但较少作过定量描述。宋应星对金、银、铜三种金属作等体积重量测定后，发现如果假定铜每立方寸重1 两，则银每立方寸重1.3 两；如果银每立方寸重1 两，则金每立方寸重1.2 两。从这里可知宋应星已有了比重概念。我们根据他的思路作计算后，发现铜、银、金的相对比重为1：1.3：1.56.近代科学取20℃时的水在1 立方厘米的密度为1 克（比重为1.0），再与其余物每立方厘米的密度相较，则铜比重为8.9、银为10.5，而金为19.3.再经换算，铜、银、金的相对比重为1：1.16 ：2.1.将现代铜、银、金比重与宋应星给出的值比较，只是宋应星没有采用某一物作为公有的比重标准，而他给出的比重值与现代值有误差。尽管如此，他毕竟对三种金属的相对比重作出了定量说明。他在作出这种说明后又继续写道：“凡金性又柔，可屈折如枝柳。

其高下［成］色，分七青、八黄、九紫、十赤。登试金石上，立见分明。“这是用金在试金石上磨擦时所留条痕颜色深浅，以检验金的纯度的简便方法。试金石是黑色坚硬的硅质岩石，如燧石，化学成分为二氧化硅（SiO2），含少量氧化铝（A1203），今南京雨花石即是这类石头。从这里可见，只有通过测试、试验，才能真正可靠地知道金银铜的比重差异和金的成色高低，而且通过穷究，找出定量指标并用数字加以显示，最后获得对金属物理性质和化学成分的较准确的认识。

类似的例子不胜枚举。

值得注意的是，宋应星陈述其科学思想方法论时，拒绝采用理学家的“格物穷理”概念，而宁用科学家自己的语言。

要知道，在他那个时代里，程朱陆王的理学仍在思想领域内占统治地位，而这正是束缚科学研究的思想枷锁。朱熹（1139—1200）认为“理在气先”，“心包万理，万理具于一心”。他所谓“格物致知”：“即物穷理”，不涉及对事物本质及其规律的认识，而是体会万事万物都是“理”的化身，在内心中将理发挥出来便明白一切。①王守仁（1472—1529）更主张“天地万物俱在我良知的发用流行中，何尝又有一物起于良知之外”，因此，他提出“心①杨荣国编：《简明中国哲学史》，第262，299 页（人民出版社，1975）；侯外庐主编：《中国思想史纲》，上册，第304，336 页（中国青年出版社，1980外无物”、“心外无理”。他反对从实践中认识事物，而要求从内心求良知。

他的“知行合一”说，主张知即是行，这个“行”不指实践，而属于内心修养范畴。既然在理学体系中，认识事物的观察、试验、调查和推究事物道理的科学实践被排斥在外，当然也就谈不到认真的科学研究。因而空谈性理、轻视实学与实践的学风在晚明流行甚广，而这正是科学之大敌。针对这些，宋应星在《天工开物》序中指出：“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（子产）、晋华（张华），岂足为烈哉？‘①《乃服》章前言也指出：”治乱经伦字义，学者童而手之，而终身不见其形象，岂非缺憾也！“

不管理学家如何从内心格物、借良知反身克己，如果他们不接触耒耜与机杼，仍无法求得工农业实际技术知识。这就是宋应星的结论。面对宋明理学主张内心修养、空谈性理的陋习，宋应星反其道而行之，以自身行动实践其“穷究试验”的思想。他在南北各地奔走，往来于田间、作坊，终于写成《天工开物》。这部书的生动而丰富的内容和插图正是他“穷究试验”思想的结晶，也宣告了理学家所谓“心外无物”、“心外无理”、“心包万理”的空洞哲学的破产。如果声名显赫的理学家所鼓吹的“心”、“理”有那么大的神通，而他们又是修养最高的人，为什么他们写不出象《天工开物》这样的书呢？

道理很简单，因为他们一不肯从事实践、试验，二不肯向群众学习，而且蔑视实践和劳动群众。

把宋应星提出的“天工开物”与“穷究试验”二者结合起来，就会成当时有力而先进的科学思想方法，在科学技术研究中具有普遍的意义。这是明代科学的一项较重要的理论建树。除此以外，宋应星还在自然科学的个别学科中提出一些较先进的理论。他在生物学领域内提出的有关生物进化的思想，前已述及。就是在数理科科学领域内，他也并非无所作为。这里要介绍他在《论气》一书中发展的物理学领域内的声学思想，首先是“气声论”。声学现象古人多所注意，但首先着眼于音乐。宋应星也是因为对音乐有兴趣，而研究声学问题的。他曾著有《乐律》，原准备与《天工开物》同时发表，但临时决定删去，今不可得见。现传世的是他在《论气》（1637）一书中的《气声》篇，共九章。在明代学者中研究声学最有成就的是朱载堉（1536—1614），他于1584 年最先完成了十二平均律，为各种键盘乐器打下了声学理论基础。①而宋应星的工作也值得一提。他对声学的主要贡献是提出了一系列理论思路，为这门学科的进一步发展提供理论观点。与朱载堉、宋应星同时代的欧洲人伽里略、伽桑第（Pierre Cassendi，1592—1655）等也在研究声学问题。②中、西学者当时都以不同方式共同试图解决影响声调的各种条件、声速、声音的传①宋应星：《天工开物。序），上册，第1 页（中华书局影印明崇祯十年原刻本，1959）