①戴念祖：《朱载■一明代的科学和艺术巨星》，第四章（人民出版社，1986）

　　①戴念祖：《朱载■一明代的科学和艺术巨星》，第四章（人民出版社，1986）

②F.Cajori 著，戴念祖译：《物理学史》，第103 页（内蒙古人民出版社。1982）；A. Wolf 著，周昌忠等译：《十六、十七世纪科学技术和哲学史》，第61，323 页（商务印书馆，1985）

播媒介和影响声强的因素等问题，各自作出了贡献。

中国学者虽然在研究声学时使用的实验手段不及西方人先进，但提出的理论并不亚于西方同行，有的在思想上还居于领先地位，就象在生物学方面那样。从世界声学史角度看，17 世纪是奠定理论基础的时代，而宋应星参与了这项工作。他的这方面工作只是近年来才引起国内人士的注意，但在西方还很少有人知道。因此有详加介绍的必要。

首先应当指出，《论气。形气》篇中的“气”与《气声》篇中的“气”，在我们看来不可等同。前者是宋应星自然哲学体系中构成万物的最原始的物质本原，具有更广泛的含义；后者是他在研究声学问题时专门用以指空气者，具有特定的含义。《气声》篇中的“气”是用人的听觉器官可以触及到的，虽然不一定用视觉器官可以看得到。因此虽然使用同一术语。却有不同含义。

只有这样理解，才能评论宋氏的声学思想。同样，《气声》篇中的“形”，指一切有形的物体，这是可以看得见的。但有时作者在本篇中对“形”与“气”

这两个概念，未曾加以严格区划，遇到这种情况便要根据所讨论的内容加以理解。有时作者还把《形气》篇中的自然哲学论述，也放在讨论声学问题的段落中，遇到这种情况也须注意。我们不能要求三百多年前的作者在运用哲学和科学概念时象现在这样清楚。

在讨论声音发生的原理时，宋应星认为声因气动而生。他在《气声七》中写道：“静则气静而皆无声，动则气动而皆有声也”。《气声二》又进而指出，引起气动而成声，可以通过两大途径实现。一是“两气相轧而成声，风是也。人气轧气而成声者，签簧是也。”这是说因两部气相挤而成声。其二是“以形破气而为声”。北宋张载在《正蒙。动物》中也提出“声者形气相轧而成”，但宋应星作了发展。因为气无所不在，所以只要发生“以形破气”或“两气相轧”，则“分寸之间，亦具生声之理”。①用有形之物体以不同方式破气可以产生各种音品的声音：“冲之有声焉，飞矢是也。界之有声焉，跃鞭是也。振之有声焉，弹弦是也。辟之有声焉，裂缯是也。合之有声焉，鼓掌是也。持物击物，气随所持之物而逼及于所击之物有声焉。挥椎（碓）是也。“②（气声二）这就是说，飞矢因冲气而成声，跃鞭因界（间离）气而成声，弹弦因振气而成声，裂缯因辟气而成声，鼓掌因合气而成声，挥碓因逼气而成声。以形破气因发声体及破气方式不同而发出的声在音品上亦不同。这里列举了作者试验过的冲气、界气、振气、辟气、合气及逼气等六种破气方式，实际上当然不止于此。看来，以形破气所产生的声，比两气相轧所产生的声更为丰富多采。

宋应星在《气声二》还强调指出，当以形破气或两气两轧时，声之产生不在破气、轧气的物体本身，而在于以物破气、轧气时所引起的气的“微芒之间一动”：“当其射，声不在矢。当其跃，声不在鞭。当其弹，声不在弦。

当其裂，声不在帛。当其合，声不在掌。当其挥，声不在椎（碓）。微芒之间一动，气之征也。“他还指出，当以形破气时是否能产生声，取决于破气动作的急缓（速度）和劲懦（力量）：”凡以形破气而为声也，急则成，缓则否；劲则成，懦则否。“有时物体偶然与气相遇，造成逼气、轧气之势，但因逼气、轧气的速度与力量不够，被逼、轧之气很快便又恢复到平衡状态，①宋应星：《论气。气声七》，第12B 页（明崇祯十年原刻本，1637）

②宋应星：《论气。气声二），第8 页（崇祯十年原刻本，1637）

并不成声：盖气“偶逢逼轧，而旋复静满之位，曾不移刻。故急冲、急破，归措无方，而其声方起。若矢以轻掷，鞭以慢划，弦以松系，帛以寸栽，掌以雍容而合，碓以安顿而亲，则所破所冲之隙，一霎优扬还满，究竟寂然而已。”①这些说法都是正确的，是日常经验的理论概括。从现代声学来看，逼气、破气的动作缓急与空气振动的频率有关，而振动频率大小又决定是否人能听到声音及声音大小。现代声学告诉我们，一般说只有频率在20—2 万赫兹HZ 之间的振动波才能刺激人的听觉神经而有声的感觉。

《气声八》还提出声响无数、不可以数的思想，这是因为“形、声一也，形万变而不穷，声亦犹之。”既然“天覆地载，物数号万”，万物皆可以各种方式破气而成声，则声也应象形一样，万变而不穷尽。“凡逼气而成声也，差等有亿万焉。”（《气声七》。《气声三》在解释高山瀑布与沟渠之水都是流水，为什么声音大小不同时，引入了“势”的概念：“此所谓气势也。

气得势而声生焉。不得其势，气则馁甚。“②不只是飞泉、流水如此，就是以斧、锯攻木也都如此。”势至而气至焉，气至而天地之气应之。通乎此理，而声音之道思过半矣。“这里的”势“，似指破气动作的速度及力量大小，要产生声，”势“必须达到一个起码的数值，气得势而声生焉。以击鼓而言，内外的气为革相隔，击鼓后内外之气相应，用现在的话说是在鼓膜引起振动。

“呼大而应之以大，呼小而应之以小；呼疾而应之以疾也。”③（《气声四》）。

击鼓的速度和力量大小，造成“势”值的不同，因而鼓声也相应变化，声有大有小。

《气声七》讨论了声的传播介质、传播方式及声速问题。较为精彩。其中指出：“矢及百步，声之过也必倍焉。特所冲地面无几，故其声不扬。衡炮而冲之，火力止于一里。而山谷传声十里焉。

总之，动气之故也。“①这里指出两点，一是传播声音的介质是空气，二是单位时间内声所到达的距离比引声之物到达的距离远，也就是说声以很大的速度传播。按照此处所说，如求得箭或炮弹飞行速度，则声速亦不难求得，尽管数值不一定准确。不管怎样，宋应星已认识到声音通过空气媒介以很大速度传播。现在我们知道声在空气中的传播速度是每秒331 米。关于传播方式，他写道：”物之冲气也，如其激水然。气与水同一易动之物，以石投水，水面迎石之位一拳而止，而其文浪以次而开，至纵横寻丈而犹未歇。其荡气也亦犹是焉，特微渺而不得闻也。“②（《气声七》）。这就是说，宋应星认为以物冲气而产生的声，在空气中的传播方式很象以石击水所成的水波扩散那样，按波的形式传播。他已有了关于声波的思想萌芽。

宋应星的上述思想与近代声学理论多相暗合，而且预告了此后声学理论发展的正确方向。为了说明这一点，我们不妨看看在他前后几代的欧洲科学家的有关工作。比宋应星大二十三岁的伽里略，通过实验证明声调决定于振动速度即频率，这个概念是宋应星所未有的。比他小五岁的法国物理家伽桑①宋应星：《论气。气声二》，第9 页（崇祯十年原刻本，1637）

②宋应星：《论气。气声三》，第9 页（明崇祯十年原版本）

③宋应星：《论气。气声四》，第10 页（明崇祯十年原刻本）

①宋应星：《论气。气声七》，第12 页（明崇祯十年原刻本）

②同上，第12—13 页第测得声速为1473 巴黎尺/秒，与今值（331 米/秒）比偏高。其他人所测声速值又偏低，这时也未求得准确值。关于声音的传播媒介，伽桑第认为是特殊的原子，1719 年另一法国物理学家梅朗（J.Mairan，1678—1771）认为是弹性空气微粒。而英国学者德勒姆（William Derham，1657—1735）则认为声的传播介质是空气或以太微粒或物质微粒，仍是个悬而未决的问题。

直到用德国学者盖里克（Otto vonGuericke，1602—1686）制造的抽气机作传声实验后，才证明声音的传播介质是空气。①①A.Wolf 著、周昌忠等译：《十六、十七世纪科学技术和哲学史》，第328 页（商务印书馆，1985）

至于声波概念，那是在这以后很久才建立起来的。因此我们说宋应星在声学方面的科学思想比起同时代的西方学者并不逊色，有时还略高一筹，尽管他在提出有关声波的思想萌芽时还未能区分纵波和横波。

从以上所述我们可以说，宋应星的科学思想在好几方面都已达到较高的学术水平，足可以列入世界科学家之林，而他的物质不灭思想在理论上也步入世界先进行列，只是还欠缺实验上的进一步论证和更精确的表述，还没有形成为普遍的自然科学定律的形式。本书第八章已作了评述，此处便不重复了。想补充的是，在其“穷究试验”的科学方法论中他特别注重数字、数据和自然现象以及物质生产过程中的数量关系。以定量论述代替定性描述，是他在科学技术研究中引入的另一新的治学精神。这方面的具体实例将在第十章中列举。