五、《天工开物》（二）

《天工开物》下卷包括 5 章，也属于工业技术。

《五金》：论述金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属矿开采、洗选、冶炼和分离技术，还有灌钢、各种铜合金的冶炼和珍贵的生产设备图。这一章记载了不少中国人民的创造发明，如以煤炼铁、用活塞风箱鼓风、直接将生铁炒成熟铁、以生铁与熟铁合炼成钢等等。

宋应星记载说，在生铁炼成之后，如果想再把生铁变成熟铁，就在冶铁炉旁挖一个方塘，趁热使铁流入塘内，加入泥粉做为溶剂，并由几个人用柳棍快速猛搅，从而加速生铁中碳等成分的氧化作用，以炒成熟铁。这种把冶铁炉和冶铁设备串联使用的连续作业方法，可以减少炒铁时的再熔化过程， 降低炒铁时间和生产成本。

宋应星在记载炼钢时说，先把打成薄片的熟铁捆起来放入炉中，上面放生铁，再用涂泥草鞋盖顶，炉温升高后，生铁水能自上而下地均匀渗到熟铁中去，取出来锻打。再炼再锻就会成为好钢。这种方法比南北朝时期出现的“灌钢”技术更先进，能够均匀地渗碳和更充分地脱去杂质。与宋代的炼钢技术相比，也有独到之处：不用泥封，而用涂泥草鞋盖上，使生铁在还原气氛下逐渐溶化，使大部分火焰反射入炉内，提高炉温。由于不是把生铁块嵌在盘绕的熟铁条中，而是放在捆紧的熟铁薄片上，用生铁含碳高，熔点低的特点，使生铁液均匀灌在熟铁片夹缝中，增加生熟铁的接触面，便于均匀渗碳，这是我国灌钢法的一大改进，这种改进的用生铁及熟铁合炼成钢的设备原理，成为近代马丁炉的始祖。

宋应星最早、最详细地记载了锌的提炼技术。他还提供了一幅最早的提炼金属锌的生产过程图。

宋应星所叙述的锌的提炼方法是：制锌所用的原料是炉甘石（不纯的碳酸锌），把炉甘石放在泥罐中封泥加固，再逐层用煤炭饼垫罐底，下面铺薪引火。炉甘石在罐外炭火烧灼的较高温度下，发生化学分解反应，分解后产生的二氧化碳气从泥罐缝中逸出，而固体氧化锌又受到从缝中进入的或者是封罐时加入的碳的作用发生还原反应，而得到金属锌。

《天工开物》练纯锌的文字记载比欧洲要早，所以，宋应星对金属锌（“倭锌”）冶炼工艺的论述，是世界上最早的文字记载。宋应星还指出了锌和铜按不同比例制成铜锌合金（黄铜）的方法，也是冶金史上的可贵记载，具有世界性的生产指导意义。宋应星还记载了利用金、银、铜、锡、铅、锌、汞等金属的物理性质和化学活泼性的不同，来分离或检验金属的各种有效办法。譬如他记载把白银从含银的黄金里分离出来的办法，是利用硼砂熔点较低的特性，在分离时起助熔作用。当把金银合金熔化后，由于金（熔点 1063

℃）、银（熔点 961℃）熔点不同而行分离，银首先“吸入土内，让金流出， 以成足色”。再入铅少许，又把银钩出，这是近代冶金学中所说的熔融提取

法。

宋应星在论述金、银、铜的单位体积内重量时，已经有了物理学中的比重概念。

《佳兵》：记载弓箭、弩、干等冷兵器和火药、火器的制造技术，包括火炮、地雷、水雷、鸟铳和万人敌（旋转型火箭弹）等武器。

《丹青》：主要叙述以松烟及油烟制墨及供作颜料用的银朱（硫化汞） 的制造技术，产品均为文房用具。

《曲蘖》：记述酒母、药用神曲及丹曲（红曲）所用原料、配比、制造技术及产品用途，其中红曲具有特殊性能，是宋朝以后才开始出现的新品种。

宋应星记载的红曲可以用于食物保存，和近代用抑制微生物生长的抗生素保存食物出于同一原理。他在叙述红曲制造时，特别强调选用绝佳的红酒糟作为“曲信（菌种）”，并加入明矾水来保持红曲菌种培养料的微酸性， 以抑制其他有害杂菌的生长。这些都是发酵工艺中长年积累下来的经验总结，具有很深刻的学理性。

《珠玉》：宋应星本着轻视金银珠宝等奢侈品的指导思想，把它放于卷末。主要叙述在南海采珠，在新疆和田地区采玉，在井下采取宝石的方法和加工技术，还谈到了玛瑙、水晶和琉璃等。

《天工开物》除文字叙述外，还有 123 幅插图，展示工农业各有关生产过程。除个别章节引用前人著述以外，绝大部分内容都是宋应星在南北各地科学调查的资料。在叙述生产过程具体技术的同时，宋应星还用“穷究试验” 的研究方法对所述技术给以理论上的解释。这同一般的技术调查报告是不一样的。

《天工开物》这本书的书名，表现的是一种具有普遍意义的科学思想。天工开物强调的是自然力（天工）和人工的配合、自然界的行为和人类活动的协调，通过技术从自然资源中开发产物，以显示出人的主观能动性。这种科学思想的核心意义是以“天工”补“人工”开万物，或者是借助于自然力和人力的协调，通过技术从自然界中开发万物。

宋应星的《天工开物》在中国历史上第一个从专门科学技术角度，把农业和手工业的 18 个生产领域中的技术知识放在一起进行研究。他对我国明代以前的农业和手工业方面积累起来的技术经验作了比较全面和完整的概括， 并使它系统化，构成了一个科学技术体系，这是一项空前未有的创举。

宋应星在《天工开物》中用《冶铸》、《锤锻》、《五金》等三卷专门叙述铁、铜、铅、锡、银、金、锌等金属和它们的合金的冶炼、铸造、锤锻技术，填补了我国古代一项重要的文献空白。

宋应星是从我国东西南北各地的全局出发，以比较的方法来融会贯通地综合研究农业和手工业技术的。

宋应星注重“实践”和“穷究试验”，注重时间、空间和比例的数量概念，对迷信和唯心谬论持怀疑批判态度，一洗封建时代研究学术的歪风陋习， 把近代科学启蒙者所具有的那种实证精神带到了科学界中来。

宋应星的《天工开物》在世界科学技术史上，完全可以和西方文艺复兴时期德国矿冶学家阿格里柯拉（1490—1555）撰写的《矿冶全书》相媲美。宋应星的《天工开物》被介绍到欧洲后，欧洲人把宋应星尊称为“中国

的狄德罗（1713—1784，18 世纪法国启蒙学者，以编撰《百科全书》知名）”。宋应星在中国历史上，是和李时珍、徐光启、方以智等 16、17 世纪的卓

越人物相并列的，都是明代我国科学技术领域中启蒙思潮的先驱者和代表人物。

宋应星的《天工开物》曾从李时珍的《本草纲目》中受到启发，又在不少地方对这本书进行了发挥。宋应星还弥补了徐光启《农政全书》中在手工业方面的遗漏。

公元 1643 年，方以智在写作《物理小识》时就参考了《天工开物》，在卷七金石部中引用了《天工开物·五金》铜条中的资料。