《天工开物》这本书是很有意思,很全面的。
全书按“贵五谷而贱金玉之义”(《序》)分为《乃粒》(谷物)、《乃服》(纺织)、《彰施》(染色)、《粹精》(谷物加工)、《作咸》(制盐)、《甘嗜》(食糖)、《膏液》(食油)、《陶埏》(陶瓷)、《冶铸》、《舟车》、《锤煅》、《燔石》(煤石烧制)、《杀青》(造纸)、《五金》、《佳兵》(兵器)、《丹青》(矿物颜料)、《曲蘖》(酒曲)和《珠玉》。
全书详细叙述了各种农作物和手工业原料的种类、产地、生产技术和工艺装备,以及一些生产组织经验。
上卷记载了谷物豆麻的栽培和加工方法,蚕丝棉苎的纺织和染色技术,以及制盐、制糖工艺。
中卷内容包括砖瓦、陶瓷的制作,车船的建造,金属的铸锻,煤炭、石灰、硫黄、白矾的开采和烧制,以及榨油、造纸方法等。
下卷记述金属矿物的开采和冶炼,兵器的制造,颜料、酒曲的生产,以及珠玉的采集加工等。
此书中分散体现了中国古代物理知识,如在提水工具(筒车、水滩、风车)、船舵、灌钢、泥型铸釜、失蜡铸造、排除煤矿瓦斯方法、盐井中的吸卤器(唧筒)、熔融、提取法等中都有许多力学、热学等物理知识。
在《五金》篇中,明确指出,锌是一种新金属,并且首次记载了它的冶炼方法。
这可是非常了不起的……
《天工开物》中还记录了农民培育水稻、大麦新品种的事例,研究了土壤、气候、栽培方法对作物品种变化的影响,又注意到不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况。
说明通过人为的努力,可以改变动植物的品种特性,得出了“土脉历时代而异,种性随水土而分”的科学见解。
这个观点在后世被证明是非常正确的。
该书是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,是中国历史上伟大的科技著作,其特点是图文并茂,注重实际,重视实践。它对中国古代的各项技术进行了系统地总结,构成了一个完整的科学技术体系。
对农业方面的丰富经验进行了总结,全面反映了工艺技术的成就。
《天工开物》的可贵之处,在于记述了工农业生产中许多先进的科技成果。
书中用技术数据给以定量的描述,显露出先进的科学思想和理论阐述,注重引入理论概念,而非单纯技术描述。在农业方面,《乃粒》指出水稻育秧后三十天即拔起分栽,一亩秧田可移栽二十五亩,即秧田与本田之比为1∶25。
又说旱稻食水三斗,晚稻食水五斗,失水即枯。这些技术数据对农业生产有指导作用,是育秧、插秧和灌溉的理论基础,在以前的农书中未曾提到过。
《天工开物》也在一定程度上有所反映西学,如“凡焊铁之法,西洋诸国别有奇药。中华小焊用白铜末,大焊则竭力挥锤而强合之,历岁之久终不可坚。故大炮西番有锻成者,中国惟恃冶铸也。”
《天工开物》中的“物种发展变异理论”比德国卡弗?沃尔弗的“种源说”早一百多年;“动物杂交培育良种”比法国比尔慈比斯雅的理论早两百多年;挖煤中的瓦斯排空、巷道支扶及化学变化等,也都比当时国外的科学先进许多。
尤其“骨灰蘸秧根”、“种性随水土而分”等研究成果,更是农业史上的重大突破。
《天工开物》详细记述了家蚕新品种的培育:将黄茧蚕同白茧蚕杂交,培育出褐茧蚕,将“早雄”和“晚雌”杂交,培育出“嘉种”,比法国的同类记录早200多年。
在《五金》篇中,宋应星是世界上第一个科学地论述锌和铜锌合金(黄铜)的科学家。
他明确指出,锌是一种新金属,并且首次记载了它的冶炼方法。这是中国古代金属冶炼史上的重要成就之一,使中国在很长一段时间里成为世界上唯一能大规模炼锌的国家。
宋应星记载的用金属锌代替锌化合物(炉甘石)炼制黄铜的方法,是人类历史上用铜和锌两种金属直接熔融而得黄铜的最早记录。总结提出的炼铁与炒铁炉的串连使用,直接把生铁炒成熟铁,具有现代冶金技术的重要特色。
这种方式在17世纪的欧洲还没有。
《天工开物》中记录了农民培育水稻、大麦新品种的事例,研究了土壤、气候、栽培方法对作物品种变化的影响,又注意到不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况,说明通过人为的努力,可以改变动植物的品种特性,得出了“土脉历时代而异,种性随水土而分”的科学见解,把中国古代科学家关于生态变异的认识推进了一步,为人工培育新品种提出了理论根据。
《天工开物》所述活塞式鼓风技术,较欧洲皮囊式鼓风设备更为先进。响铜合金、响器成型、铁锚锻造、钢针拉制以及“生铁淋口”等特殊化学热处理工艺和金属复合材料技术,亦为最早期的明确记载。在现代,其基本原理仍然适用。
在机械动力学方面,《天工开物》记载了中国在机械动力方面的许多发明创造,如纺织花布用的花机,是当时外国所没有的。“粹精”中介绍中国汉代发明的水碓装置,把动力机、传动机和工作机三部分连在一起,比英国试用一个水轮带动两盘磨要早1000多年。