《天工开物》的编纂背景可追溯到明代中期，那时科举教条已逐渐僵化了理学，阻碍了科学技术的发展。然而，在江南地区，尤其是泰州学派的影响下，一些有为于世的小众思潮开始发展。这些思潮崇尚经世致用，反映了平民、布衣等阶层的愿望，成为一门显学。

明朝是一个科技发达的朝代，四大科学名著均是在明朝出版，徐霞客游记，本草纲目，农证全书，天工开物。本篇大致的讲述天工开物是怎样的一部科学著作，对西方科学做出多大的贡献。说起天工开物，更多人感觉已经是一部陈旧的古籍，确实这部讲述科学工艺的古籍，曾经历过水深火热，是清朝版本的焚书坑儒。

清朝末年爆发的*片鸦**战争是我国近代史的开端，这场一边倒的战争和随后签订的不平等条约《南京条约》拉开了我国百年国耻的序幕。之所以战争中清政府会沦落到一味被动挨打的局面，一个重要的原因就是当时的中国因为长期缺乏对外交流沟通已经远远落后于世界。

事实上，导致清朝走下坡路的不单单是对外的闭塞，对内的思想禁锢也严重阻碍了社会的发展。这种禁锢一方面体现在对科举制度的严格规范化和对思想的高度统一化上，另一方面就体现在封禁进步书籍上。清政府为了巩固统治，曾经先后禁止《天工开物》、《海国图志》的出版和发行，而这两本书传到欧洲、日本，却成为了外国人眼中极具价值的"宝书"。

《天工开物》，此书是一部由明末科学家宋应星最早刊行于崇祯十年（1637）的科学技术著作。宋应星一生致力于对农业、手工业生产进行科学研究，而他毕生的研究成果可以说都体现在了《天工开物》上。这部百科全书式的著作共三卷十八篇，包括了机械、陶瓷、砖瓦、纺织、制盐、造纸、采煤、榨油，甚至*药火**、兵器等许多方面的技术知识，可谓包罗万象。

宋应星（1587年-?），字长庚，江西奉新（今江西宜春）人。中国明代科学家。

宋应星于万历四十三年（1615年）与兄宋应升参加乡试中举。奉新诸生中只有其兄弟二人中举，故称“奉新二宋”。后六试不第，遂绝科举之念。

崇祯八年（1635年），宋应星任袁州府分宜县学教谕。在分宜县任教四年，是其一生中的重要阶段，主要著作都发表于此期间。

崇祯十一年（1638年），升任福建汀州府推官，于崇祯十三年（1640年），辞官归里，崇祯十六年（1643年），又出任南直隶凤阳府亳州知州，次年，辞官返回奉新。

清朝建立后，宋应星一直过着隐居生活，在贫困中度过晚年，拒不出仕。

综述

宋应星的主要贡献表现在他把中国几千年来出现过的农业生产和手工业生产方面的知识作了一个总结性的工作，同时也对技术经验作了总结性的概括，并且使它们系统化、条理化，然后著述成书使之能够流传下来。

宋应星所著书籍收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、*药火**、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。在农业方面宋应星对水稻浸种、育种、擂秧、耘草等生产全过程作了详尽的记载。如“包及数日，懊其生芽，撒于田中，生出寸许，其名日秧。秧生三十日即拔起分栽……秧过期，老而长节，即栽于亩中，生谷数粒，结果而己。同时，他还指出了水稻种植中值得注意的各种问题。

在手工业方面，宋应星力图运用定量的方法，他在叙述生产过程时，特别注意原料消耗、成品回收率等方面的数量关系，有着明确的量的观念。当分析秧苗移毅时，宋应星指出:“凡秧田一亩所生秧，供移栽二十五亩”，即秧田与本田的比例为1:25石这个重要的比例数据近代的江西仍在遵循。

宋应星对各种油料的出油率作了初确的说明：“凡胡麻与蓖麻子、樟树子，每石得油四十斤。菜旅子每石得油二十七斤。芸苔子每石得三十斤……”。对油料作物这种具体而准确的数据说明，既有理论意义，又有实用价值。

尤其是《机械》篇详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等农业机械工具，具有极高的科学价值。

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。这是我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。

宋应星注意从一般现象中发现本质，在自然科学理论上也取得了一些成就。分别体现在生物学、化学和物理学方面。

生物

他在《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，把我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。

生命运动以极其纷繁的形式呈现在人类面前，众多物种是怎样产生的曾长期困绕着人们的思绪。宋应星在这个问题的认识上向科学迈出了一大步。他在谈到土坡、气候、栽培方法对农作物品种变化的影响时说:“凡稻旬日失水，则死期至，幻出早稻一种，筱而不粘者，即高山可插，又一异也。”在述及蚕种的培育时指出:“若将白雄配黄雌，则其用变成揭茧。”“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种，一异也”。

在这里，宋应星提出了物种变异的重要科学思想。尤其值得指出的是，宋应星所记载的物种变异，有如起因于环境的变化;有的起因于不同品种的杂交，涉及到了对物种变异的更深刻的理解。从这种意义上讲，宋应星是当之无愧的生物进化论的先驱者之一。无怪乎英国著名生物学家、进化论思想的集大成者达尔文把《天工开物》中的有关论述作为他论证物种变异、进化的重要例证。

物理

在物理学方面，新发现的佚著《论气·气声》篇是论述声学的杰出篇章。宋应星通过对各种声音的具体分析，研究了声音的发生和传播规律，并提出了声是气传播的概念。

化学

在化学方面，宋应星分析了金、银、铜、锡、铅和锌等多种有色金属的化学性质，比较它们的活泼程度，提出了利用它们之间的差异分离或检验有关金属的方法。在论及分离金银时他指出:“凡足色金参和伪售者，唯银可入，余物无望焉。欲去银存金，则将其金打成薄片剪碎，每块以土泥裹涂，人堵涡中鹅砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。然后入铅少许，另入琳涡内，勾出土内银，亦毫厘具在也。”

在谈到水银和硫磺升炼朱（即硫化汞）时指出:“每升水银一斤，得朱十四两，次朱三两五钱”，这增多部分是“借硫质而生”。对这些金属和化合物分离和化合方法的分析，说明宋应星对大量的化学反应已十分关注.认识到化学反应中各种物质成份相互作用的关系，以及化学反应前后各种物质成份之间的关系，具有“质量守恒”的思想。

质量守恒是指在任何孤立系统中，不论发生何种变化或过程，其物质总质里始终保持不变。在科学的历史上，人们对质量守恒的认识经历了很长的时间，后由法国著名化学家拉瓦锡在研究燃烧过程中确立下来。这已经是18世纪下半叶的事情。然而，宋应星最早在对金银分离方法的分析中，在硫化汞的制取中，就窥测到了这种物质运动的深邃奥秘，虽然其认识程度不及后者，但毕竟比后者早了一百多年。

自然

宋应星对于那些鬼怪迷信之说给予坚决驳斥， 主张对事物的考察要用“试见”和“试验”的方法。如他对麦子的开花就进行过仔细观察，作出了“江南麦花夜发，江北麦花昼发’，的科学几结论’而对未经自己亲自检验的事物和现象，往往持谨慎保留的态度。

值得称道的是，宋应星在学术上对自己要求极严，有高尚的科学美德。在《天工开物》的初稿中，包含有“观象”和“乐律”二卷，是作者专门论述天象观测和音乐韵律的，可是在《天工开物》正式刊行时，作者将上述两卷抽了出来。宋应星自认为这两卷“其道太精，自揣非吾事，故临梓删去”。

哲学

宋应星在阐明其“形气”论、“二气五行说”及万物“生化之理”的自然观时，已经把中国传统唯物主义哲学关于物质的构成及其发展的学说推向一个新的境界，树立了一个新的里程碑，使古代朴素的自然观具有更多哲理性和自然科学内容，运用他的这些理论思想能够比较容易的解释较广泛的自然现象。

宋应星的唯物主义自然观的观点是在与当时占统治地位的唯心主义自然观的斗争中成长起来的。宋应星为自己的著作冠以“天工开物”之名，就是这一思想的生动体现。“天”即自然界；“工”指人的技巧；“开”是开发利用之意;“物”亦物质财富。“天工开物”即自然界被人工技巧开发出物质财富。

在宋应星看来，自然界是人类赖以生存的物质基础，而人为万物之灵，能够用自己的智慧开发利用自然，创造生活需要的物质财富。在《天工开物》的序中，宋应星开宗明义地说:“天授地载，物数号万，而事亦因之曲成而不遗，岂人力也哉了”，这种强调自然界是不依赖于人的意志而客观存在、强调人对自然界的能动作用，正是唯物论的基本观点。宋应星还有着朴素辩证法的思想，他认为“土脉历时代而异，种性随水土而分。”‘”说明土壤的性质随时间的推移而发生变异，物种及其性状随水土的不同而有所区分。

在另一部著作《谈天》中，宋应星把自己的观点表述得更加明白，他说以今日之日为昨日之日，无异于刻舟求剑。宋应星在这里强调的是变，即万事万物都处在不断的运动变化中，不变的事物是不存在的。逐步形成了朴素的唯物论和辩证法的思想，而这一思想一旦形成，又指导着他在科学技术的研究中奋力向前，取得了卓越的成就，成为我国乃至世界历史上杰出的学者。

央视科教频道纪录片是这样描述的，“天工开物在18世纪流传到欧洲，日本，在欧洲引起了轰动，仅这部科学著作直接推动了欧洲的农业革命，法国学者儒莲把天工开物誉为17世纪最权威的百科工业生产全书。”

用今天的眼光看，或许《天工开物》的价值更多体现在能够让我们了解那个年代民间技艺水平的最高峰和比较具体生动的生产场景。不过，对于当时而言，它无疑是一部价值极高的生产指导书籍，对于发展生产力、促进社会进步有着十分巨大的推动能力。明朝灭亡后，《天工开物》凭借自身无可否认的价值继续得到欢迎，许多同类书籍都大量援引其内容，可见其具有很高程度的先进性。

然而，乾隆皇帝下令编纂《四库全书》时，却在准备将《天工开物》收入其中时发现身为明末人士的宋应星在书中多处使用"北虏"、"东北虏"等对满清带有蔑视色彩的称呼，且其亲属、友人也被发现作品中带有反清思想。因此，这本巨著不但没能得到收录，还遭到了严酷的封禁。

不过，《天工开物》在国内被禁，却对国外产生了一定的影响。十七世纪时，它先是被传入了日本，当时的日本也处于一个相对封闭的环境之下，因此对于包含大量先进技术的它十分推崇。甚至，许多学者以之为指导，开始推崇"开物之学"，主张用实学达到富国济民的目的。十八世纪，此书传入朝鲜，也推动了当地技术的进步和发展。

一部科学著作能有如此巨大的科学推动力，让人感觉惊奇，天工开物在18世纪传到了欧洲，法国人儒莲是资深汉学家，儒莲学习研究中国汉学文化，翻译很多中国书籍，也对欧洲人了解中国书籍和文化做出了巨大的贡献。儒莲翻译了梦溪笔谈的活字印刷术的制作技术，给欧洲国家的活字印刷提供了制造技术，有了活字印刷术，书籍文字出版效率更高。

宋应星阅读沈括的梦溪笔谈得到启发，宋应星辗转全国各地的手工作坊，农田耕耘，观察学习工业生产技术，机械工作原理，编著天工开物。外国人学习了天工开物，也在书中得到巨大的启发。对于18世纪的欧洲来说，中国古代的工业技术还是很先进的。那么在18世纪，英国人瓦特改良蒸汽机，进入工业革命，天工开物是否也对工业革命有一定的推动力。

天工开物有图解火炉，有可能对蒸汽机的发明有启发。发明人观察高压锅的热气压原理得到灵感，发明了蒸汽机，蒸汽机的动力带动机械齿轮，杠杆做机械运动。古希腊科学家发明杠杆原理，按照杠杆原理文字图解制造机器还不够成熟，达芬奇画稿的机械齿轮，飞行器都是不符合原理的。天工开物舟车卷，舟车灌溉农田，详细的介绍木质机械的结构。工业革命的工厂机器是钢铁铸造，就需要用到五金技术。

在18世纪天工开物传到欧洲以前，中国的四大发明*药火**已经流传到了欧洲，唐朝人们发明的黑色*药火**，阿拉伯人来到唐朝学习*药火**制作技术，阿拉伯人在把*药火**通过战争带到欧洲。*药火**是十五世纪文艺复兴原因之一，其实17世纪英国人已经会制造*药火**，改进*药火**的威力，发明了火枪大炮。所以有很多欧洲工艺技术，在明朝以前就已经从中国传入欧洲。

汉武帝派使者张赛开辟丝绸之路，中国和古罗马的商业贸易之路，丝绸是中国最名贵的商品，故而称作丝绸之路，原因是丝绸的制作工艺精美华丽，对中古代欧洲人来说，其它货物瓷器，青铜器更容易被制造出来，还不知道丝绸的制作方法，所以丝绸价格被抬得很高，也非常的名贵。古罗马人还不知道名贵的绸缎的制作方法，丝绸的材料是蚕丝，蚕丝是桑蚕吐出来的蚕茧，欧洲人尝试着养殖桑蚕，但是由于技术不完善，遇到无法解决的桑蚕病变的损失，所以中国丝绸在欧洲人眼里非常昂贵，只能进口中国的绸缎。

18世纪儒莲翻译了天工开物·乃服一卷，天工开物的桑蚕养殖技术，儒莲出版桑蚕记要，解决了养殖桑蚕预防和治疗病变的难题，欧洲人有了自己的生产蚕丝的技术。生物学家达尔文阅读了儒莲翻译的桑蚕记要，达尔文写了论文，桑蚕的养殖和变异。到了晚清沈秉成著桑蚕要辑，编入继修四库全书，说明桑蚕养殖技术对世人很重要。

中国的桑蚕养殖最早记载，4700年前黄帝华夏部落嫘祖发明了蚕丝织布的工艺。

乃粒卷，种植水稻小麦、杂粮的详细过程；

乃服卷有35篇，详细了讲述从开始的养蚕，桑蚕种类，桑叶作为蚕的食物，蚕成年吐丝结茧，取茧丝织布，用布制作绸缎，丝绸是比较上等布料品质，制作龙袍，布衣；

作咸卷，生产食盐的过程，海水，矿井汲取盐，盐用作烧菜的调味和营养；

甘嗜卷，甘蔗汁做红糖，造白糖，蜜蜂养殖，取蜂蜜的过程。

造纸术，用竹子，树皮造纸，解决了欧洲人造纸技术的问题。蔡伦发明造纸术，纸广泛的用在书写文字，印刷定做书籍的纸，古埃及人把文字以外芦苇草上面，还没有纸的古代，中国古人把文字书写在竹简片，竹简片占用体积太大，重量很沉，时间久了会腐烂发霉，不容易放的长久。

于是把文字写在绸缎上面，绸缎可以储存长久，但是价格昂贵，经济一般的百姓买不起绸缎，所以只有达官贵族可以用绸缎写文字，比较熟知的皇上的圣旨，圣旨的绸缎染成黄色，皇上穿的龙袍色调一致。蔡伦发明造纸术，把树皮，竹子磨成糊状，加入胶水浸泡，晒干，一张张纸就做出来了，而且制造纸的成本很低，树林里到处可以找到树皮，竹子。

纸的优点是重量轻，占用空间小，毛笔墨汁可以有效的粘在纸上，书写比较方便，纸的不容易腐烂，储存时间有上百年。纸的造价成本低廉，售价便宜，富人穷人都可以买得起书。

五金卷，黄金，白银，铜铁锡铝金属生产，制作工艺。

展现了中国古人的劳动智慧，中古代欧洲人学习中国古代的科学技术，遇到很多难题，天工开物有详细的文字图解的说明，问题迎刃而解。

天工开物这部科学著作在欧洲和日本、朝鲜备受欢迎，天工开物却被清朝乾隆皇帝禁了200年，为了巩固大清江山，乾隆派400多名文官整理中国历代的书籍，编著四库全书，文官在整理书籍时，发现了天工开物的内容有反清思想的嫌疑，乾隆决定拒绝把天工开物编入四库全书，不仅如此，乾隆还派出清兵，搜查全国图书馆，出版社，禁止出版天工开物，天工开物几乎在国内绝迹，让人感觉惋惜。

1951年，新中国已经改革开放，思想得到解放，浙江宁波一名叫李庆城的书籍收藏家，他带着祖上流传下来的天工开物明朝初刻版，捐献给了国家，现在天工开物初刻版收藏在北京博物馆。以前只在欧洲，日本有天工开物出版，由于国家在革命，外国人没有把这部明朝的著作送到中国。

北京博物馆是唯一国内的天工开物藏本，出版社有按照初刻版重新出版天工开物，被禁了两个世纪的科学著作，又重见天日。