农业和手工技术杂著。三卷。明宋应星撰。初刊于明崇祯十年(1637年)。
宋应星,字长庚,生于明万历十五年(1587年),卒年不详(可能是清康熙初年)。江西奉新县人。万历四十三年举人。后多次应试不中,遂将精力放在实用技术上。明崇祯七年,任江西分宜县教谕。此间时间比较充裕,便将自己多次北上的所见所闻进行整理、研究,写成《野议》、《画音归正》(已佚)和《原耗》(已佚)等文集,一年后又撰《天工开物》一书,并发表《论气》和《归天》两篇自然哲学著作。后赴安徽阜阳任南直隶亳州知州,五十七岁辞官返乡隐居,著有《春秋戎狄解》等书(后已失传)。
《天工开物》的明刊本分上中下三卷,十八章,每卷定成一册,全书五万三千字,插图一百二十二幅。其中上卷六章,中卷七章,下卷五章。每一章都从古代典籍中找出二个古雅的字组成一个词来命名,每章之首都有“宋子曰”一段作为引言,接下是正文,正文之后为该章有关的插图。
《天工开物》一书,内容丰富,涉猎面广,图文并茂,记述了当时农业、手工业、交通运输和国防等几个主要部门的生产技术和工艺。按照“贵五谷而贱金玉”的思想分成十八章,包括乃粒(栽培)、乃服(纺织)、彰施(染色)、粹精(粮食加工)、作咸(熬盐)、甘嗜(制糖)、陶埏(陶瓷)、冶铸(铸造)、舟车(车船制造)、锤锻(锻造)、燔石(烧制石灰)、膏液(榨油)、杀青(造纸)、五金(冶金)、佳兵(兵器)、丹青(颜料)、曲蘖(酿酒)、珠玉(珠玉采集)。
在农业方面书中主要论述了稻、麦以及黍、稷、粱、粟、麻、菽等粮食作物的种植、栽培技术,记述了精耕细作、砒霜拌种、磷肥施放、水稻变早稻、干蔗育苗移栽、杂交培育良种等先进技术,介绍了有关生产工具如稻谷加工时用的风车、水碓、石碾和制面粉用的磨、罗等。在水利一节,用基本正确的透视画法,生动清晰地画出了水轮筒车、脚踏翻车、牛转翻车和桔槔等的结构和使用情况,并介绍了它们的工作原理、应用场合和工作效率。
在纺织方面,记述了棉、麻、丝、皮、毛的来源和制造,包括养蚕、缫丝、丝织、棉纺、麻纺以及毛纺等生产技术和工具、设备、操作要点,特别着重于养蚕、丝纺和棉纺,从布衣到龙袍、从腰机到花机,无一不谈。还介绍了各种植物染料和染色技术,详细介绍了靛蓝的栽培和提取以及从红花中提取染料的过程。还涉及诸颜色之间的配色及媒染方法。
在采矿方面,记述了烧制石灰、采煤、烧制矾石、硫黄和砒石的技术,还叙述了先用竹筒把瓦斯排空并进行巷道支护后才能进行挖掘的技术。并第一次对煤作了初步的科学分类,即根据煤的性状和用途,把煤分成明煤(相当于无烟煤)、碎煤(相当于烟煤)和末煤(相当于褐煤和泥煤)三种。
在五金方面,提供了关于金、锡、铜、铁和锌等各种金属矿的开采、洗选、冶炼、分离和加工技术的可贵资料,包括过去很少见的生产设备图,其中有不少是中国人民的创造发明,如分金炉、灌钢、以煤炼铁、用活塞风箱鼓风。依次将铁矿炼成生铁和熟铁,再合炼成钢的半连续化生产系统也有记载。书中第一次记述了难度较大的锌的冶炼,指出当黄铜与锌以七比三比例时延展性能最好。在金属加工方面,记述了失腊铸造、实模铸造和无模铸造工艺,特别记述了先进的群炉汇流和连续浇铸大件的方法,同时又着重介绍了铸钟、釜、钱的技术和设备。
在陶瓷方面,叙述了瓦、砖和白瓷(附青瓷)的全部制造过程,尤其详细介绍了景德镇烧造瓷器技术,从原料配制、造坯、过釉到上窑,都给以说明并附工艺操作图。
在交通工具方面,用技术数据记述了各种船舶和车辆的结构和使用方法,介绍了内河船、海船和各地使用的各种不同的船,其中详细介绍了主要用于内河运输的“漕船”(运粮船)。还总结了我国古代船工逆水行船的经验,提出了舵和帆的力学原理。车辆方面,记载了四轮、二轮马车的制造结构和使用,又介绍了牛车、独辕车、独轮推车等车的使用。
兵器制造方面,叙述了弓箭、弩、干戈的制造技术和使用方法,还记述了火药的制作和各种火炮如西洋炮、红夷炮、地雷、混江龙(用于水下)、鸟铳和边转边爆炸的万人敌,并配插图以说明。
在轻工和化工方面,记述了海盐、池盐和井盐等盐的制造技术;叙述了甘蔗种植、制糖技术和工具,同时论及蜂蜜和麦芽糖;记载了各种油料植物子实的产油率、油的性状、用途和用压榨法与水代法提制油脂的技术,桕皮油制法及用柏油制蜡烛的技术;作颜料用的朱(硫化汞)和墨的制造工艺;纸的种类及原料,尤其详细论述了造竹纸和皮纸的全套工艺过程及设备;酒母、神曲(药用)和丹曲(红曲)所用原料种类、配比、制造技术和用途;珍珠、宝石、玉的开采,兼及玛瑙、水晶和玻璃。
《天工开物》是一部技术百科全书,而不是科学专著,但它寓科学于技术之中,其中蕴含着丰富的理化知识,因当时并没有严格的分科,所以物理和化学知识都在技术叙述之中。物理方面的知识有:力的平衡与分解原理(见风使舵),杠杆原理(桔槔和橹的使用),作用力反作用力(大炮发射时有反作用力),力的平衡(弓箭的使用)、比重(计算出了铜、银、金的比重的比值为1:1.3:1.56.但不准确),还有比重、颜色、分金合金等知识。化学方面,《天工开物》中以单质和化合物形式出现的有八种金属元素金、银、铜、铁、锡、锌、铅和汞,二种非金属元素碳和硫。书中还记述了中和反应(制糖)、分解反应(石灰加热)、置换反应(湿法炼铜,醋去锡中杂铅)、氧化反应(火药爆炸)、络合反应(媒染)、聚合反应(桐油熟炼)、酶促反应(酿酒)等化学反应,还有一些化学术语和操作方式。
《天工开物》是我国第一部关于农业、手工业生产技术工艺的百科全书,书中记叙了工农业生产中许多先进的科技成果,反映了明代一般生产水平,叙述重实践轻空谈,提倡观察实验反对烦琐考证,重视实用技术而批判方术求仙,不但对各生产过程给以详细叙述,而且特别注意在原料、能源和设备方面给出具体技术数据和工艺操作图。
《天工开物》初刻于明崇祯十年(1637年),田涂伯聚刻本,称为涂刻本,序文和正文都用印刷体,分上卷、中卷、下卷三册线装,涂刻本插图一百二十二幅,简朴、逼真、有立体感,有少数几幅画错了,有个别字刻错。涂刻本流传不广,流传到日本的有静嘉堂藏本、蒹葭堂藏本,北京图书馆有李庆城先生捐赠的自家珍藏的涂刻本。清初,杨素卿根据涂刻本重刻,这是《天工开物》的第二个版本,称为杨刻本,杨刻本虽然纠正了涂刻本的一些错别字,但却又有许多新的错别字,插图也有与原文不符之处,刻本很粗糙,现北京图书馆、日本前田尊经阁、彰考馆、法国巴黎国家图书馆有藏。一七七一年,日本大坂书林营生堂根据涂刻本翻刻,这是第三个版本,称为菅刻本,翻刻中有一些疏错之处。一九二七年,陶湘根据菅刻本又刻陶刻本,插图虽然漂亮,但严重失真。陶刻本收入喜咏轩丛书甲编。一九三三年,上海商务印书馆以菅刻本为底本,以陶刻本为参考本铅印,称为商印本,形式有二,一作三册装三十六开本,列入《万有文库》第七一九种,一作一册装三十二开本,列入《国学基本丛书》简编。一九四三年东京出版了三枝博音解说本,简称三解说本;一九五三年,日本出版一本菽内清著的日文译注本,称菽译注本;一九六六年,两位美籍华人任以都和她的丈夫合写了英文译注本《天工开物(十七世纪的中国工艺学)》;一九七九年,广东人民出版社出版了钟广言(集体笔名)的钟注本,这是国内的第一个注释本。上述各种版本,各有千秋。
