第九章 科学思想
第九章 科学思想 (第2/3页)
科技出版社，1985）
则用力少而成功多“。总之，天时、地利和人力的确是农业生产实践中的三个重大因素，必须妥善处理这三者的关系，才能保证农业上的收成。三才理论是中国传统农学思想的主要内容。三者缺一不可，任何一个因素失当，都会造成农业减产。这就要求农业生产的各个环节从播种直到收获都不违农时，按时令节气操作，同时充分发挥土地的潜力，用施肥、改良土壤性能和使土力得到休整等措施来尽地利。最后，也是更重要的是发挥人的主观积极性，通过精耕细作、改进农艺、使用有效农具和农药、培育优良品种、合理经营等等步骤，来弥补天时、地利上的短缺，作到用力少而成功多，三者处理得当则大获丰收。
宋应星在《天工开物》有关农业的各章中，全面继承并发挥了农学中的三才理论。在“三才”中他似乎相当强调人工和人力在农业生产活动中的重要性，而突出用“勤”、“巧”二字加以概括。他认为人的积极性的发挥、人工和人力在农业上的合理使用，只有通过勤干和巧干才能实现。勤就是在农业生产各个环节上都不能偷懒，而要功夫到家。比如《乃粒。麦工》中说：“耕种之后，勤议耨锄。凡耨草用阔面大膊。麦苗生后，耨不厌勤（有三过、四过者），余草生机尽诛锄下，则竟亩精华尽聚嘉实矣。功勤易耨，南与北同也。”又说：“凡麦收空隙，可再种他物，自初夏至季秋，时日亦半载，择土宜而为之，惟人所取也。南方大麦有既刈之后，乃种生粳稻者。勤农作苦，明赐无不及也”。①这一段话既叙述了抢时间、充分利用地宜多种作物，增加收入，又指出要这样作就必须勤苦，而勤苦的农家总会得到报偿。这里把三才理论运用得灵活自如。接下应星又指出，各地在割稻、豆后再种荞麦，虽吸肥性强，能使地瘦，“然计其获人，业偿半谷有余，勤农之家何妨再粪也。”
在《乃服。抱养》条谈到养蚕时，作者指出：“凡腾筐勤苦，皆视人工。怠于腾者，厚叶与粪湿蒸，多致压死。”《乃粒。稻工》亦称：“凡一耕之后，勤者再耕、三耕，然后施肥，则土质匀碎，而其中膏脉（肥分）释化也。”这是说勤耕与发挥土肥效宜有直接关系。在宋应星看来，天时、地利与人工三者不是各自孤立起作用，而是相互间有着密切的关系，因为掌握天时也要靠人力，天时虽好而人力不到，则坐失良机，故曰“谨视大时，在老农心计也”。关于巧干，《乃粒。菽》条指出：“江西吉郡种法甚妙，其刈稻田竟不耕垦，每禾稿头中拈豆三四粒，以指扱之，其稿凝露水以滋豆，豆性充发，复浸烂稿根以滋己”。①宋应星又指出：“汲灌之智，人巧已无余矣”。这表现在使用精巧的水转筒车，“激水转轮，挽水入筒，一一倾入枧（糟）内，流入亩中。昼夜不息，百亩无忧，”
大省人力。《膏液。法具》称：“出甑之时包裹怠缓，则水火郁蒸之气游走，为此损油。能者疾倾、疾裹而疾箍之，得油之多，诀由于此。榨工有自少至老而不知者。”这又是巧干之一例。只有勤苦与巧干，才能充分发挥人力。
宋应星农学思想中对天时、地宜也相当重视。《乃粒。稻》①宋应星：《天工开、乃粒。麦工》上册，第14 页（中华书局影印明崇祯十年刊本，1959）
①宋应星：《天工开物。乃粒。菽》，上册，第20 页（中华书局影印明崇祯十年原刻本，1959）
节指出：“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，结果而已。”这是提醒秧农，育秧期以30 天为准，到时必须拔起分栽。如秧龄过长，则秧老拔节，插入本田则结谷甚少。《乃服。老足》节谈蚕食桑叶成熟时，必须及时捉蚕结茧，“只争时刻，自卵出（幼蚕）多在辰、巳二时（上午7-11 时）。？？捉时嫩一分则丝少，过老一分又吐去丝，茧壳必薄。捉者眼法高，一只不差方妙。”现代蚁蚕孵化期为上午5—9 时，一般要求春蚕在上午收蚁。①而宋应星提出也在上午7—11 时收蚁，现代孵化期与宋氏所述相同（4 个小时），只是略早一个时辰开始孵化，因为现代采用催青技术。宋应星此处所述蚕的孵化期与老熟期的时间规律及老熟特征的描述，很少为其他农书作者所提及，而与现代养蚕原理及实践相吻合。《甘嗜。蔗种》谈到地宜时写道：“凡栽蔗必用夹沙土，河滨洲土为第一。试验土色，掘坑尺五许，将沙土入口尝味，味苦不可栽蔗。凡洲土近深山上流河滨者，即土味甘亦不可种。盖山气凝寒，则他日糖味亦焦苦。去山四、五十里，平阳洲土择佳而为之。”②这里所说对土质选择及辨认土质的方法都有道理。因为甘蔗长于高温湿润的气候，生长期平均气温以20℃为佳，土壤以排水方便的砂土或砂质壤土或冲积土为宜，重粘土则不可种。充足的日照使蔗茎粗而糖分多，故河边两岸日照多的冲击土（“河滨洲土”）为最宜。种蔗又宜于低地及河滨，不宜于高山地区，因水温及土温都不适宜。③总之，宋应星农学思想是强调勤、巧充分发挥人力，使地尽其用，顺应天时与自然规律，作到人工与天工相协调，夺得高产。如果把这种思想推广到工业领域，再进一步阐发，便成为指导整个工农业生产的“天工开物”思想，这种思想象红线座标那样始终贯彻在《天工开物》全书之中。因而我们说他的农学思想是“天工开物”思想在农学中的运用，也可以说“天工开物”思想还是他农学思想的进一步引申。他的农学思想还有个特色，是把经济学原理及原则引入到农业生产中，形成了他的农业经济思想。具体地说，他认为农业生产的最终目的是为社会提供农产品而流通于各个角落。因而如何提高农业生产的经济效益，是每个农民所关心的。他为此提出使农家增加收入的一系列途径。关于这方面的思想，将在本书第十章中详加评述。
与农学思想和农业技术有直接关连的，还有宋应星的生物进化论思想，值得在评述他科学思想时特别强调出来。生物学作为一门科学是比较年青的，但由于人自古与动植物接触，将野生动物及植物加以驯化和栽培，使之成为家养动物及植物，构成农牧业的主要内容，则关于生物学的知识必由来已久。作为近代生物学理论基础的进化论，是伟大英国学者达尔文（1809—1882）于1859 年在其《物种起源》（The Ori-gin of Species）一书中①陈锡潮：《桑蚕》，第68，141 页（科学出版社，1980）
②宋应星：《天工开物。甘嗜。蔗种》，上册，第74B 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
③唐启字：《中国作物栽培史稿》，第561—568 页（农业出版社，1986）
奠定科学基础的。所谓进化，指生物通过变异、遗传和选择，从低级到高级、由简单到复杂、种类由少到多的逐渐演变及发展的过程。而自然选择和人工选择是生物进化的动力，二者又是建立在变异和遗传的基础上的。变异提供选择的材料，而遗传又保存并积累变异，形成选择过程中出现的新品种。因之可以说关于变异、遗传的学说和选择原理构成生物进化论的三大理论支柱，凡在这方面所发表的思想观点都与生物进化论有关。达尔文的生物进化论是在以往科学成就的基础上建立的，他为此广泛吸取了从古代以来各国的学术遗产其中包括中国的学术遗产。他在谈到选择原理时写道：“如果以为选择原理是近代的发现，也就未免与事实相差太远。我可以举出几种古代的文献，在这些文献里，已经承认这种原理的重要性。？在一部古代的中国百科全书中，已有关于选择原理的明确记述。”①既然如此，则我们从中国古代文献中发掘有关生物进化论原理的论述，并不意味给古人贴上近代科学的标签，因为进化论奠基人达尔文本人就在中国古书中找到他的学说所赖以建立的历史依据。在生物进化论发展史中存在着两种科学思想的对立。一种是物种不变论，否认生物界中有变异现象，而且认为生物物种是造物主创造出来的，从而也否定了生物进化的可能性。在哲学上这是一种神创论和形而上学自然观。与此相反，另一种思想可称之为物种可变论，承认生物界中有变异现象，认为物种是可变的、千差万异的，而归根到底是由自然选择和人工选择造成的，与“造物主”没有任何关系。这在哲学上是唯物主义的辩证自然观，正是这种科学思想成为达尔文进化论的历史渊源，而物种不变论则早已成为历史陈迹。
在宋应星陈述其有关生物进化论思想时，他在数理科学领域内的造诣无法与同时代的西方学者相比，但在生物学思想方面他甚至在某些地方比18世纪的西方生物学家还高明。17 世纪欧洲科学革命如秋风扫落叶，席卷不少中世纪科学阵地，但各学科发展是不平衡的。在生命科学方面，虽然那时解剖学有很大突破，因显微镜的发明（1590）使实验生物学作出一些发现。但在整个生物学基本指导思想方面仍是中世纪神创论的天下。比起数学、天文学、物理学的大步发展，生物学在理论上还并无大的进展，17、18 世纪西方博物学家已感到不光彩地落到数理科学的后面。既然物理学家发现了由自然规律结合起来的有秩序的物理世界，生物学家也许能找到规律对无秩序的动植物世界进行分类。他们把精力集中到分类上去，而且作出成绩，却忽视了生物学理论研究。如果说有的话，也不过是重复神创论的旧调。与宋应星同时代的英国生物学家约翰。雷（John Ray，1627—1705）在《上帝的智慧》（The Wisdom of God，1691）一书中声明：由于上帝完成了创造新物种的工作以后，在第七天就休息了，因此物种的数目从此不变。美国科学史家玛格纳（Louis Magner）就此写道：“在自然界中，雷找到了和上帝自己的设计相称的秩序和目的。？从雷的《上帝的智慧》的出版（1691）到1859年达尔文《物种起源》的发表是自然神学的繁盛时期。科学家和牧师都相信，对自然，即对上帝这部‘包罗万象的和公开的手稿’进行的研究，其结果总是和上帝的书面信息—《圣经》相符合的。”①这就是17 世纪欧洲生物学领①C. Darwin 著、谢蕴贞译：《物种起源》，第27 页（科学出版社，1955）
①L.Magner 著、李难等译：《生命科学史》（AHistoryoftheLifeSci- enccs），第460 页（武汉：华中工学院出版社，1985）
域内的思想现状。
上述情况到18 世纪仍未改变。与雷齐名的瑞典植物学家林耐（Carl von Linné，1707—1778）在其《自然体系》（SystemNaturae，1735）书中奠定了植物分类学的基础，这是值得称道的。但在理论思想方面，他在书中声称所有物种都是上帝所创造，自然界中没有新种。“物种的数目是永恒的，？
当初造物主手中创造出来的物种数目，就是现在我们计算的物种的数目。“他还指出：由于不存在新种、每种生物总是产生与其同类的生物、每种物种中的每个个体总是其后代的开始，因此必须把这些祖先的不变性归于某个全能全知的神，即上帝。他认为“通过繁殖，个体数是成倍地增加了。因此现在每种物种的个体数都比上帝创造出来时的数目多得多。”①但繁殖没有增加新的物种。至于变异，他认为因外界条件变化偶然改变物种，当外界条件消失后，变种又恢复到原初的状态。②因而我们再次看到古希腊物种说到18 世纪还产生思想影响，而这时又与基督上帝的自然种论同流了。造成这种情况的原因之一，是生物学家不肯摆脱强大的宗教势力和中世纪神创论的思想影响，他们对众多植物分类时视而不见或不肯正视物种变异现象，其科学思想从根本上说屈服于宗教。
直到1809 年法国生物学家拉马克（Jean Baptiste Lamarck，1744—1829）《动物的哲学》（Philosophie Zoologique）问世后，才提出物种的永恒是相对的，并承认在人工条件下物种的变异性和遗传性。他是西方生物进化论的先驱者。
再过50 年后，达尔文发表《物种起源》才使生物学理论有了真正基础。他的进化论打破了中世纪神创论和物种不变论的形而上学神学观念，这时生物学才发生了科学革命。当达尔文从事这项研究时，他从17、18 世纪的西方文献中所看到的，大多是雷和林耐那类反进化论的观点，但他却吃惊地从中国古书中发现了思想上的共鸣。这使他下了很深的功夫追查中国文献，而每一次都有思想收获。我曾在50 年代对中西文献的系统对比研究证明，达尔文涉猎过《齐民要术》、《本草纲目》、《天工开物》和《授时通考》等书部分内容，且不指名地引证过。③与西方国家不同，中国从汉代王充以来所开创的唯物主义自然观传统一直对生物学思想的发展产生了良好影响，到明代时神创论及物种不变论已基本上被逐出科学领域之外，不象欧洲那样居于主宰地位。在叙述宋应星从事科学著述时的国内外背景后，便可以在他的著作中找出一些使拉马克—达尔文的学说所赖以建立的历史依据了。我们知道，承认动植物物种的可变性及其在自然或人工选择下的变异，是达尔文生物进化论的基本观点之一，而变异是生物界普遍存在的自然现象。所谓变异（variation），指同种生物①L.Magner 著、李难等译：《生命科学史》（AHistoryoftheLifesci- ences），第468 页（武汉：华中工学院出版社，1985）
②郭家聪：《达尔文主义》，第10 页（人民教育出版社，1961）
③潘吉星：中国文化的西渐及对达尔文的影响，《科学》，35 卷，4 期。第211 页（1959 年10 月）；达尔文与中国生物科学，《生物学通报》，1959 年11 期，第517 页；JixingPan：CharlesDarwin，sChineseSources，Isis，1984.278，p.530.）
世代间或同代生物不同个体之间出现的性状差异，即形态特征或生理特性上的差异，如豌豆花的红色与白色、蚕卵的圆形与纺锤形等。变异分遗传变异与不遗传变异。前者通过遗传物质的改变（如杂交、嫁接等）而引起，后者仅由环境条件而引起。在生物进化中只有遗传变异才是选择的材料。
阐述变异现象，不能依靠哲学思辨，必须有学理上的论述并举出实际上的证据，才能成为科学思想。宋应星比拉马克早172 年已作到了这一点。他在《天工开物。乃粒。黍稷粱粟》节写道：“凡粮食，［食］米而不［磨］粉者种类甚多。相去数百里，则色、味、形、质随方而变，大同小异，千百其名。凡黍与稷同类，？黍有粘有不粘（粘者为酒），稷有粳无粘。？黍色赤、白、黄、黑皆有，而或专以黑色为稷，未是。”①就栽培植物而言，宋应星这里首先提出有关变异的普遍原理，其次指出这个原理在具体谷类作物中的表现形式。他说：栽培植物尤其谷类作物的种类很多，同一种谷物种植在不同地区，相差数百里之遥，其色、味、形、质都随地而变，“大同小异，千百其名”。“大同”指同一物种之共性，“小异”指同一物种不同变种之差异。他既提到“变”，亦提到“异”。“变”
是因地区不同（即外在环境不同）而引起，“异”是“变”的后果及产物。
由于有不同变种的存在，才引起不同名称的出现。他既指出变异产生的原因，又指出其表现形式。这与达尔文的下列论述是相一致的：“从古代一直到今天，不同气候和环境下所有种类的生物当家养或栽培时，都发生变异。”①“生活条件的几乎任何变化都足以引起变异。”其次，宋应星用他的普遍性学理解释黍这种具体谷物时指出：黍（shǔ）与稷（jì）是同种类的作物，但子实有粘与不粘之分。粘的叫黍，可以做酒；不粘的变种叫稷。黍粒在颜色上又有红、白、黄、黑之不同。如果只将其中黑色的叫稷，那就错了。
他的这些观点与《本草纲目》卷23《谷部》稷、黍条的论述相符，也与现代学者的认识相一致。查黍为禾本科黍属（Panicum miliaceum），北方栽培较多，亦称糜子。子粒有白、黄、褐等色。一般分为黍、稷两型；杆上有毛、偏穗而子粒粘者为黍型（Ptractum）；粒不粘者为稷型（Panicum miliacum var.effusum）②。前者可做酒，后者可食。
关于黍，宋应星又继续说：“凡黍在《诗［经］》、《［尚］书》有穈、芑、秬、秠等名，在今方语有牛毛、燕颔、马革、驴皮、稻尾等名。？凡黍粒大小，总视土地肥硗、时令害育（好坏）［而定］，宋儒拘定以某方黍定律，未是也。”①这是解释因黍的变种存在，而出现的各种名称即“千百其名”
的。他指出，在古代即《诗经》、《尚书》成书时代，黍便有不同变种及名称，如穈（mén，门）、芑（qǐ，起）、秬（jù，巨）、秠（pǐ，丕）等。典出于《诗经。大雅。生民》：“诞降嘉种（生出良种），维秬维秠，维芑维芑”。
①宋应星：《天工开物。乃粒。黍稷粱粟》，上册，第18 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
①C.Darwin 著、叶笃庄、方宗熙译：《动物和植物在家养下的变异》，第497—498 页②夏征农主编：《辞海》1979 年版缩印本，第2072 页（上海辞书出版社，1988）
①宋应星：《天工开物。乃粒。黍稷粱粟》，上册，第18 页（中华书局影印明崇祯十年木，1959）
孔颖达疏，“秠是黑黍之大者，秬是黑黍之中有二米者”。沈括《梦溪笔谈》云：“秬、秠、穈、芑，皆黍属，以色有别，丹黍谓之穈.”《尔雅。释草》：“芑，白苗”。郭璞注：“今之白粱黍”。可见秠是大粒的黑黍，秬是黑黍中的一粒谷结两粒米者，芑是白黍，而穈是红黍。《诗经》那段话意思是：“后稷既做了［舜时掌］管五谷的官，便把好的谷种分给百姓。那好的谷种有大粒黑黍、一壳结两粒的黑黍，还有红黍、白黍。”关于这件事，宋应星在《乃粒》章首也提到：“神农去陶唐（舜），粒食已千年矣。？而纷纷嘉种必待后稷详明”。古史中后稷名弃，善于农业技术，传说由舜举为农官。由宋氏上述话中可看出，从神农氏到舜这一千年间农业有很大进步，后稷时已培育出许多良种谷物，包括颜色、米粒不同的黍的四个变种。接着他指出明代时各地又按黍的形态不同来取名，称之为牛毛、燕颔、马革、驴皮和稻尾等变种。他也是谈论“从古代一直到今天”黍的各种变异事例。接着他笔锋一转，批判说宋儒刻板地以某地产的黍粒作为长度标准是不恰当的。按《宋史。律历志》载仁宗时（1023—1063）定百黍粒排列之长为一尺。不久“以取黍校验不齐，诏罢。”旋以2400 粒黍为一两。一律以山西上党黍为准。宋应星评论这样作的弊病时指出：黍粒大小因土地肥瘦及时令好坏而走。既使同一地方，黍粒大小也因地、因时而异，没有一成不变的标准黍粒。他的这些论述可谓至理名言。使用的方法也是科学的，先提出一般原理，再就具体事例论证，而以黍作为典型详加剖析。
当论述水稻在人工栽培下的变异时，宋应星用了同样的方法。他先在《乃粒》序中提出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的原理，即土壤的丰度经历各个时代而有所差异，作物的品种和性质也因水土不同而有所区分。
接下在《稻》节中加以论证。他写道：“凡稻种最多，不粘者禾曰秔，米曰粳；粘者禾曰稌，米曰糯。？凡稻谷形有长芒、短芒，长粒、尖粒，圆顶、扁面不一。其中米色有雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑不一。”除此，他还举出人工培养的变异品种旱稻或陆稻：“凡稻旬日失水，则死期至。［然］幻出旱稻一种，粳而不粘者，即高山可插，又一异也。”稻种还有“香稻一种，取其芳气”。他更举出早稻和晚稻。由此看来，宋应星从六个角度全面地阐述了禾本科稻属稻（Oryza sativa）的各种不同的变种：（1）从稻穗及稻粒形态不同，分为长芒、短芒，长粒、尖粒，圆顶、扁面等。（2）按生育期长短分为早稻与晚稻。（3）按米粒淀粉性质不同分为粘稻与不粘稻。（4）
从米粒香味又分为香稻与不香稻。（5）按对土壤中水分适应性不同则分为水稻与旱稻。（6）按米粒颜色不同还可分为雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑。
证实其所述：“凡稻种最多”。他对稻种变异现象作出如此详细研究的同时，笔锋又一转，批判起儒家圣贤了：“五谷则麻、菽（豆）、麦、稷、黍，独无稻者，以著书圣贤起自西北也”。此处是针对东汉经学家郑玄（127—200）
注《周礼。天官。疾医》，以麻菽麦稷黍为五谷。为此宋应星还指出：“今天下育民者，稻居十七”。把占全国口粮7/10 的稻排除于“五谷”之外，岂非可笑之至！宋应星对稻的变异现象的论述，如果达尔文能看到，也会惊叹不已。他在《动物和植物在家养下的变异》（1868）一书第九章中“关于栽培植物的数目和系统的初步讨论”中，对谷物变种的叙述只限于欧洲人所熟悉的小麦、大麦、玉蜀黍及豆类，并没有提到稻。但达尔文是可以被谅解的，因为欧洲很少种植稻，他们的主食以麦为主，与中国是不同的。那时欧洲人对水稻可以说没有什么深入研究的作品发表，供达尔文参考。
宋应星在《乃粒。菽》中把大豆、绿豆、豌豆、小豆、扁豆、豇豆、刀豆等都归在一节内，是有道理的。从植物分类学上看它们多属双子叶植物中的豆科（Leguminosae）。在谈到豆科植物的变异时，他以大豆（Glycine max）
为典型：“凡菽种类之多，与稻、黍相等。？一种大豆，有黑黄两色，下种不出清明前后。黄者有五月黄、六月爆、冬黄三种。五月黄收粒少，而冬黄必倍之。黑者刻期八月收，淮北长征骡马必食黑豆，筋力乃强。？江南（江西）又有高脚黄，六月刈早稻方再种，九、十月收获。”这里他根据大豆颜色不同分为黄豆与黑豆两个变种，再根据对光照长短的反应和播种期不同分为五月黄、六月爆、冬黄或早大豆与晚大豆。而高脚黄应与冬黄同属晚大豆，但因其形态有异，另具别名。在谈到胡麻（芝麻）时，宋应星在《乃粒。麻》节中写道：“其色有黑、白、赤三者。其结角（蒴果）长寸许，有四棱者，房小而子少；八棱者，房大而子多。皆因肥瘠所致，非种性也。”。芝麻确有很多变种。叶多变异，有互生或对生。蒴果长形有棱，棱数因品种而异，分四棱、六棱、八棱等。种子呈扁椭圆形。有白、黄、棕红、黑等色。他这里提到芝麻子有黑、白、红等不同颜色和蒴果有四棱、八棱之分，都是正确的。但在此后他又说“皆因肥瘠所致，非种性也”，用词似没有表达清楚，需加诠释。我们的理解是，“房小而子少”、“房大而子多”，“因土地肥瘠所致”。但“色有黑、白、赤”及“结角有四棱、八棱”，乃品种决定。
《甘嗜。蔗种》谈禾本科甘蔗属甘蔗亦有两个品种，“似竹而大者为果蔗，？似获而小者为糖蔗“。但今天名称则与他那时不同，前者今称中国竹蔗（Saaccha-rum sinensis），后者称为热带蔗（S. officinarum）。在结束介绍宋应星对家养植物变异的论述后，让我们把他与林耐作个比较。应当承认，在对植物系统科学研究与分类体系的建立上，林耐是宋应星无法比得上的，他们之间差很大一个层次。但在自然观上宋应星又是林耐无法比得上的。
照理说林耐应当很容易地发觉并鉴别出每个特定植物的变种，奇怪的是他偏偏忽视了这一切。他也应当注意到在万紫千红的花园里会突然出现一些变种或“奇怪的”植物，是从普通植物中衍生出来的。他也当会发现上帝创造的那些植物物种与花匠培育的相应变种间常有显著的差异。然而他对这些却感到迷惑不解，因为他受神创论的思想压抑太深，无法自我解脱，晚年处于精神痛苦和思想矛盾之中。反之，宋应星没有这些思想包袱，敢实事求是地肯定所看到的植物变异现象，并给以较正确的理论解释。在这方面他们之间又相差一个很大的层次。此时我们看到，能否在理论观念上前进一步，取决于科学家是否有正确的哲学思维。宋应星正是在这方面占了上风。
宋应星不只考察了植物在家养下的变异，还考察了动物在家养下的变异。在这方面，他的科学思想尤其精彩。正如在植物界中他以稻、黍的变种作为变异典型一样，在动物界中他挑中家蚕变种为典型研究对象。这些家养动植物都具有较强的变异性，而且都属于达尔文所说的“中国人在饲养和管理上费了很多苦心”、“对选择付出了最重大的注意”的技术领域。正确思想的提出，还有赖于正确方法的运用和有力实际资料的掌握。宋应星为我们提供了不少启示。他在谈到桑蚕（Bombyx mori）的变异现象时写道：“凡蚕有早、晚二种。晚种每年先早种五、六日出，结茧亦在先，其茧较轻三分之一。？凡茧色唯黄、白二种。川、陕、晋、豫有黄无白，嘉［兴］、湖［州］有白无黄。若将白雄配黄雌，则其嗣变成褐茧［蚕］。黄丝以猪胰漂洗，亦成白色，但终不可染漂（应作缥）白、桃红二色。凡茧形亦有数种：晚茧结成亚腰（细腰）葫芦样，天露茧尖长如椎子形（椭圆形），又或圆扁如核桃形。又一种不忌泥涂叶者，名为贱蚕，得丝偏多。凡蚕形［色］亦有纯白、虎斑、纯黑、花纹数种，吐丝则同。今寒家（贫苦人家）有将早雄配晚雌者，［变］幻出嘉种，一异也。野蚕（柞蚕）自为茧，出青州、沂水等地，树老即自生。其丝为衣，能御雨及垢污。”①可以说宋应星上述论断是蚕种理论的经典论述，因为在他以前中外没有任何人对蚕种作过如此详明而系统的剖析。从生物进化论思想史角度来看，应星这段论述也是极其重要而流芳千古的，并且至今仍未失去其全部学术价值。因为他这里触及到变异、遗传和选择三大原理，而如前所述，这三大原理是达尔文进化论所赖以建立的理论基石。在评述宋应星思想前，要弄清几个概念。变异前已述及，所谓遗传指亲代生物性状又在下代重现的现象。但现代遗传学认为遗传是遗传物质从上代传给后代的现象。选择分自然选择与人工选择。我们此处指人工选择，即通过人类不断选择而形成生物新种类的过程。达尔文认为野生动植物在外界条件下发生变异，经人类有意无意的长期选择，加强了变异积累，成为家养动植物。再通过同样途径可从家养动植物得到新类型或新品种。这是个无止境的过程。
我们再转向宋应星的蚕种理论。这个理论的第一层含义是系统论述了蚕种的变异现象。蚕是昆虫纲鳞翅目蚕蛾科的动物，其变异性很大。宋应星从六个角度论述了蚕的变种：（1）按家蚕化性来区分，有早蚕与晚蚕，即一化性蚕与二化性蚕。前者指一年只发生一个世代便产越年卵（卵体休眠）的蚕，后者一年发生两个不休眠卵的世代。但应补充说，还有多化性蚕，不过中外多育一化性及二化性蚕。（2）按蚕茧颜色不同又分为黄茧蚕及白茧蚕。
（3）依茧的形状区分，有细腰葫芦形、尖长椭圆形及扁圆核桃形。（4）按蚕体颜色不同，分为纯白、虎斑、纯黑、花纹数种，吐丝则同。（5）按生长环境不同又分家蚕（Bombyx Mori）及野蚕或柞蚕（B.perhyi），最后，（6）按家蚕进食情况不同，分为“贱蚕”与一般的蚕。宋应星对蚕种的论述已经够全面的了，但他并不满足于此，还进一步论述了各不同蚕种的①宋应星：《天工开物。乃服。［蚕］种类》，上册，第24B 页（中华书局影印明崇祯十年本，1959）
地理分布和性状品质上的差异：（1）川陕晋豫产黄茧蚕而无白茧蚕，浙江嘉兴及湖州产白茧蚕而无黄茧蚕。黄茧蚕丝用猪胰漂洗，亦能成白色，但不能染缥白（青白）、桃红二色；而白茧蚕丝可染成各种颜色。（2）野蚕产于山东青州、沂水，可自为茧，独立生活能力强，其丝作衣能御雨及垢污。家蚕要在蚕箔上结茧，其丝抵雨及垢污能力不及野蚕丝。野蚕丝不须人工饲养。
（3）贱蚕不怕食沾泥的桑叶，体质壮，但吐丝反而多，这些地方比一般的蚕要好。（4）晚蚕（二化性蚕）比早蚕（一化性蚕）发育快、结茧早、体质强，但产茧量比早蚕少三分之一。（5）在《叶料》节内还指出，四川黄茧蚕与浙江桑蚕不同，不是以蚕桑（Morus allba）叶为食料，而是以柘或黄桑《cudrania trcaspidata）叶为食料。其所吐之茧叫“棘茧”，最为坚韧，其丝用作琴弦、弓弦。从宋应星的上述评比中可以看出，蚕的不同变种确实表现出了性状和品质上的显著差异，他所记载的是真正的变异现象。如果象17、18 世纪西方生物学家所说，上帝只造出一个品种的蚕，那么宋应星就在1637 年用事实证明，人要比上帝高明得多，造出了同一种蚕的各个不同的变种。
让我们把宋应星关于蚕种的论述与达尔文的论述作个比较。后者在《动物和植物在家养下的变异》第八章题为《家蚕》的一节中指出：（1）“不同族的卵在颜色上、在形状上（有圆的、椭圆或卵形的）以及大小上都有变异。”
（2）幼虫“在大小和颜色上变异很大。皮肤一般是白色的，有时呈现黑色的或灰色的斑纹，而且偶而还有完全黑色的。？不过虎斑族（race tigree）是一个例外，它以具有黑色横纹条而得到这个名称。”
（3）不同族的茧表现有特性上的差异，这种差异有大有小；有的茧接近球形而不是葫芦状的，？有的茧为圆筒形并且中间有一个深度不等的沟，而呈葫芦状；还有的在两端或只在一端多少呈尖形。“（4）”丝的粗细和品质也有差异，而且有的是接近白色的，有的是黄色的。“（5）”关于最不相同的族的蛾之间是否存在有任何固定的差异，我没有找到一点记载。“①由此可见，达尔文所述家蚕变异情况都可以在宋应星著作中找到，而且在用语上都极其相似。所不同的是，宋应星更谈到其他方面的内容，如对各变种品质的比较评述，则为达尔文所未言及。但达尔文由蚕的变种引出了一项重要结论：”根据这种种事实，我们知道了家蚕同高等动物一样，在长期不断的家养下发生了重大的变异。我们还知道了一个更加重要的事实：变异可能在生命的种种不同的时期中发生。
而在相应的时期中遗传给后代。最后，我们知道了本能是受伟大的‘选择原理’所支配的。“②而这又为宋应星所未言及，因为达尔文毕竟是19 世纪的大生物学家。达尔文关于《家蚕》一节便以上述结论而结束，他在该节末尾谈到了遗传和选择原理，但没有作进一步发挥，而把这两个问题放在别的章里专门讨论。不过宋应星则不同，他在《蚕种》节谈到变异现象①c，Darwin 著、叶笃庄、方宗熙译：《动物和植物在家养下的变异》，第220—223 页（科学出版社，1982）
②同上时，便趁热打铁，直接触及到遗传和选择。
宋应星的思路是，先论蚕的变种，再将不同变种性状与品质加以品评，最后自然而然地导出了一个重要的、具有普遍意义的科学思想：如果通过人的技巧，利用蚕的自然属性，将不同品种的蚕实行交尾，则所育的新品种必具有亲代双方的优点。这就是我们将在第十章中讨论的“两物交合，嗣取其长”的中国传统科技中起支配作用的普遍原理。就蚕的具体场合来说，就是人工杂交思想。所谓人工杂交，指对遗传性不同的生物体用人工方法使之相互交配或结合而产生杂种的过程。当宋应星论述四川北方产的黄茧蚕吐出的丝拉力大、但不能染成各种颜色，而浙江白茧蚕吐的丝虽拉力小些，但能染成各种颜色后写道：“若将白雄配黄雌，则其嗣变成褐茧”。这是说将白茧蚕雄蛾与黄茧蚕雌蛾杂交，则其后代杂种成为褐茧蚕，这种蚕吐出的丝拉力强，又能染成各种染色，具有亲代双方的优点。宋应星还指出，明代有的贫苦农家将一化性的早蚕雄蛾与二化性的晚蚕雌蛾杂交，育出了优良的杂种蚕。这种蚕象晚蚕那样强壮、发育快，而结茧又象早蚕那样多，真是一种奇异的变种。使这种人工杂交按预定目的育出所需后代的关键，是掌握好其亲代双方的雌雄性别，而宋应星正好明确提示了这一点，对实践有指导意义。
现代养蚕学对家蚕化性的遗传性研究表明，不同化性的家蚕杂交有个重要的遗传现象：一化性蚕与二化性蚕杂交，其杂种F1 代的化性与亲代雌性的化性相一致。①就是说：（1）如亲代雌蛾是一化性Ⅰ♂，则与二化性雄蛾Ⅱ♂杂交后，杂种亦是一化性F1Ⅰ；（2）如亲代雌蛾是二化性Ⅱ♂，则与一化性雄蛾Ⅰ♂杂交，根据上述遗传规律，宋应星所说“早雄配晚雌”，应按式（1）进行，其杂交后代F1 必定是二化性蚕F1Ⅱ。因而这种新的良种具有二化性蚕发育快、结茧早、体质壮的特点，又具有一化性蚕结茧多的特点。倘若相反，“早雌晚雄”，则杂种是一化性，不能作为夏蚕种在当年内用于生产。同理，“白雄配黄雌”，即以白茧蚕雄蛾w♂与黄茧蚕雌蛾Y♂杂交，其后代杂种褐茧蚕F1B，必具有黄茧蚕吐出拉力大的特性，有具有白茧蚕吐出丝能染成各种颜色的特点：由此我们看到，蚕种杂交是建立在遗传变异原理的基础上的。宋应星在《天工开物》中提出的蚕种杂交思想，是利用杂种优势、提高家蚕品质和吐丝量、改善蚕丝品质的理论基础，也与达尔文强调的长期自交有害、杂交有利的思想是一致的。杂交在物种形成与进化过程中起了促进的作用。然而每个物种在形成或改进的过程中还会发生变异，只有通过不断的选择才能保持其性状上的优势，否则就要退化。另一方面，发现并利用物种遗传的变异性，而不应用选择，也不能形成新的变种。从这个意义上说，蚕种杂交是应用了变异、遗传与选择原理的结果。选择的力量取决于变异，由于认识到变异性和遗传性，人类才能创造奇迹。
①汪子春：我国明代劳动人民关于家蚕杂交优势的发现，载《中国古代农业科技》，第436—439 页（农业出版社，1980）
而人工选择又分为有意识的与无意识的选择，前者指人按预定目标系统改变某一品种，后者指自然地保存有价值的并毁掉无价值的，而没有改变品种的意图。宋应星所述蚕种杂交思想是有意识人工选择原理的自觉运用，目的在于培育新的良种。这样就会比通过无意识人工选择改善物种所需的时间大大缩小。生物进化论还认为，引起物种变异的主要原因是其外在生活条件的变化（如时令、水土、食料等）及杂交对有机体的影响。而宋应星对此都有所论述，因而达尔文把包括《天工开物》养蚕部分内容的法文译本称为“权威著作”，便一点也不偶然。
达尔文写道：“在全世界，凡是产丝的地方，对于蚕茧的选择都付出了最大的注意，从这些茧育出作为繁育的蛾。？在中国的上海附近，有两块小地区的居民拥有培育蚕卵供给周围地区的特权，这样他们便能专门从事这种职业，并且法律禁止他们从事丝的生产。”①根据宋应星的记载，明代在距今上海不远的西南方，浙江嘉兴、湖州（今吴兴）二地，便是中国最先进的养蚕技术中心，也是优良蚕种的供应地。
他的《乃服》章论养蚕技术便反映了这两地的技术水平。因此达尔文所
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