杜车别：明末中国与西方科技交流成果
说明：本文主要内容写于两年前，原本是修改“明亡原因”的书稿前面加的一部分，在网络上是第一次发布。前面还有中国古代数学兴衰原因的分析，在本人微博上已经贴过。
一、中西文明碰撞的历史机遇
量子力学的创建者之一海森堡说：
“在人类思想发展史中最有成效的发展几乎总是发生在两种不同思想的交会点上，它们可能发源于人类文化中十分不同的部分、不同的时期、不同的文化环境或不同的宗教传统。因此如果它们真正的汇合，也就是说如果它们之间至少关联到这种程度，以至于发生真正的相互作用，那么我们就可以预期，将继之以新颖有趣的发展。”[1]
明末中西方的交流是海森堡观点的最好例证，西方知识传入中国，同时中国思想输入西方。前者推动中国的进步，后者也推动了西方的进步。晚明时期的中西方知识体系的碰撞，对于双方来说都是一次绝好机遇。
来华传教士陆续把大量儒家经典翻译成西方文字，对西方的变革造成巨大影响。张允熠, 陶武, 张弛等人编译的《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》一书中说：
“（莱斯利.斯蒂芬）《从中国人那里借来的议论》一文中写道‘英国的自由思想家，信奉自然神权，全是用中国人的议论，向传统的基督教徒进攻。从休谟谓‘孔子的门徒是天地间最纯正的自然神权的信徒’即可知之。欧洲的自由思想家认为孔子的学说是理性的结晶，智慧的宝库。彼等攻击基督教神学所持之理论，几全为孔子的学说’”
“亚当斯密《国富论》是法国侨居期间酝酿，‘自由市场’概念是斯密借自魁奈自创的法语名词laisser-fair(自由放任)，而魁奈创造laisser-fair这个名词是用来指称《老子》一书中的‘道’，即自然法。在斯密的政治经济学中，这就是‘看不见的手’。”“对17、18世纪的欧洲人来说，老子的‘道’，朱熹的理在他们看来是一个东西。如黑格尔就把‘道’也说成‘理’，都被理解成理性”[2]
“欧洲的学校考试至18、19世纪才趋于发达，直到19世纪英国才出现近代化的文官制度”“斯塔夫.里阿诺斯指出：实际上，当时中国的考试制度和儒家伦理给欧洲留下的印象较之欧洲科学和数学给中国留下的印象要深刻得多”[3]
“李约瑟说朱熹这位最伟大的思想家的思想到了欧洲之后，对欧洲哲学界产生潜移默化的巨大影响在不言而喻中，否则我们就无法理解当时欧洲哲学突然偏离了神学传统而呈现出倚重‘理性’和提升实践理性、道德理性这一背离传统的奇特现象”[4]
“伏尔泰《咏自然法则》宣扬内容简直就是对朱熹《大学注》的诠释”[5]
美国的雅克布逊说：“人们很难想象还有什么影响比中国对十七、十八世纪欧洲的冲击更大，更多方面”[6]
关于中国思想对欧洲近代启蒙运动巨大影响的证据举不胜举，篇幅所限，以上只能列一小段。
《诗经》说“他山之石可以攻玉”，中国儒家思想尤其是程朱理学对西方进步产生了革命性作用，传入明末中国的西学，也势必能起到类似的作用。传教士理念本落后，但当他们把欧洲情形以乌托邦化的方式描绘给明人后，却让一些儒者颠覆传统的政治构想获得了一种异质文化的验证。
这一点在晚明思想家葛寅亮和他众多学生的讨论中表现得相当突出。
葛寅亮（1570-1646），浙江钱塘人，万历二十九年进士。《明神宗实录》里提到他的地方不多，主要两处。一处是万历四十六年七月“提督武汉等处学校副使葛寅亮进大学论语讲义”[7]，另一处是万历四十六年十月“礼部奏湖广提学副使葛寅亮所取士文字乖异，宜将黄中道等降青衣，待岁考定夺”[8]。
由这些记录看，葛颇热衷于对儒家经典的阐释，思想却又不羁俗套，以致因录取士子“文字乖异”而受弹劾。
天启、崇祯时期葛寅亮都有任官经历，崇祯十二年后退隐。1644年甲申之变，崇祯殉国，清军入关。此时葛已七十五岁，为国事所激，毅然出仕，先后任南明弘光朝太常寺卿、大理寺卿、户部侍郎。弘光朝亡时，自杀数次，但都被其学生张伯雨解救。随后他不顾年老体迈，辗转赶往福建，加入南明隆武政权从事抗清斗争。
“隆武二年（1646年）八月，郑芝龙降清，隆武政权灭亡。葛寅亮‘忧愤成疾，谈及时事，涕泗交下，粒米勺水不入口者数日而卒。’”[9]
其以77岁高龄奔走反清，最终绝食而死，表现出的民族气节令人尊敬。
现在我们能看到的反映葛寅亮思想的著作是由其学生整理汇集而成的《湖南四书讲》（此“湖南”非今日之“湖南”，当指杭州西湖之南）。葛的学生郑尚友所写序言中说葛“聚徒湖南，相与讨论”“诸弟子得于听授，即笔记之，复呈先生削正，如是者几三十年始成全帙”。序言落款“崇祯辛未长至日”，则该书当是崇祯四年（1631年）出版。
书前列湖南书院学生名单，共计341人，且“听讲商内无名者不载”，书院的规模相当大。内有一段对话是师生就国家元首继承“传子”还是“传贤”好的讨论，完整摘录如下：
杨初复问：“天下毕竟以传子为正，若传贤则人多觊觎，如燕子哙之事可鉴，终恐行不去的。”
（葛寅亮）答曰：“如此则尧舜之圣，其见反出禹下乎？世间总是相习而成，就不觉为异。如今僧道舍父母出家，既以师徒为父子，若创行之世必大骇矣。当日果代代传贤，人心必自相安，永无放伐篡弑，不知省了多少兵戈之惨。予往日于都中见利马窦，述其国主皆系传贤，号为教化王。其人必不娶，无子，而又不必居相位，但有德者授之，迄今不改，永永无争。其教如不祀祖及杀食之说，虽大背谬，而国主相传之法则甚善。世人见囿隙中情量，自想不及耳。盖所传之贤唯无子，则不萌启衅之端，不居相位，则不成逼上之渐，法密防严，所以行之可久。若再用舜禘尧之法，庙祀传若父子, 则人心必愈相安矣。”
翟御曰：“然则夷狄之制反胜于尧舜乎？”
（葛寅亮）曰：“古人机心不生，防奸亦不审，凡法制之详皆因後世情伪日滋而设。尧舜太虚之衷，见贤而授，更何容心哉？”[10]
这段对话之前葛寅亮就在一处说“传贤，以天下为公；传子，以天下为一家之私。这人言亦是有道之言”。不过那里他态度还有些含糊，觉得这等大事非人意所能轻决，还要看天意如何。此处态度则愈发鲜明，面对学生质疑，明确表示还是传贤更好，反问质疑者：难道尧舜见识还不如禹吗？世上之事不过习惯两字而已，只要能建立起传贤不传子的制度，累代相传成为惯例，天下自可长治久安。
最有趣的是他举了利玛窦告诉他的西方情形作论据，说西欧国主都是传贤，名为教化王，终身不结婚没有子女，“但有德者授之”，“永永无争”。中国世人见解囿于狭隘，想不到建立这样的制度而已。
葛寅亮所说教化王当指教皇，葛误以西欧国王都如教皇般通过非血缘家族关系选择而来，加之不知西方政教合一的黑暗专制性[11]，将之混同于一般国家制度，所以有这番议论。
但奇妙的是在葛在做了这种去宗教愚昧性处理后，他描绘的传贤不传子制度具有了突破中国千年不变的君主世袭制的意义，只要再精细设计，加上任期限制等措施，完全有可形成一种新的更为灵活稳定的政体。
学生则更进一步质疑：难道夷狄洋人的制度反而胜过尧舜的安排？
他的回答是尧舜时代原始淳朴“机心不生”，制度自可简单，随意性成分较大，“防奸亦不审”。而到了后世“情伪日滋”之后，再实施传贤制度，自需“法密防严”，要求更详尽周密的设计。
在这段师生对话中，有几点是值得注意的：
第一，过去儒者论证自己观点的正确性，往往诉诸上古圣人的例子，而这里葛寅亮则把西方的制度实例（虽然仅仅他以为的）拿来作支持证据，这以前是不多见的。
第二、以前儒者往往过于强调内在身心修炼，笼统把尧舜禹三代之治作为理想楷模，而忽视了严密精细的外在制度设计。葛寅亮则明确意识到制度设计的合理性，“法密防严”某种程度上的必要性，这就当时还是有进步意义的。
第三、师生对话里判断政治制度之好坏，唯一标准就是能否有利于国家治理、百姓福利，毫无所谓效忠一家一姓私利的盘算，也无盲目排斥外国制度的狭隘。这其实也正是中国儒家思想自古以来的本意。
当然即使没有利玛窦所述，按明代思想进步的内在逻辑，提出设计更周密的传贤制度代替君主世袭制也是迟早的事
西学传入晚明，影响最大的还是科技方面。如果对明末中西方科技的情况作一个描述，那么客观的说法是此时双方互有短长，在数学、天文、地理等领域中国已经落后，而在化学、生物、医学、冶金等领域中国依然保持领先。中国只要能抓住明末中西方交流的机遇，不仅已经落后的领域能追上并赶超西方，原有保持优势的领域则将继续领先。
二、席卷晚明知识界的西学热情
明末西学知识其积极意义并不仅限于数学,可以说大部分明人是把西学当做复兴并深化儒家科学求实精神传统的助力：
“一些没有入教的儒家士大夫如许胥臣直以西学为尚实的格致之学，并藉此批评当时儒者鹜聆尚虚的道德形而上学。”[12]
随着西方科技知识传入弥补中国固有科技传统的缺陷；以及晚明中国思想解放浪潮，中国已呈现科学革命的势头（部分西方学者认为明末清初中国实际上已经产生了科技革命，只是没有深入下去[13]）。对数学天文地理乃至机械知识的欣赏和探究精神几乎席卷整个晚明知识阶层。
诸如内阁首辅叶向高、东林大佬冯应京、邹元标，先任巡抚后加封兵部尚书的郭子章、崇祯时期的阁老徐光启、兵部尚书熊明遇、张维国，复社巨头陈子龙、明末四公子：陈贞慧、侯方域、方以智、冒辟疆，……等等都是格物穷理之学的赞赏者乃至直接参与者。
甚至那些以古板闻名的道学先生如黄道周之类都开始热衷于提出新的天体运转模型，并和学生进行辩论探讨，有些见解颇具想象力，超出了当时传教士的认识水平[14]。刘宗周之类迂腐大儒门下弟子都不乏精通西学科技的人物。
中国第一个成功制造望远镜并用于指挥火炮射击的薄珏，其好友魏学濂就是既加入天主教精通西学，同时又是刘宗周的学生，和黄宗羲算是师兄弟关系。魏学濂本身又是东林党烈士——所谓东林六君子之一魏大中的儿子。
纪建勋《我国制造望远镜第一人薄珏及其与西学关系之考辩》一文中说
“薄珏在西学上的深厚造诣也离不开其挚友魏学濂的影响。魏氏是明末奉教名士，其之所以入天主教实亦源出其对西学浓厚的兴趣。方以智言魏学濂也精于西方的筑城之术，薄珏的远镜造炮之学与魏学濂的筑城之术都同发轫于西学，两人‘务为佐王之学’，‘兵书、战策、农政、天官、治河、城守、律吕、盐铁之类，无不讲求’。时人高宇泰称颂学濂: ‘席先人之誉，禀通越之姿，娴文博艺，海内人望归之。’”
“据此来看，魏学濂向王君重学习兵法，向薄珏学习律吕，请大儒刘宗周在父亲魏大中灵柩停放处讲学，与薄珏讲求佐王之学。实际上，师事戢山先生的是魏学濂，黄宗羲下文也宣称魏学濂‘所奉手抠衣者，戢山一人而已’”[15]
刘宗周得意门生黄宗羲本身也在数学历算方面有相当造诣，他在明天启时期，十四五岁时候和汤若望等人学过天文历算。《崇祯历书》1634年完成当年，“黄宗羲可能就在绍兴周述学后人处见到了稿本,并欲尽抄而未果”[16]。明亡后，黄宗羲又曾经“应用自己高深的历算造诣为南明监国鲁王政权编制了《监国鲁元年丙戌大统历》(1645年)以及《监国鲁五年庚寅大统历》(1649年)”。后来又“以推日食等历算方法证实《古文尚书》乃是一本伪书”[17]。 黄宗羲的儿子黄百家继承家学在自然科学方面同样有所建树。[18]
明末如果一个知识分子不懂天文历算，都会自觉矮人一等。这种风气到了明亡以后遗民圈子里也有所体现，如顾炎武对于比他小了十五岁的王锡阐就自愧不如“学究天人，确乎不拔，吾不如王寅旭”[19]。
这种对于西学算学的热情甚至蔓延到了知识阶层之外，明末清初在四川活动的西方传教士安文思、利类思两人曾经记述连张献忠这个流寇头目都对西学算学颇有心得:
“献忠询问二司铎教内事件，并询西学，问算学之事甚多。献忠闻之，随同左右辩论，颇有心得。其智识宏深，决断过人，二司铎亦暗暗称奇。”[20]
安文思、利类思所述或许夸张，但有一点可肯定，当时中国各阶层或多或少存在着对西方数学科技的热情，他们才可能把这样一个事迹安在张这类武人头上。
有什么样的需求，就会有什么样的供应。正因明人这种对新知识的热烈渴求，让传教士觉得只有竭力迎合，用更多新知识博得中国人好感，才能打开传教局面。这种情况下，也就有了明末七千册西学书籍从欧洲运到中国的壮举。《<崇祯历书>中的开普勒物理天文学思想》一文中说：
“明万历四十一年 ( 1613年) ，金尼阁奉龙华民之命返欧，一个重要的使命就是募集图书和带好的天文学家过来。在1614年终，他到达欧洲，遍历意、 法、德、 比等国，搜集图书达 7 千余册 。其中有反映开普勒物理天文学思想的著作《宇宙的神秘》 (北堂藏书 1899 号 ) 和 《哥白尼天文学概要》(成书1618-1621年，北堂藏书1897号); 有反映开普勒光学成就的著作《天文光学》(成书于1604年，北堂藏1893号) 、《折光学》 (成书于1611年，北堂藏书 1895号 )，以及另一个版本的《折光学》 (附伽里略的《比例规》，成书于1612年，北堂藏书1896号); 此外还有《世界的和谐》（成书于1619年, 北堂藏书1898号 )，《鲁道夫星表》(成书于1627年，北堂藏书1902号) 等11本著作。除《新天文学》(成书于1609年)外, 基本上涵盖了开普勒的所有著作。”[21]
这里不妨补充一些情况。这七千册书应不是金尼阁1618年动身返华时一次性带回，而是前后陆续运到澳门再运往北京，募集书的工作在这之后一段时间内也一直在进行。如上引论文中提到的《鲁道夫星表》就是开普勒本人在1627年12月送给在华传教士邓玉函的。
曾有说法似认为传教士虽带七千册西学书籍到京，但秘而不宣，明人并不了解有这些书，或者是并不关心这些书。这种说法是不成立的，传教士不辞劳苦、不远万里从欧洲募集搬运七千册书到中国[22]，就是投明人之所好，书是用来炫耀的资本，怎可能秘而不宣？
据方豪先生在《中国天主教史人物传》中的考证，有相当多明人记载以兴奋语气提及这七千册书。不妨列举一下：余藏的《辩学抄本》，杨廷筠的《代疑编》、《序<西学凡>》、《代疑编续》，释行元的《非杨篇》，李之藻的《序<职方外纪>》、《读景教碑书后》、《序寰宇诠》、《天学初函题辞》，王徵的《奇器图说录最》、《畏天爱人极论》，李九功《序<励修一鉴>》，李祖白《天学传概》[23]。 方豪先生说：
“从上面已知道的汉文资料，可见当时教中人津津乐道，是如何的兴奋。”“教中人曾借此向佛教徒炫耀，佛教徒亦颇为警戒或怀疑”。[24]
对那些通过入教来学习西方科技的知识分子来说，书当然不仅是炫耀摆设之用，他们迫不及待希望能翻译出来：
“教中人渴望能及早大规模翻译，其中第一部于天启七年（1627年）出版，即《远西奇器图说》”[25]
来华传教士不仅运了大量记载最新知识的书籍到中国，而且还和当时西方最杰出的科学家有直接联系。邓玉函和金尼阁在 1616 年和开普勒亲自在慕尼黑见过面。回中国后，邓玉函又和开普勒有通信往来，在天文问题上寻求开普勒帮助。
在这样一个热烈需求和旺盛供应形成良性循环的社会大环境之下，明末中国科技的理论和实践活动呈现出许多新气象，这其中有些是对西学知识消化吸收后的结果，有些则是独立思考的产物，在个别问题的认识上比西方同期更深刻更接近现代科学的理念，同时在科学技术仪器制造方面，民间知识分子也形成了一个前后相继的群体。下面我不妨就几个主要的方面分别列举论述。
第一，过去儒者论证自己观点的正确性，往往诉诸上古圣人的例子，而这里葛寅亮则把西方的制度实例（虽然仅仅他以为的）拿来作支持证据，这以前是不多见的。
第二、以前儒者往往过于强调内在身心修炼，笼统把尧舜禹三代之治作为理想楷模，而忽视了严密精细的外在制度设计。葛寅亮则明确意识到制度设计的合理性，“法密防严”某种程度上的必要性，这就当时还是有进步意义的。
第三、师生对话里判断政治制度之好坏，唯一标准就是能否有利于国家治理、百姓福利，毫无所谓效忠一家一姓私利的盘算，也无盲目排斥外国制度的狭隘。这其实也正是中国儒家思想自古以来的本意。
当然即使没有利玛窦所述，按明代思想进步的内在逻辑，提出设计更周密的传贤制度代替君主世袭制也是迟早的事
西学传入晚明，影响最大的还是科技方面。如果对明末中西方科技的情况作一个描述，那么客观的说法是此时双方互有短长，在数学、天文、地理等领域中国已经落后，而在化学、生物、医学、冶金等领域中国依然保持领先。中国只要能抓住明末中西方交流的机遇，不仅已经落后的领域能追上并赶超西方，原有保持优势的领域则将继续领先。
二、席卷晚明知识界的西学热情
明末西学知识其积极意义并不仅限于数学,可以说大部分明人是把西学当做复兴并深化儒家科学求实精神传统的助力：
“一些没有入教的儒家士大夫如许胥臣直以西学为尚实的格致之学，并藉此批评当时儒者鹜聆尚虚的道德形而上学。”[12]
随着西方科技知识传入弥补中国固有科技传统的缺陷；以及晚明中国思想解放浪潮，中国已呈现科学革命的势头（部分西方学者认为明末清初中国实际上已经产生了科技革命，只是没有深入下去[13]）。对数学天文地理乃至机械知识的欣赏和探究精神几乎席卷整个晚明知识阶层。
诸如内阁首辅叶向高、东林大佬冯应京、邹元标，先任巡抚后加封兵部尚书的郭子章、崇祯时期的阁老徐光启、兵部尚书熊明遇、张维国，复社巨头陈子龙、明末四公子：陈贞慧、侯方域、方以智、冒辟疆，……等等都是格物穷理之学的赞赏者乃至直接参与者。
甚至那些以古板闻名的道学先生如黄道周之类都开始热衷于提出新的天体运转模型，并和学生进行辩论探讨，有些见解颇具想象力，超出了当时传教士的认识水平[14]。刘宗周之类迂腐大儒门下弟子都不乏精通西学科技的人物。
中国第一个成功制造望远镜并用于指挥火炮射击的薄珏，其好友魏学濂就是既加入天主教精通西学，同时又是刘宗周的学生，和黄宗羲算是师兄弟关系。魏学濂本身又是东林党烈士——所谓东林六君子之一魏大中的儿子。
纪建勋《我国制造望远镜第一人薄珏及其与西学关系之考辩》一文中说
“薄珏在西学上的深厚造诣也离不开其挚友魏学濂的影响。魏氏是明末奉教名士，其之所以入天主教实亦源出其对西学浓厚的兴趣。方以智言魏学濂也精于西方的筑城之术，薄珏的远镜造炮之学与魏学濂的筑城之术都同发轫于西学，两人‘务为佐王之学’，‘兵书、战策、农政、天官、治河、城守、律吕、盐铁之类，无不讲求’。时人高宇泰称颂学濂: ‘席先人之誉，禀通越之姿，娴文博艺，海内人望归之。’”
“据此来看，魏学濂向王君重学习兵法，向薄珏学习律吕，请大儒刘宗周在父亲魏大中灵柩停放处讲学，与薄珏讲求佐王之学。实际上，师事戢山先生的是魏学濂，黄宗羲下文也宣称魏学濂‘所奉手抠衣者，戢山一人而已’”[15]
刘宗周得意门生黄宗羲本身也在数学历算方面有相当造诣，他在明天启时期，十四五岁时候和汤若望等人学过天文历算。《崇祯历书》1634年完成当年，“黄宗羲可能就在绍兴周述学后人处见到了稿本,并欲尽抄而未果”[16]。明亡后，黄宗羲又曾经“应用自己高深的历算造诣为南明监国鲁王政权编制了《监国鲁元年丙戌大统历》(1645年)以及《监国鲁五年庚寅大统历》(1649年)”。后来又“以推日食等历算方法证实《古文尚书》乃是一本伪书”[17]。 黄宗羲的儿子黄百家继承家学在自然科学方面同样有所建树。[18]
明末如果一个知识分子不懂天文历算，都会自觉矮人一等。这种风气到了明亡以后遗民圈子里也有所体现，如顾炎武对于比他小了十五岁的王锡阐就自愧不如“学究天人，确乎不拔，吾不如王寅旭”[19]。
这种对于西学算学的热情甚至蔓延到了知识阶层之外，明末清初在四川活动的西方传教士安文思、利类思两人曾经记述连张献忠这个流寇头目都对西学算学颇有心得:
“献忠询问二司铎教内事件，并询西学，问算学之事甚多。献忠闻之，随同左右辩论，颇有心得。其智识宏深，决断过人，二司铎亦暗暗称奇。”[20]
安文思、利类思所述或许夸张，但有一点可肯定，当时中国各阶层或多或少存在着对西方数学科技的热情，他们才可能把这样一个事迹安在张这类武人头上。
有什么样的需求，就会有什么样的供应。正因明人这种对新知识的热烈渴求，让传教士觉得只有竭力迎合，用更多新知识博得中国人好感，才能打开传教局面。这种情况下，也就有了明末七千册西学书籍从欧洲运到中国的壮举。《<崇祯历书>中的开普勒物理天文学思想》一文中说：
“明万历四十一年 ( 1613年) ，金尼阁奉龙华民之命返欧，一个重要的使命就是募集图书和带好的天文学家过来。在1614年终，他到达欧洲，遍历意、 法、德、 比等国，搜集图书达 7 千余册 。其中有反映开普勒物理天文学思想的著作《宇宙的神秘》 (北堂藏书 1899 号 ) 和 《哥白尼天文学概要》(成书1618-1621年，北堂藏书1897号); 有反映开普勒光学成就的著作《天文光学》(成书于1604年，北堂藏1893号) 、《折光学》 (成书于1611年，北堂藏书 1895号 )，以及另一个版本的《折光学》 (附伽里略的《比例规》，成书于1612年，北堂藏书1896号); 此外还有《世界的和谐》（成书于1619年, 北堂藏书1898号 )，《鲁道夫星表》(成书于1627年，北堂藏书1902号) 等11本著作。除《新天文学》(成书于1609年)外, 基本上涵盖了开普勒的所有著作。”[21]
这里不妨补充一些情况。这七千册书应不是金尼阁1618年动身返华时一次性带回，而是前后陆续运到澳门再运往北京，募集书的工作在这之后一段时间内也一直在进行。如上引论文中提到的《鲁道夫星表》就是开普勒本人在1627年12月送给在华传教士邓玉函的。
曾有说法似认为传教士虽带七千册西学书籍到京，但秘而不宣，明人并不了解有这些书，或者是并不关心这些书。这种说法是不成立的，传教士不辞劳苦、不远万里从欧洲募集搬运七千册书到中国[22]，就是投明人之所好，书是用来炫耀的资本，怎可能秘而不宣？
据方豪先生在《中国天主教史人物传》中的考证，有相当多明人记载以兴奋语气提及这七千册书。不妨列举一下：余藏的《辩学抄本》，杨廷筠的《代疑编》、《序<西学凡>》、《代疑编续》，释行元的《非杨篇》，李之藻的《序<职方外纪>》、《读景教碑书后》、《序寰宇诠》、《天学初函题辞》，王徵的《奇器图说录最》、《畏天爱人极论》，李九功《序<励修一鉴>》，李祖白《天学传概》[23]。 方豪先生说：
“从上面已知道的汉文资料，可见当时教中人津津乐道，是如何的兴奋。”“教中人曾借此向佛教徒炫耀，佛教徒亦颇为警戒或怀疑”。[24]
对那些通过入教来学习西方科技的知识分子来说，书当然不仅是炫耀摆设之用，他们迫不及待希望能翻译出来：
“教中人渴望能及早大规模翻译，其中第一部于天启七年（1627年）出版，即《远西奇器图说》”[25]
来华传教士不仅运了大量记载最新知识的书籍到中国，而且还和当时西方最杰出的科学家有直接联系。邓玉函和金尼阁在 1616 年和开普勒亲自在慕尼黑见过面。回中国后，邓玉函又和开普勒有通信往来，在天文问题上寻求开普勒帮助。
在这样一个热烈需求和旺盛供应形成良性循环的社会大环境之下，明末中国科技的理论和实践活动呈现出许多新气象，这其中有些是对西学知识消化吸收后的结果，有些则是独立思考的产物，在个别问题的认识上比西方同期更深刻更接近现代科学的理念，同时在科学技术仪器制造方面，民间知识分子也形成了一个前后相继的群体。下面我不妨就几个主要的方面分别列举论述。
三、有所领先的领域
1、物质守恒原理和燃素说
物质守恒原理在近现代化学发展过程中起到非常重大的基础性作用，
郑明珍、胡化凯在《论明代的物质不灭思想》中说：
“我国明代有不少学者从不同方面对物质不灭性进行了较为充分的考察和论证,所达到的认识水平不仅在我国历史上是空前的,而且与同时代的欧洲相比，也是先进的。”[26]
他们列举了湛若水、王廷相、吕坤、宋应星、方以智、王夫之的众多表述，如王廷相基于对事实的分析得出三点结论：
第一“气也者，乃太虚固有之物，无所有而来，无所从而去者”；第二“气之出入于太虚，初未尝减也”；第三“气有聚散，无灭息”。[27]
明人对物质守恒原理并非仅停留在哲学思辨，已将其运用到化学反应过程的定量分析中，这方面以宋应星表现最为突出：
“在《天工开物》中，宋应星分析用水银炼制银朱(硫化汞)过程时，运用了质量守恒观念。书中记述：‘每水银一斤，入石亭脂(天然硫黄)二斤’，装罐密封加热，待水银全部升华后,结果‘每升水银一斤，得朱十四两，次朱三两五钱，’同时罐中剩余若干石亭脂。用一斤(十六两制)水银，加入二斤天然硫黄，经加热升华后得到的银朱和次朱总量超过一斤。宋应星指出，多出的分量‘藉硫质而生’，即他认为，银朱份量之所以大于水银，是因其中含有一两五钱的硫质成分。”
尽管宋应星分析还不够完善，但这已是当时世界上最为先进的关于物质守恒原理的定量分析了：
“直到十七世纪末，欧洲人并未对质量守恒有充分的认识”。“王夫之和宋应星以一系列经验事实为例，对各种具体物质变化过程的质量不变性进行了大量的分析论证,虽然他们未做专门的科学实验研究,但经过对这些实例的初步量化分析,得出了正确的科学结论。在一定程度上可以说，他们对物质不灭原理已有了初步的认识。莱伊和波义耳并未达到这种认识水平，十七世纪欧洲其他人似乎也未达到。”[28]
燃素说在化学发展中也起到重要作用，恩格斯认为燃素理论把化学从炼金术里解放出来。按照现波普尔提出的可证伪理论，燃素说提出和最终被证伪过程也大大推动了近代化学发展。
而宋应星《论气》里提出的“火质”概念，就相当于西方“燃素”说。宋应星说：
“焚木之有烟也，水火争出之气也。若风日功深，水气还虚至于净尽，则斯木独藏火质，而烈光之内，微烟悉化矣。”[29]“尘埃空旷之间，二气之所充也。火燃于外，空中自有水意会焉。火空，而木亦尽。若定土闭火于内，火无从出，空会合水意，则火质仍归母骨，而其形为炭，此火之变体也”[30]
李迪认为宋应星的“火质”和欧洲的‘燃素’说本质一致，但燃素说是德国人G.E.stahl于17世纪末提出，比宋应星晚了半个多世纪。因为宋应星在物质守恒原理和火质概念理论上的重要贡献，李迪评论：
“一、宋应星对化学工艺的记述和化学理论的研究都取得了重要成就，可以说他是我国十七世纪最杰出的化学家，也是当时世界上大化学家之一。二、十七世纪前期我国的化学水平不低于欧洲，有些成就甚至领先于世界。”[31]
2、病毒概念萌芽和免疫学先驱
关于天花病因，明以前中医传统说法主要归结为胎毒，所谓“食五脏血秽,伏于命门”，胎毒为主因，冷热或惊恐等外感为次因，无论是对所谓胎毒的描述，还是对外感的性质判断都较混乱。
到明代认识有了突破，明龚信《古今医鉴》提出了痘疹虽和胎毒有关,未必不由诸病传染而成。万历时期，郭子章（曾任贵州巡抚，后又因平定杨应龙叛乱之功而封兵部尚书、加太子少保衔）编写的《博集稀痘方论》收录观点对天花病因有更准确科学的看法。
其中提到“魏氏曰”中说：
“天地之沴气与人身之遗毒同一橐籥，相感而动，如水流湿、火就燥、云从龙、风从虎之义，而又人之真气与客气不容并立故也。”[32]
此处沴（lì）气类似现代病毒的概念，所谓“天地之沴气与人身之遗毒同一橐籥，相感而动”和现代医学说的人体有某种病毒受体，才能感染该种病毒的机制描述已很接近。
至于“真气”与“客气”不容并立，则相当于现代医学说的排异反应，真气是人的免疫系统，客气则是进入人体的异体组织或者病原体，当人体感染病毒，免疫系统对病毒发起攻击，有时也会对正常细胞造成损害。
不过魏氏观点仍受传统胎毒说很大影响，整体看仍把胎毒作主因。而《博集稀痘方论》中收录的“拙者”曰（这个拙者很可能是郭子章本人的自称）看法则更进一步。现在完整引用原文如下：
“拙者曰：痘疮，胎中之毒气也。乡邻痘疮盛发，天地之沴气也。天地之沴气，与胎中之毒气相触而成痘，故一儿痘，百儿随之，气为之也。重则俱重，沴气厉也；轻则俱轻，沴气未甚厉也。时证方重而独轻者，胎毒轻也；时证方轻而独重者，胎毒重也。若天行不正，沴气为厉，儿未出痘者，可避之五六里外。气不相触，痘恶乎发?吾乡都谏曾前川先生，艰于子息，晚得儿女，恐为痘虐，一遇痘发，东西遁避，今其子女年四十余，俱未出痘，然业已不復避矣。嗟夫!吉则趋，凶则避，圣人与民同患。水能溺人，没者死焉;虎能咥人，撩者伤焉。彼土处而市居者亡恙也。昧昧者曰：‘是数也，不可逃也’则坐以待其毙已矣。”[33]
这段话已把沴气作为感染天花主因，沴气重则感染程度重，沴气轻则感染程度轻，所以才会出现重则俱重、轻则俱轻。如出现普遍感染症状严重，有个别人症状较轻，则说明其“胎毒”轻，反之则是“胎毒”重。这里的胎毒轻重其实就对应于现代说的免疫力强弱。
后面的论述更明确天花主因是沴气而非胎毒。所谓“避之五六里外，气不相触，痘恶乎发?”不接触沴气（即不接触到病毒）就不会感染天花。郭子章还举了一个曾前川先生的例子，此人一见疫情爆发，就“东西遁避”。其子女四十多岁都未出痘。基于天花可防可避的认识，郭对一些人把感染天花当做命数注定（“是数也，不可逃也”）坐以待毙提出了批评。
郭子章对天花病因认识已和现代医学极为接近，除限于当时技术条件无法指明沴气的病毒实体之外（如明朝不亡，显微镜之类光学仪器得到广泛应用，从沴气说到病菌说只隔一层纸，当然发现病毒则需时更长），基本没什么错误。难怪杨小明先生评论：
“郭氏天花病因来自天花本身的见解是极为深刻的,可以说是近代天花病毒被发现之前关于天花病因的最科学的认识。”[34]
明人对天花的科学认识在实际治疗中有所体现，天花既是沴气所致，那按传统以毒攻毒思想，产生通过轻微接触沴气而获得抵御病毒感染能力的想法也是水到渠成。
曾有说法认为宋代已发明种痘，依据是清代一则传说。但范行准和朱宝忠两位学者考证，所谓种痘为宋代峨嵋山神医发明云云乃是明季遗民胡璞编造散布的故事。不仅所提事例为孤证，且所谓神医一月不到就从峨眉山赶到开封云云皆荒诞。人痘技术真正发明时间在明隆庆时期，不仅《痘科金镜赋集解》明确说“种痘法起于明朝隆庆年间”。明遗民黄宗羲之子黄百家记录清初种痘者傅商霖曾祖父傅思川（按年代推算就是明代隆庆万历时期）就以种痘之术闻名远近。且如明代字典《正字通》和明人周晖《琐事剩录》，程从周《程氏医案》都有直接的种痘记录。种痘技术为明代发明这一点也已经被官方医学辞典所认可：
“1979年人民卫生出版社的《简明中医辞典》‘天花’条就明确指出:‘明隆庆年间(1567~1572)发明了鼻苗法预防天花。’”[35]
明代发明的人痘技术，有一个反复培养挑选去除毒性过程，按《痘科金镜赋集解》的说法“当日异传之家,至今尚留苗种,必须二三金,方得一枝丹苗,买苗后,医家因以获利。时当冬夏种痘者,即以亲生族党姻戚之子女传种。留种谓之‘养苗’。设如苗绝,又必至太平再买，所以相传,并无种花失事者。”
中科院微生物研究所的刘锡进认为这其中的技术原理：
“与现今定向选育使毒性丧失而抗原性独存的卡介苗原理相一致”“结核菌苗(即卡介苗)是廿世纪初期才制成的举世闻名的活菌苗。它是由一株无毒牛型结核杆菌制成。这株菌是由一株有毒力的菌株通过定向减毒选育而成,费时达13年之久,而我国早在十六世纪明代隆庆年间,已经有从人体上精加选练出的‘并无种花失事者’的‘宁国府太平痘苗’了。”[36]
上海医科大学医史教研室的马伯英同样认为人痘苗反复传种、精加选炼培养成熟苗的技术实际上是“一个活疫苗反复传代培养的过程。这过程使疫苗的抗原性得到保留,而毒力减小,与现代免疫学原理完全一致”[37]
至于种人痘的效果，马伯英对十九世纪末二十世纪初的一些种痘数据作了回顾性调查分析：
“65岁以上老人653名,种牛痘者511例,成功率96.6%;种人痘者115例,成功率97.4%;未种牛痘或人痘者27例,患天花并留后遗症者24例,占89%。(所谓种痘成功是指不感染天花;种痘后无后遗症。) 种痘与不种痘有显著差异（P<0.01)，种人痘与种牛痘无显著差异(P<0.05)”[38]
刘锡进先生对明代这项技术成就给予了热烈赞扬“不言而喻，‘人痘苗’(太平痘苗)的发明确实是我国医学上的光辉成就之一。”
对比明人对天花病的理性认识和防治实践，同一时期西方仍显愚昧，把天花看做上帝惩罚，或上帝恩赐，只能逆来顺受。甚至一百多年后西方仍有人说出这样言论：
“人痘接种是一种危险而邪恶的实践”“使人患病是只有上帝才有的权力,使人恢复健康的权力也由上帝掌握”；“我坚决反对这种恶魔般的手术,因为它篡夺了自然法和宗教的权威。它企图以这种方式把上帝排除在这个世界之外,并促进堕落和不道德的事情。”[39]
1、物质守恒原理和燃素说
物质守恒原理在近现代化学发展过程中起到非常重大的基础性作用，
郑明珍、胡化凯在《论明代的物质不灭思想》中说：
“我国明代有不少学者从不同方面对物质不灭性进行了较为充分的考察和论证,所达到的认识水平不仅在我国历史上是空前的,而且与同时代的欧洲相比，也是先进的。”[26]
他们列举了湛若水、王廷相、吕坤、宋应星、方以智、王夫之的众多表述，如王廷相基于对事实的分析得出三点结论：
第一“气也者，乃太虚固有之物，无所有而来，无所从而去者”；第二“气之出入于太虚，初未尝减也”；第三“气有聚散，无灭息”。[27]
明人对物质守恒原理并非仅停留在哲学思辨，已将其运用到化学反应过程的定量分析中，这方面以宋应星表现最为突出：
“在《天工开物》中，宋应星分析用水银炼制银朱(硫化汞)过程时，运用了质量守恒观念。书中记述：‘每水银一斤，入石亭脂(天然硫黄)二斤’，装罐密封加热，待水银全部升华后,结果‘每升水银一斤，得朱十四两，次朱三两五钱，’同时罐中剩余若干石亭脂。用一斤(十六两制)水银，加入二斤天然硫黄，经加热升华后得到的银朱和次朱总量超过一斤。宋应星指出，多出的分量‘藉硫质而生’，即他认为，银朱份量之所以大于水银，是因其中含有一两五钱的硫质成分。”
尽管宋应星分析还不够完善，但这已是当时世界上最为先进的关于物质守恒原理的定量分析了：
“直到十七世纪末，欧洲人并未对质量守恒有充分的认识”。“王夫之和宋应星以一系列经验事实为例，对各种具体物质变化过程的质量不变性进行了大量的分析论证,虽然他们未做专门的科学实验研究,但经过对这些实例的初步量化分析,得出了正确的科学结论。在一定程度上可以说，他们对物质不灭原理已有了初步的认识。莱伊和波义耳并未达到这种认识水平，十七世纪欧洲其他人似乎也未达到。”[28]
燃素说在化学发展中也起到重要作用，恩格斯认为燃素理论把化学从炼金术里解放出来。按照现波普尔提出的可证伪理论，燃素说提出和最终被证伪过程也大大推动了近代化学发展。
而宋应星《论气》里提出的“火质”概念，就相当于西方“燃素”说。宋应星说：
“焚木之有烟也，水火争出之气也。若风日功深，水气还虚至于净尽，则斯木独藏火质，而烈光之内，微烟悉化矣。”[29]“尘埃空旷之间，二气之所充也。火燃于外，空中自有水意会焉。火空，而木亦尽。若定土闭火于内，火无从出，空会合水意，则火质仍归母骨，而其形为炭，此火之变体也”[30]
李迪认为宋应星的“火质”和欧洲的‘燃素’说本质一致，但燃素说是德国人G.E.stahl于17世纪末提出，比宋应星晚了半个多世纪。因为宋应星在物质守恒原理和火质概念理论上的重要贡献，李迪评论：
“一、宋应星对化学工艺的记述和化学理论的研究都取得了重要成就，可以说他是我国十七世纪最杰出的化学家，也是当时世界上大化学家之一。二、十七世纪前期我国的化学水平不低于欧洲，有些成就甚至领先于世界。”[31]
2、病毒概念萌芽和免疫学先驱
关于天花病因，明以前中医传统说法主要归结为胎毒，所谓“食五脏血秽,伏于命门”，胎毒为主因，冷热或惊恐等外感为次因，无论是对所谓胎毒的描述，还是对外感的性质判断都较混乱。
到明代认识有了突破，明龚信《古今医鉴》提出了痘疹虽和胎毒有关,未必不由诸病传染而成。万历时期，郭子章（曾任贵州巡抚，后又因平定杨应龙叛乱之功而封兵部尚书、加太子少保衔）编写的《博集稀痘方论》收录观点对天花病因有更准确科学的看法。
其中提到“魏氏曰”中说：
“天地之沴气与人身之遗毒同一橐籥，相感而动，如水流湿、火就燥、云从龙、风从虎之义，而又人之真气与客气不容并立故也。”[32]
此处沴（lì）气类似现代病毒的概念，所谓“天地之沴气与人身之遗毒同一橐籥，相感而动”和现代医学说的人体有某种病毒受体，才能感染该种病毒的机制描述已很接近。
至于“真气”与“客气”不容并立，则相当于现代医学说的排异反应，真气是人的免疫系统，客气则是进入人体的异体组织或者病原体，当人体感染病毒，免疫系统对病毒发起攻击，有时也会对正常细胞造成损害。
不过魏氏观点仍受传统胎毒说很大影响，整体看仍把胎毒作主因。而《博集稀痘方论》中收录的“拙者”曰（这个拙者很可能是郭子章本人的自称）看法则更进一步。现在完整引用原文如下：
“拙者曰：痘疮，胎中之毒气也。乡邻痘疮盛发，天地之沴气也。天地之沴气，与胎中之毒气相触而成痘，故一儿痘，百儿随之，气为之也。重则俱重，沴气厉也；轻则俱轻，沴气未甚厉也。时证方重而独轻者，胎毒轻也；时证方轻而独重者，胎毒重也。若天行不正，沴气为厉，儿未出痘者，可避之五六里外。气不相触，痘恶乎发?吾乡都谏曾前川先生，艰于子息，晚得儿女，恐为痘虐，一遇痘发，东西遁避，今其子女年四十余，俱未出痘，然业已不復避矣。嗟夫!吉则趋，凶则避，圣人与民同患。水能溺人，没者死焉;虎能咥人，撩者伤焉。彼土处而市居者亡恙也。昧昧者曰：‘是数也，不可逃也’则坐以待其毙已矣。”[33]
这段话已把沴气作为感染天花主因，沴气重则感染程度重，沴气轻则感染程度轻，所以才会出现重则俱重、轻则俱轻。如出现普遍感染症状严重，有个别人症状较轻，则说明其“胎毒”轻，反之则是“胎毒”重。这里的胎毒轻重其实就对应于现代说的免疫力强弱。
后面的论述更明确天花主因是沴气而非胎毒。所谓“避之五六里外，气不相触，痘恶乎发?”不接触沴气（即不接触到病毒）就不会感染天花。郭子章还举了一个曾前川先生的例子，此人一见疫情爆发，就“东西遁避”。其子女四十多岁都未出痘。基于天花可防可避的认识，郭对一些人把感染天花当做命数注定（“是数也，不可逃也”）坐以待毙提出了批评。
郭子章对天花病因认识已和现代医学极为接近，除限于当时技术条件无法指明沴气的病毒实体之外（如明朝不亡，显微镜之类光学仪器得到广泛应用，从沴气说到病菌说只隔一层纸，当然发现病毒则需时更长），基本没什么错误。难怪杨小明先生评论：
“郭氏天花病因来自天花本身的见解是极为深刻的,可以说是近代天花病毒被发现之前关于天花病因的最科学的认识。”[34]
明人对天花的科学认识在实际治疗中有所体现，天花既是沴气所致，那按传统以毒攻毒思想，产生通过轻微接触沴气而获得抵御病毒感染能力的想法也是水到渠成。
曾有说法认为宋代已发明种痘，依据是清代一则传说。但范行准和朱宝忠两位学者考证，所谓种痘为宋代峨嵋山神医发明云云乃是明季遗民胡璞编造散布的故事。不仅所提事例为孤证，且所谓神医一月不到就从峨眉山赶到开封云云皆荒诞。人痘技术真正发明时间在明隆庆时期，不仅《痘科金镜赋集解》明确说“种痘法起于明朝隆庆年间”。明遗民黄宗羲之子黄百家记录清初种痘者傅商霖曾祖父傅思川（按年代推算就是明代隆庆万历时期）就以种痘之术闻名远近。且如明代字典《正字通》和明人周晖《琐事剩录》，程从周《程氏医案》都有直接的种痘记录。种痘技术为明代发明这一点也已经被官方医学辞典所认可：
“1979年人民卫生出版社的《简明中医辞典》‘天花’条就明确指出:‘明隆庆年间(1567~1572)发明了鼻苗法预防天花。’”[35]
明代发明的人痘技术，有一个反复培养挑选去除毒性过程，按《痘科金镜赋集解》的说法“当日异传之家,至今尚留苗种,必须二三金,方得一枝丹苗,买苗后,医家因以获利。时当冬夏种痘者,即以亲生族党姻戚之子女传种。留种谓之‘养苗’。设如苗绝,又必至太平再买，所以相传,并无种花失事者。”
中科院微生物研究所的刘锡进认为这其中的技术原理：
“与现今定向选育使毒性丧失而抗原性独存的卡介苗原理相一致”“结核菌苗(即卡介苗)是廿世纪初期才制成的举世闻名的活菌苗。它是由一株无毒牛型结核杆菌制成。这株菌是由一株有毒力的菌株通过定向减毒选育而成,费时达13年之久,而我国早在十六世纪明代隆庆年间,已经有从人体上精加选练出的‘并无种花失事者’的‘宁国府太平痘苗’了。”[36]
上海医科大学医史教研室的马伯英同样认为人痘苗反复传种、精加选炼培养成熟苗的技术实际上是“一个活疫苗反复传代培养的过程。这过程使疫苗的抗原性得到保留,而毒力减小,与现代免疫学原理完全一致”[37]
至于种人痘的效果，马伯英对十九世纪末二十世纪初的一些种痘数据作了回顾性调查分析：
“65岁以上老人653名,种牛痘者511例,成功率96.6%;种人痘者115例,成功率97.4%;未种牛痘或人痘者27例,患天花并留后遗症者24例,占89%。(所谓种痘成功是指不感染天花;种痘后无后遗症。) 种痘与不种痘有显著差异（P<0.01)，种人痘与种牛痘无显著差异(P<0.05)”[38]
刘锡进先生对明代这项技术成就给予了热烈赞扬“不言而喻，‘人痘苗’(太平痘苗)的发明确实是我国医学上的光辉成就之一。”
对比明人对天花病的理性认识和防治实践，同一时期西方仍显愚昧，把天花看做上帝惩罚，或上帝恩赐，只能逆来顺受。甚至一百多年后西方仍有人说出这样言论：
“人痘接种是一种危险而邪恶的实践”“使人患病是只有上帝才有的权力,使人恢复健康的权力也由上帝掌握”；“我坚决反对这种恶魔般的手术,因为它篡夺了自然法和宗教的权威。它企图以这种方式把上帝排除在这个世界之外,并促进堕落和不道德的事情。”[39]
尽管如此，人痘术发明后仍以不可阻挡态势向世界各地传播，英国也在1721年用囚犯进行了人痘接种试验，全部成功[40]。但由于西人在很长时间内并未完全掌握中国种痘技术（据李约瑟说中国的藏苗、贮苗技术西方医生并没学到手），所以种痘的危险性和失败率仍较高。再加上近现代西人种族优越主义作怪，往往竭力贬低中国发明价值，夸大人痘危险性和失败率，过度吹捧英国人琴纳发明牛痘接种的历史意义，这导致包括许多中国人都对明代的这项发明的意义认识不足.
但正如马伯英在《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》中说：
“一般的论者,将免疫学的起源,仅仅追溯到1796年英国医生琴纳(EdwardJenner1749~1823)的牛痘发明。而事实是:琴纳是在中国人痘接种术的基础上发明牛痘的。”“中国古代的人痘接种术是现代医学免疫学的先驱,这一点毫无疑问。”[41]
3、进化论思想的萌芽
中国自古就有生物是物质世界自然变化而来的观念，比如《庄子》外篇的《至乐》最后一段，就描绘了这样一种生物演化的链条：
幾→继→蛙頒之衣→陵舄→乌足→蛴螬→胡蝶→鸲掇→乾余骨（一种鸟）→斯弥→食醯→颐辂 ；九猷→黄軦，腐蠸→瞀芮；羊奚、不箰久竹→青宁→程→马→人。这算得上生物进化论思想的萌芽雏形。
到汉代王充则又有生物突变论思想：“试种嘉禾之实不能得嘉禾。恒见集梁之粟茎穗怪奇”[42]。 王充认为生物会突变，但他也不否认遗传：
“尧、高祖审龙之子，子性类父，龙能乘云，尧与高祖亦宜能焉。万物生于土，各似本种；不类土者，生不出于土，土徒养育之也。母之怀子，犹土之育物也。尧、高祖之母，受龙之施，犹土受物之播也。物生自类本种，夫二帝宜似龙也。”[43]
这里提到“子性类父”，“物生自类本种”也是一种遗传思想，有遗传、有突变，离进化论核心很近了。
不过庄子、王充的论据毕竟天马行空，和科学距离较远，到明代宋应星那里，生物变异、遗传、人工选择、自然选择的思想则建立在更为精密细致的观察之上，而他的论述后来直接为达尔文提供了论据。
潘吉星先生《宋应星评传》用了很大篇幅分析宋应星进化论思想[44]，这里简要介绍一下。
进化论的基本观点是承认生物物种的可变性，同一种生物会产生各种类型的变异，这些变异会遗传给下一代，在自然或者人工长期的定向选择之下，累积成显著的性状差异，从而形成物种间的分化。当然仅仅从哲学思辨上提出这一点还是容易的，进化论之所以成为科学，是因为建立大量可靠的科学观测证据之上，而宋应星在这方面做出了比较突出的贡献。
宋应星比拉马克早172年提出了各种不同类型的植物和动物变异现象的证据。
他详细记录了黍各类性状差异：子实的粘与不粘；颜色上的红、白、黄、黑的区分，并通过引用《诗经》和《尚书》说明黍从古至今各种不同类型的变种的存在。宋应星说“而纷纷嘉种必待后稷详明”，表明他已充分认识到人工选择对于培育优良品种的作用。
对稻的性状差异、变种类型，宋应星描述更为详细，他从六个角度区分了稻的各种不同变种：
第一、按稻蕙、稻粒形态不同区分为长芒、短芒，长粒、尖粒，圆顶、扁面；
第二、按生育期长短分为早稻和晚稻；
第三、按米的淀粉性质区分为粘稻和不粘稻；
第四、按味道区分为香稻和不香稻；
第五、按水量需求分为水稻和旱稻；
第六、按米的颜色区分为雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑。
宋应星不仅对稻的变种做了详尽记载分类，而且他也明确指出，变种的产生同环境造成的自然选择或人工选择有关，比如水稻在环境选择下能分化出旱稻品种：“凡稻旬日失水，则死期至。然幻出旱稻一种，梗而不粘者，即高山可插，又一异也。”
宋应星把大豆、绿豆、豌豆、小豆、扁豆、豇豆、刀豆都归在菽这一类下，这和现代这些归为豆科是一致的。对大豆，他又从颜色、光照长短反应、播种期进行分类。此外宋应星对甘蔗的分类也和现代相同，只不过采用的名称有区别。
潘吉星把宋应星和一百多年后的西方植物学家林奈作了一个对比，指出两人各有所长。在自然观上，宋应星远远领先于林奈，林奈受神创论影响，不敢承认植物会发生变异。而宋应星则对植物的变异现象作了详尽的分析和记载。
宋应星对动物变异现象的考察和分析更为精彩，尤其是他对蚕种的分析，已经触及了变异、遗传、选择三大原理。
蚕种的变异，宋应星从六个角度论述：1，从家蚕化性区分为一化性蚕和二化性蚕；2、从蚕茧颜色区分为黄茧蚕和白茧蚕；3、从茧的形状区分为细腰葫芦形、尖长椭圆形及扁圆核桃形；4、蚕体颜色区分为纯白、虎斑、纯黑、花纹:；5、按生长环境区分为家蚕、野蚕或柞蚕；6、按家蚕进食情况分为贱蚕和一般蚕。宋应星关于蚕种的各类变异，后来应是被达尔文直接拿来当论据的。
宋应星在论述蚕种各类变异后，又论述对蚕种杂交以培育更为优良的家蚕品种。四川产的黄茧蚕产丝拉力大，但不易染色；浙江的白茧蚕产丝拉力小，但容易染色；把两种蚕杂交，所产后代为褐茧蚕，所吐的丝拉力强且易染色，兼具二者优点。宋应星的论述和现代遗传学分析结果是一致的。蚕种杂交思想是对人工选择原理的自觉运用。
但正如马伯英在《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》中说：
“一般的论者,将免疫学的起源,仅仅追溯到1796年英国医生琴纳(EdwardJenner1749~1823)的牛痘发明。而事实是:琴纳是在中国人痘接种术的基础上发明牛痘的。”“中国古代的人痘接种术是现代医学免疫学的先驱,这一点毫无疑问。”[41]
3、进化论思想的萌芽
中国自古就有生物是物质世界自然变化而来的观念，比如《庄子》外篇的《至乐》最后一段，就描绘了这样一种生物演化的链条：
幾→继→蛙頒之衣→陵舄→乌足→蛴螬→胡蝶→鸲掇→乾余骨（一种鸟）→斯弥→食醯→颐辂 ；九猷→黄軦，腐蠸→瞀芮；羊奚、不箰久竹→青宁→程→马→人。这算得上生物进化论思想的萌芽雏形。
到汉代王充则又有生物突变论思想：“试种嘉禾之实不能得嘉禾。恒见集梁之粟茎穗怪奇”[42]。 王充认为生物会突变，但他也不否认遗传：
“尧、高祖审龙之子，子性类父，龙能乘云，尧与高祖亦宜能焉。万物生于土，各似本种；不类土者，生不出于土，土徒养育之也。母之怀子，犹土之育物也。尧、高祖之母，受龙之施，犹土受物之播也。物生自类本种，夫二帝宜似龙也。”[43]
这里提到“子性类父”，“物生自类本种”也是一种遗传思想，有遗传、有突变，离进化论核心很近了。
不过庄子、王充的论据毕竟天马行空，和科学距离较远，到明代宋应星那里，生物变异、遗传、人工选择、自然选择的思想则建立在更为精密细致的观察之上，而他的论述后来直接为达尔文提供了论据。
潘吉星先生《宋应星评传》用了很大篇幅分析宋应星进化论思想[44]，这里简要介绍一下。
进化论的基本观点是承认生物物种的可变性，同一种生物会产生各种类型的变异，这些变异会遗传给下一代，在自然或者人工长期的定向选择之下，累积成显著的性状差异，从而形成物种间的分化。当然仅仅从哲学思辨上提出这一点还是容易的，进化论之所以成为科学，是因为建立大量可靠的科学观测证据之上，而宋应星在这方面做出了比较突出的贡献。
宋应星比拉马克早172年提出了各种不同类型的植物和动物变异现象的证据。
他详细记录了黍各类性状差异：子实的粘与不粘；颜色上的红、白、黄、黑的区分，并通过引用《诗经》和《尚书》说明黍从古至今各种不同类型的变种的存在。宋应星说“而纷纷嘉种必待后稷详明”，表明他已充分认识到人工选择对于培育优良品种的作用。
对稻的性状差异、变种类型，宋应星描述更为详细，他从六个角度区分了稻的各种不同变种：
第一、按稻蕙、稻粒形态不同区分为长芒、短芒，长粒、尖粒，圆顶、扁面；
第二、按生育期长短分为早稻和晚稻；
第三、按米的淀粉性质区分为粘稻和不粘稻；
第四、按味道区分为香稻和不香稻；
第五、按水量需求分为水稻和旱稻；
第六、按米的颜色区分为雪白、牙黄、大赤、半紫、杂黑。
宋应星不仅对稻的变种做了详尽记载分类，而且他也明确指出，变种的产生同环境造成的自然选择或人工选择有关，比如水稻在环境选择下能分化出旱稻品种：“凡稻旬日失水，则死期至。然幻出旱稻一种，梗而不粘者，即高山可插，又一异也。”
宋应星把大豆、绿豆、豌豆、小豆、扁豆、豇豆、刀豆都归在菽这一类下，这和现代这些归为豆科是一致的。对大豆，他又从颜色、光照长短反应、播种期进行分类。此外宋应星对甘蔗的分类也和现代相同，只不过采用的名称有区别。
潘吉星把宋应星和一百多年后的西方植物学家林奈作了一个对比，指出两人各有所长。在自然观上，宋应星远远领先于林奈，林奈受神创论影响，不敢承认植物会发生变异。而宋应星则对植物的变异现象作了详尽的分析和记载。
宋应星对动物变异现象的考察和分析更为精彩，尤其是他对蚕种的分析，已经触及了变异、遗传、选择三大原理。
蚕种的变异，宋应星从六个角度论述：1，从家蚕化性区分为一化性蚕和二化性蚕；2、从蚕茧颜色区分为黄茧蚕和白茧蚕；3、从茧的形状区分为细腰葫芦形、尖长椭圆形及扁圆核桃形；4、蚕体颜色区分为纯白、虎斑、纯黑、花纹:；5、按生长环境区分为家蚕、野蚕或柞蚕；6、按家蚕进食情况分为贱蚕和一般蚕。宋应星关于蚕种的各类变异，后来应是被达尔文直接拿来当论据的。
宋应星在论述蚕种各类变异后，又论述对蚕种杂交以培育更为优良的家蚕品种。四川产的黄茧蚕产丝拉力大，但不易染色；浙江的白茧蚕产丝拉力小，但容易染色；把两种蚕杂交，所产后代为褐茧蚕，所吐的丝拉力强且易染色，兼具二者优点。宋应星的论述和现代遗传学分析结果是一致的。蚕种杂交思想是对人工选择原理的自觉运用。
宋应星论述的早蚕种卵选择过程更直接清晰体现出其对人工选择原理的认识。蚕种卵在天寒时用天然露水、石灰水或盐卤水浸。经此过程，抵抗力低的劣种蚕卵被淘汰杀死，保留下来的良种则抵抗力强，吐丝多。同时蚕浴的过程也是消毒的过程。这种办法基本就是物竞人择，优胜劣汰了。
宋应星详尽记录和分析的生物变异遗传选择过程，比西方生物学家同类论述早近两百年，而且他的论述直接被达尔文看到并引用作为进化论证据，达尔文把《天工开物》养蚕部分的法文译本称为权威著作，足以表明其对这些论述的重视程度。
明末清初有生物变异进化思想的不仅仅是宋应星，其他人如王夫之也有体现，只不过王夫之直接将之同文明演化思想结合在一起用到了人类头上，他说：
“吾所知者，中国之天下，轩辕以前，其犹夷狄乎，太昊以上，其犹禽兽乎！禽兽不能全其质，夷狄不能备其文。文之不备，渐至于无文，则前无与识，后无与传。是非无恒，取舍无据，所谓饥则呴呴，饱则弃余者，亦植立之兽而已矣。”[45]
居住在中国这片土地上的，轩辕以前是夷狄野蛮人，太昊之前，那就是禽兽了。这就是指出人类也是从禽兽进化来的，所谓“饥则呴呴，饱则弃余者，亦植立之兽而已矣”指的大概就是类人猿之类的生物了，逐步进化到夷狄的阶段，之后就脱离了生物进化的范畴，而是文明进化的范畴。
把宋应星对生物变异选择遗传的思想同王夫之人类从禽兽进化来的思想结合起来，基本上完整的进化论体系就呼之欲出了。可以认为明末清初中国离系统的进化论只有一步之遥，如非清朝打断了正常的科学和思想发展进程，再加上中国不受宗教专制干扰，在十七世纪完整系统的进化论就被中国思想家提出是完全可能的。
4、其他方面
方以智通过对传教士著作中关于太阳直径和日地距离的数据分析，发现其不合逻辑难以解释之处，于是提出光肥影瘦的理论。而揭暄则进一步在方以智的基础上对此问题进行了讨论，付邦红在《方以智和揭暄对”光肥影瘦“说的论证》一文中说：
“揭暄对于‘光肥影瘦’原因的讨论,即使现在看来,亦不失充分而严密,甚至不无道理,显示出其对该问题的深入思考。他运用其所接触的大量西学知识,不仅做了系列实验,也进行了条分缕析的分析。他的论证实际已涉及几种光的传播方式,如小孔成像实为光的直射现象,盆水映影为光的反射,蒙气差为大气折射,日之余光生地影易穷则为散射和漫射等。更值得关注的是,其论述中,还有近于发现衍射现象的部分。如上文实验的第三部分,从操作方法上来看即有观察到衍射现象的可能。另外,认为‘光非直行,能随物曲附’,并将光在地面比如‘水流包砥,举会于其前’,也已经接近了对于衍射现象的描述。”[46]
一些学者认为方以智对光的波动说在中国历史上没有，而衍射说则是当时西方都没有的，惠更斯要到1678年之后才阐述光的波动和衍射理论，这已经在方以智死后七年了。针对方以智说的：
“不知日光常肥，地影自瘦。不可以圭角直线取也。何也？物为形碍，其影易尽，声与光常溢于物之数。声不可见矣，光可见、测，而测不准也。”[47]
李志超等人评论说：
“极有趣的是，这“测不准”三字居然与今日中文量子力学术语‘测不准原理’翕然合一。这不足为怪,因两者都以波动的衍射为理论根据的缘故”[48]
方以智对“气”的论述：
“气凝为形，发为光声，犹有未凝形之空气，与之摩荡嘘吸，故形之用,止于其分。而光声之用，常溢于其余，气无空隙,互相转应也。”[49]
某种程度上确实接近于场论思想的萌芽。这里的气如果理解成现在的场，则基本上就是电磁场激发形成电磁波向外传播的过程。
李志超等人则认为方以智的观点至少是一种物理波的概念：
“按方氏看法:‘空皆气所实也’光如何穿透这没有一点缝隙的空气呢?不是物质的流动,而是作用的传播:‘互相转应’，即一层一层的空气由内而外地转送其‘摩荡嘘吸’的作用。这是明确无误的物理的波。”[50]
另外方以智对光色散现象研究似也早于牛顿。《物理小识》中说：
“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色。如峨嵋放光石六面也，水晶压纸三面也；二峡日射飞泉成五色，人于回墙间向日喷水，亦成五色，故知虹霓之彩，星月之晕，五彩之云，皆同此理。”[51]
方以智也有能量概念和能量守恒思想的雏形。他说“天恒动，人生亦恒动，皆火之为也”[52]这里的火理解成能量的话，基本无错。而他说的：
“转水法：其来处何高，则所激之高可与之比；或故使之瀑下，就以筒承瀑，则水激而上出，上既出，则流通而不止矣”[53]
其实就是机械能的守恒。汪世清在《方以智在我国古代物理学上的责献》一文中说：
“他事实求是地记录了包括力、声、热、光、磁等五个方面的物理现象和事实,涉及的基本概念和原理有力、功、能、流速、声的反射、共振、凝固、熔解、光的直线传播、光的反射、折射、色散、磁偏角以及潮汐、日月食和风云雨露的变化等.所有这些,有的虽然还只是隐含在所叙述的事实之中,却有助于进一步探讨以达到明确概念的建立”[54]
方以智最为难得是不仅开展具体的科学研究，而且从更高层面提出了哲学和自然科学的的区分，他定义的质测就是指科学，通几就是指哲学，当时的西方认识水平尚未达到这个阶段，科学和哲学不分家。不仅如此方以智还给出了“物理”、“宰理”和“至理”三个范畴。
“考测天地之家，象数、律厯、声音、医药之说，皆质之通者也，皆物理也；专言治教则宰理也；专言通几则所以为物之至理也。”[55]
物理就是自然科学规律，宰理就是社会科学规律，而至理则是哲学命题，在当时的西方对各学科的界定划分尚无如此清晰的概念。
宋应星详尽记录和分析的生物变异遗传选择过程，比西方生物学家同类论述早近两百年，而且他的论述直接被达尔文看到并引用作为进化论证据，达尔文把《天工开物》养蚕部分的法文译本称为权威著作，足以表明其对这些论述的重视程度。
明末清初有生物变异进化思想的不仅仅是宋应星，其他人如王夫之也有体现，只不过王夫之直接将之同文明演化思想结合在一起用到了人类头上，他说：
“吾所知者，中国之天下，轩辕以前，其犹夷狄乎，太昊以上，其犹禽兽乎！禽兽不能全其质，夷狄不能备其文。文之不备，渐至于无文，则前无与识，后无与传。是非无恒，取舍无据，所谓饥则呴呴，饱则弃余者，亦植立之兽而已矣。”[45]
居住在中国这片土地上的，轩辕以前是夷狄野蛮人，太昊之前，那就是禽兽了。这就是指出人类也是从禽兽进化来的，所谓“饥则呴呴，饱则弃余者，亦植立之兽而已矣”指的大概就是类人猿之类的生物了，逐步进化到夷狄的阶段，之后就脱离了生物进化的范畴，而是文明进化的范畴。
把宋应星对生物变异选择遗传的思想同王夫之人类从禽兽进化来的思想结合起来，基本上完整的进化论体系就呼之欲出了。可以认为明末清初中国离系统的进化论只有一步之遥，如非清朝打断了正常的科学和思想发展进程，再加上中国不受宗教专制干扰，在十七世纪完整系统的进化论就被中国思想家提出是完全可能的。
4、其他方面
方以智通过对传教士著作中关于太阳直径和日地距离的数据分析，发现其不合逻辑难以解释之处，于是提出光肥影瘦的理论。而揭暄则进一步在方以智的基础上对此问题进行了讨论，付邦红在《方以智和揭暄对”光肥影瘦“说的论证》一文中说：
“揭暄对于‘光肥影瘦’原因的讨论,即使现在看来,亦不失充分而严密,甚至不无道理,显示出其对该问题的深入思考。他运用其所接触的大量西学知识,不仅做了系列实验,也进行了条分缕析的分析。他的论证实际已涉及几种光的传播方式,如小孔成像实为光的直射现象,盆水映影为光的反射,蒙气差为大气折射,日之余光生地影易穷则为散射和漫射等。更值得关注的是,其论述中,还有近于发现衍射现象的部分。如上文实验的第三部分,从操作方法上来看即有观察到衍射现象的可能。另外,认为‘光非直行,能随物曲附’,并将光在地面比如‘水流包砥,举会于其前’,也已经接近了对于衍射现象的描述。”[46]
一些学者认为方以智对光的波动说在中国历史上没有，而衍射说则是当时西方都没有的，惠更斯要到1678年之后才阐述光的波动和衍射理论，这已经在方以智死后七年了。针对方以智说的：
“不知日光常肥，地影自瘦。不可以圭角直线取也。何也？物为形碍，其影易尽，声与光常溢于物之数。声不可见矣，光可见、测，而测不准也。”[47]
李志超等人评论说：
“极有趣的是，这“测不准”三字居然与今日中文量子力学术语‘测不准原理’翕然合一。这不足为怪,因两者都以波动的衍射为理论根据的缘故”[48]
方以智对“气”的论述：
“气凝为形，发为光声，犹有未凝形之空气，与之摩荡嘘吸，故形之用,止于其分。而光声之用，常溢于其余，气无空隙,互相转应也。”[49]
某种程度上确实接近于场论思想的萌芽。这里的气如果理解成现在的场，则基本上就是电磁场激发形成电磁波向外传播的过程。
李志超等人则认为方以智的观点至少是一种物理波的概念：
“按方氏看法:‘空皆气所实也’光如何穿透这没有一点缝隙的空气呢?不是物质的流动,而是作用的传播:‘互相转应’，即一层一层的空气由内而外地转送其‘摩荡嘘吸’的作用。这是明确无误的物理的波。”[50]
另外方以智对光色散现象研究似也早于牛顿。《物理小识》中说：
“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色。如峨嵋放光石六面也，水晶压纸三面也；二峡日射飞泉成五色，人于回墙间向日喷水，亦成五色，故知虹霓之彩，星月之晕，五彩之云，皆同此理。”[51]
方以智也有能量概念和能量守恒思想的雏形。他说“天恒动，人生亦恒动，皆火之为也”[52]这里的火理解成能量的话，基本无错。而他说的：
“转水法：其来处何高，则所激之高可与之比；或故使之瀑下，就以筒承瀑，则水激而上出，上既出，则流通而不止矣”[53]
其实就是机械能的守恒。汪世清在《方以智在我国古代物理学上的责献》一文中说：
“他事实求是地记录了包括力、声、热、光、磁等五个方面的物理现象和事实,涉及的基本概念和原理有力、功、能、流速、声的反射、共振、凝固、熔解、光的直线传播、光的反射、折射、色散、磁偏角以及潮汐、日月食和风云雨露的变化等.所有这些,有的虽然还只是隐含在所叙述的事实之中,却有助于进一步探讨以达到明确概念的建立”[54]
方以智最为难得是不仅开展具体的科学研究，而且从更高层面提出了哲学和自然科学的的区分，他定义的质测就是指科学，通几就是指哲学，当时的西方认识水平尚未达到这个阶段，科学和哲学不分家。不仅如此方以智还给出了“物理”、“宰理”和“至理”三个范畴。
“考测天地之家，象数、律厯、声音、医药之说，皆质之通者也，皆物理也；专言治教则宰理也；专言通几则所以为物之至理也。”[55]
物理就是自然科学规律，宰理就是社会科学规律，而至理则是哲学命题，在当时的西方对各学科的界定划分尚无如此清晰的概念。
以上是方以智在物理方面和科学哲学方面的成就，再说宋应星的一些成就。
宋应星已经接近发现氧气的边缘
“大凡尘埃之中，皆气所冲也。人一息不食气则不生，鱼一息不食水则死。人入水，鱼抗尘，死不移时，违其所生之故也。其水族入陆、陆族入水而不死者，有龟鳖与乌鬼之类，则别具一种性也。
人当不语之时，食气从鼻入，而亦从鼻出；鱼当倦游之候，食水从腮入，而亦从腮出。及其食物也，口即为政，而鼻腮呼吸未尝间断也。鱼育于水，必借透尘中之气而后生。水一息不通尘，谓之水死，而鱼随之。试函水一匮，四隙弥之，经数刻之久，而起视其鱼，鱼死矣。人育于气，必旁通运旋之气而后不死。气一息不四通，谓之气死，而大命尽焉。试兀坐十笏阁中，周匝封糊，历三饭之久，而视其人，人死矣。”[56]
人需要呼吸空气，鱼离不开水，这样的认识还比较容易，难得的是宋应星通过做试验的方式证明，即便鱼也需要空气，如果把水箱密封不透气，则鱼要死掉。宋应星认为鱼需要空气中的尘，如果水不通尘，那就是“水死”；而人也不是光有空气就行，还需要空气活动流通，如果不流通时间长了，就是“气死”。在这里宋应星其实已经对空气本身做了分类。已经认识到是空气中某些成分让人和鱼的生命得以维持。如果密封住水，密封住房间，这些成分消耗殆尽，那就鱼和人都会死掉。宋应星不仅发现动物需要呼吸空气，植物同样需要，“是故草木之由萌而修畅，人与禽兽虫鱼之自稚而壮强，其长也，无呼吸之候不长。”[57]
那宋应星说的“尘”是什么呢，他的描述是：
“尘亦空明之物也?凡元气自有之尘，与吹扬灰尘之尘，本相悬异。自有之尘，把之无质”[58]
可以说宋应星离开发现氧气只有一步之遥，再往前一步就能区分出空气中的不同成分了。他对生物呼吸的试验以及理论论述，比西方同类工作早了三十多年。
此外宋应星对水循环的论述，对生态物质循环的论述，对生物圈食物链的论述，对生物腐烂速度的研究等等都有超越时代的科学见解，一些甚至超前了三百年，在当时西方并无可以相提并论者。摘录几段学者评论：
“（宋应星）在《论气·水风归藏》中写道水‘不能久静于下，其气湿，湿上升，迎合重云浓雾，化而为水，归于其墟斯已矣。’这几段说的是自然界的蒸发作用以及燃烧植物产生的水气上升再化为水的事实。”
“宋应星的生态物质循环思想与现代生态学所揭示的生态系统中物质循环理论是何等的相似。在现代的生态系统的物质循环诞生三百多年前，宋应星就有这方面的思想，这是难能可贵的”
“《形气四》中载有:‘人兽骨肉借草木而生，即虎狼生而不食草木者，所食禽兽又皆食草木而生长者，其精液相传，故骨肉与草木同气类也。即水中鱼虾所食滓沫，究其源流，亦草木所为也。’这段话说的是在生态系统的生物群落中，包括人在内的各种生物间，普遍存在着一种营养联系—‘精液相传’，即通过食物链而形成一个动态的整体。”（类似的食物链思想，西方到两三百年之后才出现。）
“宋应星虽未看到生态系统中微生物在生物腐化中的作用，但他论及的生物腐化条件及一般规律，却基本符合现代生态学的一般原理。笔者尚未发现宋应星之前有人明确论及此事。”[59]
[1]卡普拉《物理学之“道”——近代物理学与东方神秘主义》，朱润生译，中央编译出版社2012年出版，译者前言第2页
[2]以上引自《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》张允熠, 陶武, 张弛编译，黄山书社2010年出版，第12-13页
[3]以上《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》第15-16页
[4]以上《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》第36页
[5]同上第31页
[6]雅克布逊《休谟哲学可能受东方影响》，《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》第193,194页
[7]《明神宗实录》卷五七二，万历四十六年七月丁亥，第10787页
[8]《明神宗实录》卷五七五，万历四十六年十月乙丑，第10873页
[9]何孝荣《葛寅亮与<金陵梵刹志>》，《南开学报(哲学社会科学版)》2007年06期。何文依据《葛司农遗集》所附张右民《葛司农先生传》，惜此书现只有清抄本，一般大型图书馆未收藏，常人难以一阅。
[10]葛寅亮《四书湖南讲.孟子湖南讲》卷二，《续修四库全书》第163册，影印中国科学院图书馆藏明崇祯刻本。
[11]在中国即便儒家最权威圣人，也和西方宗教教主不同，儒家圣人可质疑嘲笑抨击，这从《论语》、《孟子》的描述都可看得很清楚。儒家贤人圣人非西方教主真理在握、唯我独尊的嘴脸，须虚心接受别人教导，否则即为独夫而非圣人。孟子曰：“子路，人告之以有过则喜。禹闻善言则拜。大舜有大焉，善与人同，舍己从人，乐取於人以为善。”
[12]冯锦荣《明末熊明遇<格致草>内容探析》,《自然科学史研究》1997年第4期
[13]席文（NathanSivin，美国艺术与科学院院士）《为什么中国没有发生科学革命？——或者它真的没有发生吗？》“十七世纪的中国科学革命”“那场革命与当时欧洲正在进行的科学革命相比，远不如后者轰轰烈烈。它没有爆发成一场改变人们对自然传统认识的根本革命”，《科学与哲学》1984年第1期
[14]石云里《十七世纪中国的准哥白尼学说——黄道周的地动理论》，《大自然探索》1995年第2期
[15]纪建勋《我国制造望远镜第一人薄珏及其与西学关系之考辩》，《史林》2013年第1期
[16]杨小明《黄宗羲的天文历算成就及其影响》，《浙江社会科学》2010年第9期
[17]同上
[18]杨小明《黄百家科学思想和成就钩沉》，《华侨大学学报（哲学社会科学版）》1997年第2期
[19]《顾炎武文选》，苏州大学出版社，2001年出版，第196页
[20]古洛东《圣教入川记》，人民出版社1981年出版，第22页
[21]王国强、孙小淳 《<崇祯历书>中的开普勒物理天文学思想》，《中国科技史杂志》 2008年第1期
[22]在当时可说相当浩大工程“七千部书运往北京也费了一大番力气，最初数年只能暂存澳门，此后是分批逐渐带进” 见方豪《中国天主教史人物传》，中华书局（据台湾光启出版社1970年版影印），1988年第1版，第182页
[23]《中国天主教史人物传》第181、184页
[24]《中国天主教史人物传》第182页
[25]同上
[26]郑明珍、胡化凯《论明代的物质不灭思想》，《自然辩证法研究》1999年第3期
[27]同上
[28]同上
[29]宋应星《论气.水火三》，见《野议.论气.谈天.思怜诗》上海人民出版社1976年出版，第84页
[30]宋应星《论气.水火二》，见《野议.论气.谈天.思怜诗》第82页
[31]李迪《宋应星在化学方面的贡献》，《内蒙古师院学报（自然科学）》 1982年第2期
[32]郭子章《博集稀痘方论》，《古今图书集成.医部全录》点校本第11册儿科下，人民卫生出版社1991年版，第347页
[33]同上，第349-350页
[34]杨小明《“胎毒外感说”与中国古代防治天花的成就》，《中华医史杂志》1997年10月第27卷 第4期
[35]朱宝忠《人痘接种史话》，《中西医结合杂志》1982年第2卷第4期
[36]刘锡进《中国古代的免疫思想和人痘苗的发展》，《微生物学报》，1978年第1期
[37]马伯英《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》，《中华医史杂志》1995年7月第25卷第3期
[38]马伯英《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》，《中华医史杂志》1995年7月第25卷第3期
[39]谢蜀生、张大庆《中国人痘接种术向西方的传播及影响》，《中华医史杂》志2000年7月第30卷第3期
[40]同上
[41]马伯英《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》，《中华医史杂志》1995年7月第25卷第3期
[42]王充《论衡》卷十六讲瑞篇， 黄晖《论衡校释（附刘盼遂集解）》中华书局1990年出版，第732页
[43]王充《论衡》卷三 奇怪篇，黄晖《论衡校释》第160-161页
[44]潘吉星《宋应星评传》，南京大学出版社1990年出版，第417-438页
[45]《船山全书》第12册，岳麓书社1992年版，第467页
[46]付邦红《方以智和揭暄对”光肥影瘦“说的论证》，《自然辩证法通讯》，2008年第4期
[47]方以智《物理小识》卷一，商务印书馆民国二十六年出版（万有文库本），第25页
[48]李志超、关增趁《<物理小识>的光学—气光波动说和波信息弥散原理》，《自然杂志》，1988年第2期
[49]方以智《物理小识》卷一 光论，万有文库本第5页
[50]李志超、关增趁《<物理小识>的光学—气光波动说和波信息弥散原理》
[51]方以智《物理小识》卷七，万有文库本第201页
[52]方以智《物理小识》卷一，万有文库本第15页
[53]方以智《物理小识》卷七，万有文库本第216页
[54]汪世清《方以智在我国古代物理学上的责献》，《物理》1978年第3期
[55]方以智《通雅》卷首三，《四库全书》子部第857册第51页
[56]宋应星《论气.水尘三章》，《野议.论气.谈天.思怜诗》第86-87页
[57]宋应星《论气.形气化五章》，《野议.论气.谈天.思怜诗》第61页
[58]宋应星《论气.水尘三章》，《野议.论气.谈天.思怜诗》第88页
[59]王明美、黄永松《宋应星<论气>中的生物学知识》，《中国科技史料》第14卷第4期（1993年）
宋应星已经接近发现氧气的边缘
“大凡尘埃之中，皆气所冲也。人一息不食气则不生，鱼一息不食水则死。人入水，鱼抗尘，死不移时，违其所生之故也。其水族入陆、陆族入水而不死者，有龟鳖与乌鬼之类，则别具一种性也。
人当不语之时，食气从鼻入，而亦从鼻出；鱼当倦游之候，食水从腮入，而亦从腮出。及其食物也，口即为政，而鼻腮呼吸未尝间断也。鱼育于水，必借透尘中之气而后生。水一息不通尘，谓之水死，而鱼随之。试函水一匮，四隙弥之，经数刻之久，而起视其鱼，鱼死矣。人育于气，必旁通运旋之气而后不死。气一息不四通，谓之气死，而大命尽焉。试兀坐十笏阁中，周匝封糊，历三饭之久，而视其人，人死矣。”[56]
人需要呼吸空气，鱼离不开水，这样的认识还比较容易，难得的是宋应星通过做试验的方式证明，即便鱼也需要空气，如果把水箱密封不透气，则鱼要死掉。宋应星认为鱼需要空气中的尘，如果水不通尘，那就是“水死”；而人也不是光有空气就行，还需要空气活动流通，如果不流通时间长了，就是“气死”。在这里宋应星其实已经对空气本身做了分类。已经认识到是空气中某些成分让人和鱼的生命得以维持。如果密封住水，密封住房间，这些成分消耗殆尽，那就鱼和人都会死掉。宋应星不仅发现动物需要呼吸空气，植物同样需要，“是故草木之由萌而修畅，人与禽兽虫鱼之自稚而壮强，其长也，无呼吸之候不长。”[57]
那宋应星说的“尘”是什么呢，他的描述是：
“尘亦空明之物也?凡元气自有之尘，与吹扬灰尘之尘，本相悬异。自有之尘，把之无质”[58]
可以说宋应星离开发现氧气只有一步之遥，再往前一步就能区分出空气中的不同成分了。他对生物呼吸的试验以及理论论述，比西方同类工作早了三十多年。
此外宋应星对水循环的论述，对生态物质循环的论述，对生物圈食物链的论述，对生物腐烂速度的研究等等都有超越时代的科学见解，一些甚至超前了三百年，在当时西方并无可以相提并论者。摘录几段学者评论：
“（宋应星）在《论气·水风归藏》中写道水‘不能久静于下，其气湿，湿上升，迎合重云浓雾，化而为水，归于其墟斯已矣。’这几段说的是自然界的蒸发作用以及燃烧植物产生的水气上升再化为水的事实。”
“宋应星的生态物质循环思想与现代生态学所揭示的生态系统中物质循环理论是何等的相似。在现代的生态系统的物质循环诞生三百多年前，宋应星就有这方面的思想，这是难能可贵的”
“《形气四》中载有:‘人兽骨肉借草木而生，即虎狼生而不食草木者，所食禽兽又皆食草木而生长者，其精液相传，故骨肉与草木同气类也。即水中鱼虾所食滓沫，究其源流，亦草木所为也。’这段话说的是在生态系统的生物群落中，包括人在内的各种生物间，普遍存在着一种营养联系—‘精液相传’，即通过食物链而形成一个动态的整体。”（类似的食物链思想，西方到两三百年之后才出现。）
“宋应星虽未看到生态系统中微生物在生物腐化中的作用，但他论及的生物腐化条件及一般规律，却基本符合现代生态学的一般原理。笔者尚未发现宋应星之前有人明确论及此事。”[59]
[1]卡普拉《物理学之“道”——近代物理学与东方神秘主义》，朱润生译，中央编译出版社2012年出版，译者前言第2页
[2]以上引自《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》张允熠, 陶武, 张弛编译，黄山书社2010年出版，第12-13页
[3]以上《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》第15-16页
[4]以上《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》第36页
[5]同上第31页
[6]雅克布逊《休谟哲学可能受东方影响》，《中国：欧洲的样板——启蒙时期儒学西传》第193,194页
[7]《明神宗实录》卷五七二，万历四十六年七月丁亥，第10787页
[8]《明神宗实录》卷五七五，万历四十六年十月乙丑，第10873页
[9]何孝荣《葛寅亮与<金陵梵刹志>》，《南开学报(哲学社会科学版)》2007年06期。何文依据《葛司农遗集》所附张右民《葛司农先生传》，惜此书现只有清抄本，一般大型图书馆未收藏，常人难以一阅。
[10]葛寅亮《四书湖南讲.孟子湖南讲》卷二，《续修四库全书》第163册，影印中国科学院图书馆藏明崇祯刻本。
[11]在中国即便儒家最权威圣人，也和西方宗教教主不同，儒家圣人可质疑嘲笑抨击，这从《论语》、《孟子》的描述都可看得很清楚。儒家贤人圣人非西方教主真理在握、唯我独尊的嘴脸，须虚心接受别人教导，否则即为独夫而非圣人。孟子曰：“子路，人告之以有过则喜。禹闻善言则拜。大舜有大焉，善与人同，舍己从人，乐取於人以为善。”
[12]冯锦荣《明末熊明遇<格致草>内容探析》,《自然科学史研究》1997年第4期
[13]席文（NathanSivin，美国艺术与科学院院士）《为什么中国没有发生科学革命？——或者它真的没有发生吗？》“十七世纪的中国科学革命”“那场革命与当时欧洲正在进行的科学革命相比，远不如后者轰轰烈烈。它没有爆发成一场改变人们对自然传统认识的根本革命”，《科学与哲学》1984年第1期
[14]石云里《十七世纪中国的准哥白尼学说——黄道周的地动理论》，《大自然探索》1995年第2期
[15]纪建勋《我国制造望远镜第一人薄珏及其与西学关系之考辩》，《史林》2013年第1期
[16]杨小明《黄宗羲的天文历算成就及其影响》，《浙江社会科学》2010年第9期
[17]同上
[18]杨小明《黄百家科学思想和成就钩沉》，《华侨大学学报（哲学社会科学版）》1997年第2期
[19]《顾炎武文选》，苏州大学出版社，2001年出版，第196页
[20]古洛东《圣教入川记》，人民出版社1981年出版，第22页
[21]王国强、孙小淳 《<崇祯历书>中的开普勒物理天文学思想》，《中国科技史杂志》 2008年第1期
[22]在当时可说相当浩大工程“七千部书运往北京也费了一大番力气，最初数年只能暂存澳门，此后是分批逐渐带进” 见方豪《中国天主教史人物传》，中华书局（据台湾光启出版社1970年版影印），1988年第1版，第182页
[23]《中国天主教史人物传》第181、184页
[24]《中国天主教史人物传》第182页
[25]同上
[26]郑明珍、胡化凯《论明代的物质不灭思想》，《自然辩证法研究》1999年第3期
[27]同上
[28]同上
[29]宋应星《论气.水火三》，见《野议.论气.谈天.思怜诗》上海人民出版社1976年出版，第84页
[30]宋应星《论气.水火二》，见《野议.论气.谈天.思怜诗》第82页
[31]李迪《宋应星在化学方面的贡献》，《内蒙古师院学报（自然科学）》 1982年第2期
[32]郭子章《博集稀痘方论》，《古今图书集成.医部全录》点校本第11册儿科下，人民卫生出版社1991年版，第347页
[33]同上，第349-350页
[34]杨小明《“胎毒外感说”与中国古代防治天花的成就》，《中华医史杂志》1997年10月第27卷 第4期
[35]朱宝忠《人痘接种史话》，《中西医结合杂志》1982年第2卷第4期
[36]刘锡进《中国古代的免疫思想和人痘苗的发展》，《微生物学报》，1978年第1期
[37]马伯英《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》，《中华医史杂志》1995年7月第25卷第3期
[38]马伯英《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》，《中华医史杂志》1995年7月第25卷第3期
[39]谢蜀生、张大庆《中国人痘接种术向西方的传播及影响》，《中华医史杂》志2000年7月第30卷第3期
[40]同上
[41]马伯英《中国的人痘接种术是现代免疫学的先驱》，《中华医史杂志》1995年7月第25卷第3期
[42]王充《论衡》卷十六讲瑞篇， 黄晖《论衡校释（附刘盼遂集解）》中华书局1990年出版，第732页
[43]王充《论衡》卷三 奇怪篇，黄晖《论衡校释》第160-161页
[44]潘吉星《宋应星评传》，南京大学出版社1990年出版，第417-438页
[45]《船山全书》第12册，岳麓书社1992年版，第467页
[46]付邦红《方以智和揭暄对”光肥影瘦“说的论证》，《自然辩证法通讯》，2008年第4期
[47]方以智《物理小识》卷一，商务印书馆民国二十六年出版（万有文库本），第25页
[48]李志超、关增趁《<物理小识>的光学—气光波动说和波信息弥散原理》，《自然杂志》，1988年第2期
[49]方以智《物理小识》卷一 光论，万有文库本第5页
[50]李志超、关增趁《<物理小识>的光学—气光波动说和波信息弥散原理》
[51]方以智《物理小识》卷七，万有文库本第201页
[52]方以智《物理小识》卷一，万有文库本第15页
[53]方以智《物理小识》卷七，万有文库本第216页
[54]汪世清《方以智在我国古代物理学上的责献》，《物理》1978年第3期
[55]方以智《通雅》卷首三，《四库全书》子部第857册第51页
[56]宋应星《论气.水尘三章》，《野议.论气.谈天.思怜诗》第86-87页
[57]宋应星《论气.形气化五章》，《野议.论气.谈天.思怜诗》第61页
[58]宋应星《论气.水尘三章》，《野议.论气.谈天.思怜诗》第88页
[59]王明美、黄永松《宋应星<论气>中的生物学知识》，《中国科技史料》第14卷第4期（1993年）