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中世纪中国科学的主要成果在天文学、地学、生物学、医学和数学几个方面。
郦道元（约470～527），中国北魏时期的地理学家，曾任太守、刺史等职，一生喜爱旅游，足迹遍及内蒙古、山东、河南、河北、山东、安徽、江苏等地，并研读过许多地理学方面的著作。
成书于三国时期的《水经》，引起了郦道元的极大兴趣，他充分肯定了这部著作的价值，但又觉得它只叙述水道，缺乏全面性与系统性。又由于岁月的流逝，有些河道有了变迁，名称也有了很大的改动，需要重新修订。他同托勒密一样认为，地理情况在不断地变化，一部地理学著作必须不断地补充新内容，才能保持它的理论价值与实用价值。他说：“虽千古茫昧，理世玄远，遗文逸句，容或可寻；沿途隐显，方土可验。”
研究水系既可以从文献史料中寻找线索，也可以实地验证。为此，他跋山涉水，“访渎搜渠”，经过7年的实地考察，阅读了437种文献，写成了40卷的《水经注》。此书比《水经》的文字增加了20多倍，记述的河流增加了近千条，大大丰富了《水经》的内容。
郦道元认为自然界由于气的运行而不断变化。“元气流布，玉衡常理，顺九天而调阴阳。品物群生，希奇特出，皆在于此。”
他认识到各种地理因素、地理条件是相互联系的，不能孤立地就水道而言水道。所以他在叙述水道时，也注意到水道周围的各种地理因素、地理条件。以水道叙述作线索，旁及水文、地貌、地质、动植物分布、城镇、交通等各个方面，全面地叙述了整个环境，弥补了《水经》的不足。郦道元的这种“因水以证地”的方法，具有朴素的辩证法思想。他提出“水德含和，变通在我”的观念，强调兴修水利的重要性。
贾思勰（约480～550）是北魏时期的著名农学家、生物学家。曾任太守，后弃官回山东老家，从事农业科学的研究。他的《齐民要术》一书共10卷，92篇，正文7万字，注释4万字，引用文献约160种。内容涉及各种农作物的栽培、植物的利用、畜牧和家禽的饲养等等。正如书名所说，从农林牧副渔，到米油酱醋酒，老百姓谋生的主要方法大多谈到了。它是世界上保存下来的最早的一部农业科学著作。
他强调要按照自然规律来从事农业生产。如果从主观想象出发，就会事倍功半，甚至一事无成。他说：“顺天时，量地利，则用力少而成功多。任情返道，劳而无获。”
所以他在总结农民的生产经验过程中，力求探索农业生产的规律性。他说：“春生、夏长、秋收、冬藏，四时不可易也。”
他又说：“上因天时，下尽地利，中用人力，是以群生遂长，五谷蕃殖。”
他主张天时、地利与人力的结合。这是天地人“三才”思想在农业中的体现。
他读了西汉末年
胜之所著的《
胜之书》，对书中有关休耕、轮作的叙述十分重视，就向农民调查，并亲自试验，总结出了一些轮作次序。他还发现豆苗与瓜苗种在一起效果很好，研究了套种问题。
贾思勰在《齐民要术》中提出了一些生物学的思想，尤其是物种同生活环境的关系，有关人工选择、人工杂交和定向培育方面的论述，更具有重要的意义。他发现山东的大蒜种在山西，就小得像橘核。山东的谷子种在山西的壶关、上党一带，就只长茎叶而不开花结实。那么生物同环境究竟是什么关系呢？他为了弄清这个问题，亲自种了许多本地从未种过的植物，发现其中有许多死掉了，但也有一部分活了下来。活下来的植物经过若干代以后，其特性也会发生某些变化。如原产于四川的花椒，味浓而本性不耐寒，在山东落户以后，它逐渐适应了寒冷的气候，但气味淡了一些。这使他认识到生活环境的变化会引起生物特性的变化，即物种是可以变异的。由此他又进一步设想，如果我们人为地改变生物的一些生活条件，就可能引起物种的变异。
他还用生动形象的比喻来说明物种变异的道理。他写道：“一木之性，寒暑异容；若朱蓝之染，能不易质？”
意思是说，同一种树处在不同的寒暑条件下，其性能就会有所不同，就如同一个物体染上了红色蓝色，怎么会不发生变化呢？
贾思勰还认识到了“子性类父”、“父大则子壮”的遗传现象。他的著作中还包含有一些与器官相关的观念。比如他在谈到相马术时就指出：马鼻大则肺大，肺大则善于奔跑。他还说买猪要看嘴，嘴长齿多的猪不是好猪等，明确地指出了各种器官之间的相互联系。
达尔文在谈到选择原理时说：“我看到一部中国古代的百科全书清楚记载着选择原理。”达尔文所说的那本“中国古代的百科全书”，很可能就是贾思勰的《齐民要术》。
张遂（673或683～727）是唐代天文学家，河南人，曾出家当和尚，法名一行。青年时期张遂十分好学，曾到长安城内藏书很多的元都观借书阅读。因博学多才，他受到唐玄宗的重视。717年被召入宫，担任唐玄宗的顾问。不久唐玄宗即任命他主持历法的修订工作。这件工作成了他一生最后10年的工作中心。正是在修订历法的过程中，他组织了大规模的天文观测工作，在全国建立了十几个观测站，获得了许多重大发现。
他测定了150多颗恒星的位置。他认识到太阳运行速度的变化，发现太阳走到最南时，速度最快，然后逐渐减慢，到最北时最慢，以后又逐渐加快。
他通过对行星的观测，发现五大行星都不完全在黄道面上，各行星的轨道面同黄道面都有一定的倾斜角度。
自汉以来，“王畿千里”，“影差一寸”，即南北相差千里，影子长度相差1寸，已经成为传统的观念，成了许多盖天论者与浑天论者进行数字计算的依据，也是盖天说的一个基本观点。724年，张遂组织人用圭表（铜制标杆）测影法在河南平原地区进行测量，发现南北两地相距大约250唐里，表影长度就相差1寸。如从阳城到武陵是1826唐里，表影差7.3寸；从阳城到横野军为1861唐里，表影差8寸。于是他用大量的数据推翻了“寸差千里”的传统看法，沉重地打击了盖天说。
中国古代天文学十分重视北极星，所以测定北极星的高度是一件十分重要的工作。张遂曾率领一批人进行了这项工作。他们在滑州测得当地天极出地高度（观测者向北极星的视线与地平面的夹角）约34度30秒。在测量中他们还发现，河南地区两地相距351唐里，北极高度就差1度。因为北极高度正好是当地的地理纬度，所以这实际上是测出了地球子午线1度的弧长为351.27唐里，相当于129.22千米。这个数据虽然同实际情况相差约20千米，但在1000多年以前的那种条件下，能得到这个近似的数据是很不容易的。所以严敦杰先生称赞这项工作是“划时代的贡献”，李约瑟认为它是“科学史上划时代的创举”。
张遂还对历史上的43次日食与99次月食的记录作了认真分析研究，发现白道（月亮绕地球公转的轨道在天球上的投影）与黄道的交点大约18年内在黄道上移动一周，而每一次日食都是在白道与黄道交点或其附近发生。这样，假如知道了上一次日食的时间，就可以推算出下一次日食的时间。他根据这个理论，预报了三次日食。结果第二次预报的日食看到了，而第一次、第三次预报的日食却没有看到。张遂坚信自己的预报是正确的，但又不能从理论上解释这个现象，就求助于“天人感应”，说这两次预报的日食本来是应当发生的，可是由于唐玄宗“德之动天”，所以就没有发生。实际上张遂的这两次预报也同样是对的，只是在中国观测不到罢了。科学的预言本来已被证实，只是由于条件的限制，科学家本人一时未能看到这种证实，于是迷信就乘虚而入。科学与迷信就是这样交织在一起的。
从725年开始，他动手制定《大衍历》。这是他和他领导的一批天文学工作者十年辛勤观测研究的结晶。但他未能最后完成这项工作。727年张遂病危，当唐玄宗来到他身边，并命令医生进行抢救时，他已离开了人间。
张遂一生勤奋好学，注重观测，并能大胆地在前人工作的基础上有所创新。他的研究工作得到了唐玄宗的支持，就像后来的第谷得到丹麦王的支持一样。由于唐代佛教盛行，所以在他的天文学思想中也包含一些迷信的成分。对于身兼和尚与科学家两重身份的张遂而言，这是毫不足奇的。
沈括（1031～1095）是北宋时期一位大科学家，对数学、天文、地学、物理、化学、生物学、医药等方面均有所研究。他生于浙江杭州，父亲做官。沈括自幼好学，14岁时就读完了家中的藏书，并跟随父母到过许多地方。这些对他以后的科学研究工作大有裨益。沈括23岁时父亲去世，他在江苏沭阳县任主簿，1063年中进士，1066年调任昭文馆校勘，这使他有机会阅读皇家图书馆的大量书籍，并开始天文学研究。以后在司天监任职，负责观测天象，制定历法。从1068年起，他住在润州（今江苏镇江）梦溪园，编写他的大型综合性学术著作《梦溪笔谈》，后又有《补笔谈》3卷，《续笔谈》1卷。
《梦溪笔谈》原书30卷，现传本为26卷。共分故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、权智、艺文、技艺、书画、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议等17目。
在天文学方面，沈括的主要工作是制定历法。1074年他主持编订《奉元历》。晚年又提出《十二气历》，以十二气为一年，每年分四季，每季分孟、仲、季三个月。他按节气定月份，立春那天算一月一日。过去中国采用的是阴阳合历，二历不能很好地调和。沈括提出的这个新历是彻底的阳历，就避免了这个缺点，也比较适合农业生产的需要，比现行的公历《格里历》还要合理。他估计到新的历法必然会受到保守势力的反对，但他充满信心地说：“今此历论，尤当取怪怒攻骂，然异时必有用予之说者。”
他在司天监任职时，研究了北极星与天北极相差几度的问题。古时以为天北极是不动的，但实际上天北极是地球自转轴向北延伸到天球上的点，因为地球日转轴在空间的方向是变化的，所以天北极也在空间中绕一个圆圈。由于天体的移动，现在的北极星与古代的北极星不是同一颗星。沈括时代的北极星是天枢星，现在的北极星是勾陈一。汉以前的学者都认为北极星位于正北方，即北极星正好在天北极的位置上。6世纪初的祖
认为二者相差1度多。沈括觉得这个数据不大准确，就同好友卫朴一块，经过3个月的努力，画了200多张图纸，“然后知天极不动处，远极星犹三度有余”。
沈括认为日月的形状如弹丸，而不像平面的团扇，月亮的盈亏就证明了这一点。可是日月天体都像弹丸，那么它们相遇时为什么不会互相妨碍呢？他说这是因为日月都是由气构成的，有形而无质，所以相遇时互相不碍事。
沈括还发现一年里每一天的时间长度并不是相等的，这是前人从未想过的问题。他实际上提出了“平太阳日”（24小时）与“真太阳日”（实测太阳视圆面中心两次升过天球子午圈的时间间隔）的差数。时间是天文学中的一个最基本的量，沈括指出太阳日的长度有变化，这对精确测量天体运动具有重要意义。
在地学方面，他发现延州有人使用石油，遂创立“石油”一词，并预言石油“后必大行于世，自予始为之”。沈括观察了浙江温州的雁荡山，认为那儿的峭拔险怪的特殊地貌，是由水力的侵蚀所造成的，在科学史上比较早地用水的侵蚀作用来解释山岳的成因。他还最先用河流的侵蚀作用来解释平原大陆的成因，这比英国的赫顿要早600多年。他明确指出化石是古代生物的遗迹，而不是什么神秘的现象，并根据化石来推论古代的自然环境，这也比意大利的达·芬奇早400多年。他主张海陆变迁，反对“天地不易”的形而上学观点。沈括在河北，根据山崖中的螺蚌化石和砾层的层积带推断出太行山在远古时是海滨。他说：古书说舜把鲧杀死在羽山，当时羽山在东海之中，现在却在大陆之上，这有力地证明了沧海桑田的道理。他还绘制了大型的地图集，并用木头与蜡制成了一个相当精确的立体地理模型——《使契丹图抄》，这是世界上第一部立体地图。
沈括的磁学知识十分丰富。李约瑟称《梦溪笔谈》是“最早记述磁针的书籍之一”。他认识到了磁石的两极性，记述了磁铁的磁化方法：用永久磁石磨针。尤其宝贵的是他第一次描述了地磁偏角现象。他写道：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”
即北极不是指正北，而稍微偏西。在西方，据说是1492年哥伦布第一次横渡大西洋时才发现了磁针的偏角，比沈括要晚4个世纪。但是他承认他对磁的本质还不清楚。他说：“磁石之指南，犹柏之指西，莫可原其理。”
他还记载了许多种动植物的分布状况、性能以及同人类的关系，纠正了前人的一些错误说法。他强调人在农业生产中的能动作用，说：“一亩之稼，则粪溉者先芽；一丘之禾，则后种者晚实，此人力之不同也。”
沈括在中国科学史上占有重要的地位。李约瑟称他是“中国科学史上最奇特的人物”，“中国科学史上的坐标”。但他的科学成果大多是描述性的，缺少系统的理论。
郭守敬（1231～1316）是元代杰出的科学家，在天文学、数学、水利工程等方面均作出了很大的贡献。他出身于河北省的一个书香门第，在祖父的影响下从小就喜爱数学与水利，后又对天文学发生了浓厚的兴趣。1292～1293年间，曾主持从通州到北京的运河工程，此河全长164华里，忽必烈命名为“通惠河”。
1276年，忽必烈下令设立负责编制新历的机构——太史局，并委派郭守敬参加制定历法的工作。为此，郭守敬研究了自西汉以来的70种历法，分析其长短得失，指出有创见的是13家，充分肯定了前人的成就。要制定新历，就要有精确、简便、合用的观测仪器。他主张“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表。”
他研制了20种天文仪器，包括简仪、浑仪、候极仪、玲珑仪、定时仪、仰仪、高表、星晷、正方案、丸表、悬图、异方浑盖图等。西方传教士汤若望在看到他制造的简仪以后，赞赏不已，认为这个仪器比西方要早3个世纪，称郭守敬为“中国的第谷”。实际上第谷应称为“丹麦的郭守敬”。郭守敬研制的简仪与浑仪的明代仿制品，至今还保留在南京紫金山天文台。
1279年，他建议设立的大都司天台建成。1279～1280年间，郭守敬组织了全国规模的天文观测活动，在全国设立27个观测点，比张遂组织的观测点要多1倍。这些观测点遍及全国，东起朝鲜半岛，西抵川滇与河西走廊，南及南中国海，北尽西伯利亚，当时人们称之为“四海测验”。此次观测南北统长一万多里，东西绵延约五千里之遥，其地域之广，规模之大，在历史上是空前的。
后来法国数学家、天文学家拉普拉斯曾在自己的著作中引用了郭守敬这次观测的结果。拉普拉斯说：公元1279年到1280年期间的观测之所以重要，是由于它们的高度准确性。他称赞郭守敬的测量具有“卓绝的精度”。
在大规模的观测工作中，郭守敬等人获得了一些重要的成果。他们对黄道平面和赤道平面（地球赤道所在平面的延伸）的交角，做了比较精确的测量。自汉以来，人们认为黄赤交角是二十四度。郭守敬通过几年的观测，得出的数据是二十三度九十分三十秒（古度为六十进位制，郭守敬改为百进位制），折换成现在的通用进位制，为23°33′23″．3。按美国纽康的公式计算，那时的黄赤交角应为23°32′0″．8，误差只有1′22″．5。显然，郭守敬所得出的数据比前人要精确得多。
他还对回归年的长度进行了比较精确的计算。“冬至者历之本”，他从816年的历史资料中，取出6个比较可靠的冬至时刻，得出5个回归年的长度。又将这816年的所有日数及尾数，除以总年数，得到回归年的平均长度是365.2425日，同现在通用的格里历相同。
此外他还对1000多颗未命名的恒星进行了仔细的观测，编制成星表。
1281年，郭守敬主持编制的《授时历》开始实行，其精度比以往各种历法都高。它纠正了7个历代沿用的重要天文数据，创立了5项新的推算方法。明朝颁行的《大统历》基本上就是《授时历》，如把这两种历法看作一种，那么可以说它是中国历史上使用时间最长的一部历法。
郭守敬研究天文的最大特点是重视观测，重视观测仪器的研制与改进。他的学生曾称赞他说：“观其规画之简便，测望之精切，巧智不能私其议，群众无以参其功。”
郭守敬在天文学上的成就受到了国际天文学界的高度评价。1970年国际天文学会将月亮背面上的一个环形山命名为“郭守敬山”，以纪念这位杰出的天文学家。
郭守敬一生天文学著作甚多，有10多种，达100多卷，阐述了新历法的编订原则，分析历代历法的缺点，是天文学史上十分珍贵的史料。可是在古代中国天文学的研究（连同占星术）属“官办事业”，元朝政府曾下令禁止民间私习天文，甚至规定天文官员不得同人交往，防止泄露“天机”。于是在郭守敬死后，他的天文学著作也被秘藏在官府深院，后来反而失传了。
徐光启（1562～1633）是明代著名的农学家、天文学家，又是我国欧几里得《几何原本》最早的译者。他出生在上海，1597年中举人，1604年中进士，并在北京向意大利传教士利玛窦学习数学、天文、测量、水利等方面的知识。先后任礼部侍郎、尚书、内阁大学士等官。
他主张“富国必以本业”即发展农业，“强国必以正兵”即提高兵力。他赞同古人的以农为本的思想，认为朝廷应当采取重农政策。他对农业生产问题进行了大量的调查研究，并亲自耕作、实验。他63岁时开始总结自己在农学方面的见解，撰写《农政全书》。此书包括农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植、牧养、制造、荒政等12章，其中有我国历代农业文献的材料，有农民的生产经验，而主要是阐述他自己的见解。这是一部农业方面的百科全书。
他治学严谨，重视调查和实验。为了解决一个问题，他甚至用几年的时间进行调查研究。比如他为了对付蝗灾，经过7年的实地调查，访问农民，又查阅了自春秋以来的111次大蝗灾记录，观察蝗虫由卵变蛹、由蛹成蝗的生活史，最后才提出了从灭卵入手的治蝗方法。
他反对把气候、土壤与农作物关系绝对化的“风土论”。他说：“若谓土地所宜，一定不易，此则必无之理。”
他主张可以在没有种过某种作物的地区，试种那种作物，他本人也积极从事这项实验，曾在上海一带移种福建的甘薯并获得了成功。他还说：“余故深排风土之论，且多方购得诸种，即手自树艺，试有成效，乃广播之。”
徐光启也是一位杰出的天文学家。1629年，钦天监官员张应候根据《大统历》，推算五月初一将发生日食，徐光启推算的日期则为五月初二，结果证明徐光启的预报是正确的。徐光启指出，《大统历》年代久远，与实际情况已不完全符合了。崇祯帝知道此事后，就罢了张应候的官，任命徐光启负责修订历法的工作，并设立了历局。徐光启到职后，聘请意大利人、瑞士人翻译外国天文学著作，并根据西方天文学理论研制了一些新的天文仪器。如“万国经纬地球仪”，是我国最早的地球仪。他还制造了3台伽利略式的望远镜，从此中国天文学史上出现了一个新局面——开始用望远镜来观测天象了。
历法由西方传教士汤若望等和中国学者共同编著，每一卷都由徐光启审阅定稿。全书共130卷，名为《崇祯历书》。徐光启在《历书总目》中，把历书内容分为5个方面。（1）天文学的基础知识，包括天体运行的规律，球面天文学原理等。（2）关于日月行星运行情况的表格。（3）有关的数学知识，主要是从欧洲传来的三角学与几何学。（4）天文仪器的制造与使用说明。（5）旧法与西法的度量单位换算表。他认为修订历法应以西方历法为主，但对中国的历法也要研究，取长补短，使二者融会贯通。他还绘制了一幅《全天球恒星图》。他主持制定的新历，就是中国400多年一直沿用的阴历。
徐光启在中国科学史上的特殊地位在于：他是第一个向中国系统介绍西方科学，并试图用西方近代科学方法进行科学研究的人。在天文学方面，他主张修订历法时以西法为主，采用了第谷体系，应用伽利略式望远镜来观测天象，采用欧洲的自鸣钟来计时。在水利工程方面，他翻译了《泰西水法》。在数学方面，他同利玛窦合作，翻译了欧几里得《几何原本》的前6卷。后面9卷则由清代的李善兰和英国的维列亚力翻译。“几何”一词就是徐光启根据英语的音与义翻译出来的。几何学中诸如点、线、面、平行线、钝角、三角形、四边形、外切、相似等概念都是他首先采用的。译著于1607年刻印出版。徐光启还特地写了一篇《几何原本杂论》，他说：“能精此书者，无一事不可精；好学此书者，无一事不可学。”“闻西国古有大学，师门生常数百千人。来学者先问能通此书，乃听入。何故？欲其心思细密而已。其门下所出名士极多。”
徐光启基本上与哥白尼、伽利略、第谷、开普勒是同时代人。当徐光启在东方主持历法的修订工作时，近代力学与天文学在欧洲已初具规模，西方的科学已开始赶上和超过东方。在这历史转折的时刻，徐光启打开了中西学术交流大门的一角，这本来是对中国科学的发展有重大意义的一件大事，可惜，由于种种社会历史原因，刚刚打开一角的大门，又被紧紧地关上了。在17、18世纪，这扇大门始终没有敞开过。徐光启在《几何原本杂论》中说过：“此书为用至广，在此时尤所急须。……而习者盖寡，窃意百年之后必人人习之，即又以为习之晚也。”徐光启在这里讲的是古老的欧氏几何，实际上也是在欧洲刚出现不久的近代科学，遗憾的是他的这个愿望在100年以后并未能实现。一部分先进的中国人直到五四运动时期才开始意识到近代科学的重要，真使人有“习之晚也”之感。
宋应星（1587～约1666）是明清之际的科学家，1637年发表《天工开物》18卷，后被译为日、英、法、德等国文字，在世界上广为流传。此外还有《野议》、《论气》、《谈天》等著作。
宋应星是位元气说者。他提出了有关万物本源与本质的“形气论”。“天地间非形即气，非气即形。……由气而化形，形复返于气，百姓日习而不知也。……初由气化形，人见之，卒由形化气，人不见者，草木与生人、禽兽、虫鱼之类是也。”
“百姓日习而不知”，说明日常生活经验可以认识“形”，但难于认识“气”。要认识“气”，就需要抽象思维。
从《天工开物》的书名来看，宋应星十分重视人与物即人与自然的关系。他说：“人工、天工亦见一斑云。”
可见他把“天工”与“人工”并提。他又说：“或假人力，或由天造。”
他又把“人力”与“天造”并提。“开”含有“开发”的意思。“草木之实，其中蕴藏膏液，而不能自流，假媒水火，凭借木石，而后倾注而出焉。”
草木子实藏有油脂，但不会自动流出。人只有利用水火，凭借木榨、石磨，才能使草木子实的油脂流出，供人利用。自然物不能自发满足人的需要，所以人要“开物”。潘吉星先生说：“将‘天工’与‘开物’结合在一起，意味着通过技术的桥梁将（1）天工与人工，（2）自然力与人力，（3）自然界的自发行为与人类的自觉行为相结合与协调，使之相得益彰，不断地从自然界开发出种种有用之物。这就是宋应星‘天工开物’思想的精神实质。如果用一句话来概括他这一思想的字面含义，则为‘以人工役使天工来开物’，或‘利用天然力配合人工技巧开发出有用之物’。”
在人与物的关系上，宋应星说：“人为万物之灵。”
万物“巧生以待”
。“五谷不能自生，而生人生之。”
五谷要靠人来种植。人是主动者，自然万物虽很巧妙，但有待人去开发。人不能完全依赖天工，还要用人工来补充。宋应星的同乡帅念祖说：“盖以人力尽地利，补天工。”
这话的意思是说，人应当发挥自己的作用，充分利用“地利”来补“天工”。帅念祖的这句话可以看作是对宋应星“开物”思想的解释和发挥。
宋应星认为“开物”包括“造物”。宋应星说“造物有尤异之思”
。此处的“造物”也许指“天工”，但他的另一句话就说得很清楚了：“盖人巧造成异物也。”
“人巧”也可“造物”，而且人可以造“异物”。此处的“异物”，可能含有不同于一般所见之物（自然物）的意思，即“人造物”与“天然物”（或“人工自然物”与“天然自然物”）不同。他认为人力并非万能。“天覆地载，物数号万，而事亦因之，曲成而不遗。岂人力也哉？”
宋应星的天工开物的思想，是我国原始的“人工自然论”。
如何开物、造物？宋应星提出法、巧、器这三个要素。法是操作方法，巧是操作技能，器是工具。他实际上认为技术是法、巧和器的结合。
他继承了“三才”思想。关于人的因素，他强调“勤”和“巧”，这是符合农业生产特点的。
宋应星还提出了一些生物学的思想。他说：“草木有灰也，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，故骨肉与草木同其类也。即水中鱼虾所食滓沫，究其源流，亦草木所为也。”
动物的物质成分来自植物，植物的物质成分来自无机物，精液相传，骨肉与草木同类。“凡粮食、米而不粉者种类甚多。相去数百里，则色、味、形、质随方而变，大同小异，千百其名。”
同一种谷物生长在不同地区，其色、味、形、质都随地而变。
在研究方法上，他提倡“穷究试验”。穷究，即追问事物的本质；试验，即观察与测试。