2014年3月27日，習近平總書記在巴黎聯(lián)合國教科文組織總部發(fā)表演講強調(diào)，我們要大力發(fā)展科技事業(yè)，通過科技進步和創(chuàng)新，認識自我，認識世界，改造社會，使人們在持續(xù)的天工開物中更好掌握科技知識和技能，讓科技為人類造福。習近平總書記提到的“天工開物”，來源于明代杰出的科學家宋應星所著《天工開物》，這是一部百科全書式的著作，也是中國歷史上第一部關于農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)的綜合性著作，全書涉及工業(yè)文明以前的農(nóng)業(yè)和手工業(yè)各門類的生產(chǎn)技術、工藝流程、設計文化等，是記述我國古代科學技術成就的重要文獻資料。它與北宋沈括的《夢溪筆談》堪稱我國古代科技史上兩顆燦爛的明珠，被譽為“中國17世紀的工藝百科全書”，在世界科技史上占有重要地位。

宋應星，字長庚，生于明萬歷十五年（1587年），江西奉新縣北鄉(xiāng)人，封建士大夫家庭，家中族人世代做官。明萬歷四十三年（1615年），宋應星中舉人，先后做過江西分宜縣教諭、福建汀州府推官、亳州知府。他雖是朝廷命官，但對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和應用技術十分感興趣，當時，中國正處于封建社會晚期，資本主義剛剛萌芽，江西的農(nóng)業(yè)、手工業(yè)比較發(fā)達，萍鄉(xiāng)的采煤、廣信的制銅、景德鎮(zhèn)的瓷器都很有名，這使宋應星有機會接觸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和廣大勞動人民，為撰寫這部著作創(chuàng)造了有利條件。宋應星致力于對農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)的科學考察和研究，廣泛收集科學資料，自謂寫《天工開物》一書與功名進取毫不相關，超前的思想意識使他成為對傳統(tǒng)學術持批判態(tài)度的思想家、科學家。

樸素的唯物主義觀

《天工開物》的書名取自《尚書》和《易經(jīng)》，有其特殊的寓意，意思是將自然力與人力互補，通過技術開發(fā)萬物，即以天工補人工、開萬物。宋應星以此來表述其技術思想并命名著作。宋應星最突出的貢獻是把中國上千年來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和手工業(yè)生產(chǎn)方面的知識、技術、經(jīng)驗作了系統(tǒng)性總結(jié)概括，使之條理化、系統(tǒng)化，著述成書廣為流傳。

《天工開物》收錄了農(nóng)業(yè)、手工業(yè)，諸如機械、磚瓦、陶瓷、硫黃、燭、紙、兵器、火藥、紡織、染色、制鹽、采煤、榨油等生產(chǎn)技術。對中國古代的各項技術進行了分類系統(tǒng)總結(jié)，全面反映了中國工藝技術的成就，構成了一個完整的科學技術體系。《天工開物》全書共3卷18篇。上卷記述農(nóng)作物種植、收割、加工的方法，紡織工具的操作方法，以及制糖、制鹽的工序；中卷記述制造磚瓦陶瓷器，車船交通工具，開采煤炭、硫黃、白礬以及榨油造紙等方法；下卷記述五金開采及冶煉，兵器、火藥、朱墨、顏料的制造和珠玉采琢，礦石的開采、洗選、冶煉、分離技術，金屬合金的冶煉及半連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)。宋應星尊重科學，重視實踐，既有精確的數(shù)據(jù)資料，又附有123幅插圖，單陶器一個門類，就有15幅圖。描繪了各種工具的形狀、名稱，各個工種、各道工序的操作過程，勞動人民的生產(chǎn)情況等，內(nèi)容詳盡，圖文并茂，使人有如親臨現(xiàn)場之感。機械部分，詳細記述了包括立軸式風車、糖車、牛轉(zhuǎn)繩輪汲鹵等農(nóng)業(yè)機械工具，具有極高的科學價值，是中國歷史上一部重要的科學技術著作。

宋應星編寫這部書的出發(fā)點是總結(jié)勞動人民開發(fā)、利用和改造自然的智慧與經(jīng)驗。如“乃服”篇中，在天與人的關系上，提出“聰明由人”，記述書中多半是人們“巧奪天工”的實踐創(chuàng)造。強調(diào)種地，要精耕細作；做工，要精益求精。闡述“稻工”時，特別提到老農(nóng)會用“心計”，充分利用天時地利，一耕之后，再耕，三耕，然后施肥。制瓷，要“功多業(yè)熟”。冶鐵，要用炒過的熟鐵為原料，先用鑄鐵做成砧，作為承受錘打的底座。種植谷物，要分析土壤、農(nóng)作物的品種和特性，隨水土的變遷而改變。說明土壤氣候和培育方法對農(nóng)作物生長變化的影響，而人為的作用可以改變物種的特性，這些闡述為農(nóng)作物的生產(chǎn)、培育奠定了理論基礎。

嚴謹?shù)目茖W態(tài)度

《天工開物》系統(tǒng)記述了各生產(chǎn)領域的技術過程、操作要點、原料及產(chǎn)品、生產(chǎn)工具形式，每個工種都具有系統(tǒng)性和科學性。注重使用插圖再現(xiàn)生產(chǎn)情景，以便于學習模仿。如“乃服”篇中，記述制衣的原料有絲、麻、棉、裘等，單絲一項，就有從養(yǎng)蠶、治絲、織機、經(jīng)綸、花本等各道工序的全部過程，包括養(yǎng)蠶的“養(yǎng)忌”“食忌”“物害”等都進行詳細記載，有些方法到現(xiàn)在還一直沿用。在記述稻的8種病蟲害時，還一一列出防治方法。宋應星崇尚科學，詳細記述了物質(zhì)經(jīng)烈火燒煉而發(fā)生的化學變化，對一些沒有科學根據(jù)的迷信說法一概不收錄。他嚴厲批判煉丹求仙的方術，多次對“鬼變枯柴”“珠徙珠還”等迷信神怪的荒誕謬說予以駁斥。詳細記載了勞動人民在長期生產(chǎn)過程中積累的經(jīng)驗，如：播撒稻種時，如果田里積水過深，稻種還沒來得及沉下，猛然刮起了狂風，稻種就會堆積在秧田的角落造成損失。因此，要注意在風勢平定之后再播撒稻種，種子就能均勻地沉下并育成秧苗。書中對勞動人民總結(jié)的農(nóng)事諺語也加以引用發(fā)揮，如：種小麥時要注意，寸麥不怕尺水，麥初長時任水滅頂無傷；尺麥只怕寸水，成熟時寸水軟根倒莖沽泥，則麥粒盡爛于地。還記載了小麥揚花時的情景：江南麥花晝發(fā)，江北麥花夜發(fā)。如果沒有仔細觀察是得不到這樣的結(jié)論的，充分反映了宋應星科學求實的精神和勞動人民的智慧。

《天工開物》的可貴之處，在于記述了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中許多先進的科技成果，并對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的經(jīng)驗進行了總結(jié)，內(nèi)容涉及面較廣。還記載了我國歷史上有關物理、化學、生物、礦物等自然科學知識，是研究明代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術的一份比較完整的寶貴資料。尤其書中注重利用數(shù)據(jù)來說明事物的狀態(tài)和構造，引入數(shù)理概念，而非單純技術描述，是近代的科學方法。無論種地、做工的時日多少、使用工具的大小及工效好壞，都盡可能用數(shù)字來表述。如：在農(nóng)業(yè)方面，水稻育秧后30天即拔起分栽，一畝秧田可移栽25畝，秧田與本田之比為1∶25。旱稻食水三斗，晚稻食水五斗，失水即枯。記述手工業(yè)的生產(chǎn)，分工明確，動作迅捷，多人合作，彼此銜接，儼然一幅現(xiàn)代生產(chǎn)流水線的分工協(xié)作圖，這些技術數(shù)據(jù)對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要指導作用。《天工開物》中包含大量社會經(jīng)濟素材，從技術角度描述當時社會經(jīng)濟發(fā)展狀況。宋應星投入大量精力，探索、挖掘、吸收各地工藝技法的精髓，使傳統(tǒng)制作工藝得到了傳承和發(fā)展。

崇尚自然的循環(huán)理念

宋應星認為宇宙是一個不斷運動變化、永無止境的過程。萬物由發(fā)生、發(fā)展、壯大而走向滅亡，逐漸轉(zhuǎn)為氣。形與氣的運動變化，既是這一過程的結(jié)束，又是另一過程的開始，因此出現(xiàn)千變?nèi)f化、錯綜復雜，無頭無尾、無始無終、永恒變動的狀態(tài)。在他看來，世間萬物“有生亦有化”，沒有永恒不變的事物。世間萬物產(chǎn)生運動變化的根源在于事物內(nèi)部的矛盾，因此世間萬物有獨必有對。如：光明與混濁；滋潤與枯澀；貴與賤都是相對存在的。發(fā)展到一定程度，在一定條件下都要向相反的方面轉(zhuǎn)化。他從燒制松煙制墨、水銀煉朱砂中，概括出紅與黑、白與紅的對立和轉(zhuǎn)化。認為草木萬物隨季節(jié)枯榮是大自然的熔爐冶煉，只有掌握了萬物的生死枯榮、自然生態(tài)轉(zhuǎn)化，才能掌控利用自然，進一步萌發(fā)了物質(zhì)循環(huán)、能量守恒和動態(tài)平衡的科學理念。

《天工開物》幾乎涵蓋了整個國民經(jīng)濟生產(chǎn)領域從原料到成品的全部制造過程，在當時世界實屬罕見。早在18世紀，《天工開物》已傳到歐洲，引起一些學者的高度關注，先后被翻譯成意大利、德、英、俄、希臘和阿拉伯文等版本在多國流傳，被認為是了解中國古代社會生活和傳統(tǒng)科技的一把鑰匙。英國生物化學家、科學技術史專家李約瑟曾大量引征《天工開物》的資料，并稱宋應星為“中國的狄德羅”。