宋应星关于水火土金木相互关系及划分层次的观点，与明代哲学家王廷相（1474—1544）及科学家李时珍的观点是一致的。王廷相也认为五行应分为水火、土、金木三个层次（《五行辩》）。而李时珍则指出：“首以水火，次之以土。水火为万物之先，土为万物之母也。次之以金石，从土也。”（《本草纲目.几例》）时珍还指出：“水火所以养民，而民赖以生者也。本草医方皆知辨水，而不知辨火，诚缺文哉，其气行于天、藏于地，而用于人。”（《本草纲目.火部》）可见宋应星的思想直接受李时珍的影响，但他又比其前辈对万物的构成探讨得更为绵密。他像李时珍一样，也特别强调水火的作用，这反映了在他那个时代工农业生产技术和科学比前代更为发达。宋应星也指出：“水火二气均平布空，宜以均平附物也。太清之上，二气均而后万物生；重泉之下，二气均而后百汇出。”（《水火三》）“尘埃空旷之间，二气（水火）之所充也。”（《水火二》）这就是说，除构成万物本原的元气而外，其发展形式水火二气也均匀地充塞于天地之间、附载于万物之内。因而“盈天地皆气也”，还应理解为元气及水火二气，二气再与土金木等形作用后，便化生万物。这是对元气论的具体化。宋应星将他的这一新说称之为“形气水火之道”（《形气二》）。
宋应星在剖析水火土金木相互关系及过渡层次，亦即解决了“亦气亦形”这一物质过渡层次与形的物质过渡层次间相互关系及过渡之后，便进一步阐述了万物生成之理。《《天工开物.附录.陶埏》指出：“水火既济而土和。万室之国，日勤千人而不足，民用亦繁矣哉。”这是说靠水火对黏土的交互作用，烧结成陶瓷，供民日用。同书《燔石》章亦云：“至于矾现五色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火。”靠着烈火对来自土中的矾矿及硫黄矿石的锻烧，得到各种颜色的矾石及黄色的硫黄。同章又称：“凡石灰，经火焚炼为用。成质之后，入水永劫不坏。百里之外，土中必生可燔石，石以青色为上。”
这是说将土内所含的青石（石灰石）用火焚烧，便得到石灰，石灰再与水配合使用，便永劫不坏。《冶铸》章称：“夫金之生也，以土为母，及其形而效用于世也。”将土中所含金属矿石以炉火冶炼便得到金属，通过铸造使其成为器形而效用于世，但铸造亦需“媒合水火”。《锤锻.冶铁》云：“凡熟铁、钢铁已经炉锤，水火未济，其质未坚。乘其出火之时，入清水淬之，名曰健钢、健铁。”当金属制出后再烧红锤锻，由于水火未交互作用，其质仍不坚。乘出火之时入水淬之，方成健器。借水火与土（包括土中矿石成分）相互作用，便得到陶器、瓷器、矾石、硫黄、砒霜、石灰、金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属；再通过水火与成形之金交互作用便得到铜锌合金、铜镍合金、铜锡合金，各种各样的铸造器型如钟、鼎、锅、镜、钱币以及锻造器型如刀斧、锄、錞、锥、锯、刨、凿、锚、针、乐器等。同理，亦可制得食盐、砖瓦、银朱、火药、火器等物。这些都是无生命自然界的千万种有形之物，供百姓日用甚繁，而究其本原都是由元气经过水火、土、金的交互作用及气→亦气亦形→形这些物质层次而生成的。
宋应星接着转向论述生命自然界万物的生成机制。他将生物分为植物与动物两大类，而在生物由低级到高级的发展序列中，植物即草木之属较为基本。他将动物按发展序列再分为虫鱼、飞禽、走兽，最后是“万物之灵”的人。他认为动物是从植物演化并生成的，而植物又是从无机物演化与生成的，归根到底是通过水火与土木交互作用而产生。他写道：“气从地下催腾一粒，种性小者为蓬，大者为蔽牛干霄之木，此一粒原本几何？其余皆气所化也。”（《形气一》）就是说，气在土中促使一粒种子生长。种性小的成为蓬草，种性大的成为参天大树。这一粒种子原来有多少呢？其余都是由气转化而成。这里的“气”应理解为水火二气及土气或土壤。因为如前所述，他在《水火三》中指出：“至于木，生于地下（土）。长于空中，二气（水火）附丽其中。”故木中含水火。也就是说，一粒植物种子很小，入土后之所以能成长为参天大树，因为从土中不断摄取水及矿物质、有机质养料。因此草木借水、土及火质（可燃的有机肥料）而成长。宋应星在《天工开物》中所述各种植物如稻、麦、麻、豆、桑、棉、葛、草本染料、油料植物、甘蔗、竹、构树及各种树木的种植，都是根据这一道理而进行的。他更详细叙述了将这些植物借水火及金木石的交互作用而制成植物油、糖、衣料、染料、纸张、车船等产品以及木器、榨油器、糖车、纺织机、各种农具、蒸煮锅等工具及日常用品。虽然谷物种植主要靠水、土及金木，但没有火气配合也还不行，这里火气以日照的形式表现出来。没有阳光（阳气、火气）而阴雨（阴气、水气）绵绵，便会减产。至于谷物加工及食品制造，离开水火与金木也是不行的。由于五气的交互作用，产生出各种各样的植物及其加工制品，像无机界万物一样，供民日用，也归根到底由元气→亦形亦气→形这些物质层次而生成的。至此为止，自然界又添加了一大类实物。
宋应星还反复论述了从无机自然界过渡到有生命现象的植物界的哲学依据。按照他的二气五行之说，草木的基本物质载体是木或木质，而木生于水、火及土，后三者都是无生命的基本物质。既然借水火土木的交互作用能生成有生命现象的植物，那就说明生物最初是从无生命物质中生成、演变的。宋应星在这里把神等超自然力排除在由无机物到有机物、由无生命到生命的万物生成及演变过程之外。他在论述了生物中较基本的草木最初由无机界生成及过渡之后，还进而论述了从植物界向动物界的物质过渡。他在《形气四》写道：“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，究竟源流，亦草木所为也。”这段论述相当精彩，在宋应星看来，植物都有灰质即由无生命的物质成分构成；人与动物的躯体是靠所食植物而生长、发育的，即使是不食植物的猛兽，其所食之禽兽又都是吃植物而生的。因而动物与植物在物质构成上一样，以“其精液相传”。“精液相传”，此处指构成植物的基本物质成分和养料通过植物又传递到动物。“骨肉与草木同其气类也”，只能理解为构成动物躯体的骨肉与草木都有同样的物质成分。“气”是个物质性概念，此处指水火土金木等基本物质成分或“五气”。宋应星还指出，既使是生长于水中的鱼虾，其所食之物，究其源流也是草木之类。这样看来，由于动物体内所含的基本物质成分，与植物所含的是同类，而植物是摄取土内无生命养料及水而生长的，因而在物质构成上在动物界与植物界之间以及在生命自然界与无生命自然界之间，并没有不可逾越的鸿沟。
上述思想自然而然地使宋应星认识到宇宙万物虽然多种多样，但却存在着物质构成上的统一性。他的这一认识不但在原则上是正确的，而且为后来自然科学的发展所证实。他的这一思想也是对唯心主义的神创论和活力论（Vitalism）的批判，而活力论哲学甚至在18—19 世纪时还禁锢着西方科学家的头脑。根据这一哲学，无机界与有机界之间存在着不可逾越的鸿沟，在物质构成上没有共同之点，因有机体是靠神秘莫测的“生命力”（vis vitalis）才能构成。直到1824—1828 年德国化学家韦勒（Friedrich Whler，1800—1882）在试管中从无机物人工合成出有机物尿素时，才敲起了活力论的丧钟。当物质世界靠自然力的作用从植物界逐步过渡到动物界，而动物界又逐步从虫鱼过渡到飞禽、走兽，以至最后出现人类时，大自然变得更加千姿百态、光彩夺目、生机盎然。像宋应星所说，人类可以利用大自然的这些恩惠，再一次施展运用水火及金木的交互作用，从虫类（蚕、蜜蜂）制得生丝供上等衣料用或酿出蜂蜜供作食用，还可用微生物对谷物发酵制成各种营养或医用的类，更可以利用飞禽、貂、狐、羊、水獭、虎、豹及金丝猴的毛衣制成裘服。从羊毛打成毛线织成各种毛织物，或从蚌壳内取出珍珠、用牛筋制成弓弦、以雕翎制造成箭等等，而“使草木无全功”（《甘嗜》语）。宋应星在《天工开物》有关章中详细叙述了从上述动物体制成各种产品的技术。根据他的哲学观点，动物界虽然比植物界属于更高级的发展阶段，但究其物质本原仍不外是从元气、亦形亦气、形及草木这些物质层次而逐步生成、演变的，虽然他没有告诉我们要花费多长时间才能完成这些过渡。他在论述动物、植物及矿物界在构成上的物质统一性时，还谈到物质世界多样性的原因。为此他提出了“形万变而不穷”的哲学命题（《气声八》）。
由于水火、土、金木这些物质要素相互间作用是千变万化的，故而产生众多的物。此外，正如他在《天工开物》中所述，许多自然物通过人工作用后，又产生难以数计的、自然界本身没有的物。用他的话说便是“或假人力，或由天（自然界）造”（《作咸.盐产》）。
在谈到物质世界事物多样性时，宋应星有一段哲学沉思：“天覆地载，物数号万，而事亦因之，曲成而不遗。岂人力也哉?”（《天工开物序》）大意是说，天地之间，事物以万计，通过各种变化而形成完美无缺的世界，这恐怕不全是人力所能办到的。此话不假，地球上的生物物种现在估计约有200 万种，在宋应星时代里已知植物便有近万种，还不包括无机界的矿物在内，其中绝大多数都是大自然以其固有规律而造成的。但人并不是消极等待自然界的恩惠，还用人力生成数以万计的物，由“天工”与“人工”配合造成了多样性的大千世界。与此同时，我们今天还知道构成这么多自然物及人造物的基本物质成分即化学元素，只有百种左右，并且像宋应星所说的，生物与无生物的基本物质成分是一样的。而他的“形万变而不穷”的哲学命题，现在可理解为有限元素原子以其万变无穷的结合方式构成物质世界的多样性。现代物质构造理论还证明一元论物质观是正确的，因为宇宙万物最终都由原子构成。而原子又一分为二：带正电荷的原子核及带负电荷的电子。有趣的是，宋应星的元气也一分为二：水（阴）气及火（阳）气。他的理论当然不能与当代理论同日而语，但在思维方式与理论形式上还得承认他与今人有某种暗合，只不过现代物质结构理论是建立在科学基础上的更高级发展形态，然现代理论也是从初级阶段逐步演变到今天这样的。这证实了一条哲学规律：发展是重复以往的阶段，但是在更高基础上的重复，发展是按螺旋式而不是按直线式进行的。
宋应星在发展万物生成及演变的自然哲学时，把他的哲理与科学技术紧密结合起来，用《天工开物》中所述30 种技术过程的实例来支持并解释他的哲学思想。这不但是中国历史中其他哲学家做不到的，而且像李时珍那样的大科学家也未能做到这一点。他在阐述从最根本的元气经过亦气亦形及形再逐步过渡到无机世界和生命自然界时，提供了一幅万物生成与演变的图景，其基本过渡层次为：元气→水火→土→金木→无生物→草木→动物。其中最关键的一步，是从无生物到生物这一质的转化。
由于受当时科学发展水平的限制，宋应星未能说明这一转化的细节，但他已从哲学上指明了生物是从无生物转化的，这一转化过程是“天工”（自然力）完成的。对于三百多年前的古人来说，达到这一认识就很不容易了。如果我们把他的各种论述都综合起来，则可将他提供的万物生成及演变情景用图解的形式表达出来。试把根据他的思想绘制成的万物化生图与周敦颐的太极图作一比较，便会看到，周图中构成万物本原的是精神性的“无极而太极”，对水火、土、金木五气相互关系描述得不够绵密，而阴阳又脱离了物质载体成为抽象的东西，更重要的是没有说明生物是怎样生成的。所有这些不足都被宋应星一一克服了，因此他所提供的万物化生图景是在传统哲学范围内当时所能提供的较为完善的一种。(未完待续。)(未完待续。)
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