“格物穷理”巧循自然——《天工开物》造物思想的生态意蕴与价值①

马 敏（四川美术学院 设计学院，重庆 401331）

在历代造物与工艺文献中，自《考工记》开篇的“天有时、地有气、材有美、工有巧”发端，寻求造物活动与天地自然的和谐一直是贯穿其中的重要理念。植根于农耕社会的造物活动，因农时节气的影响与地理、气候的差异，在资源、材料、技术、工艺流程等方面都呈现出明显的限制性、规定性特征。可以说，只有尊重自然、顺应自然变化规律，传统造物体系才能得以顺利发展与传承，这也是传统造物观自发地具有生态意识的根源所在。而成书于明代后期（1637 年），由宋应星所著的《天工开物》，是目前存世的造物文献中最为完善的一部，就生产造物的品类之全、过程之系统、论述之周详，大概无出《天工开物》之右者。在看似庞杂的生产与造物活动记述中，宋应星对人工之物的生产与制造，及其与自然的关系问题都有十分深入的探究与思考，这一思考所形成的逻辑与观念支撑了《天工开物》的文本论述，并在很大程度上将传统造物中“顺应自然”这一生态伦理意识进行了更为理性的构建与更为深入的推进。

本文对《天工开物》的探讨，并不仅限于《天工开物》这一文本，而是把宋应星的相关著作在必要时也纳入其中，以期在宋应星整体思想的语境中来把握其主旨。其中至少涉及几个关键的问题，即宋应星以什么样的方式来理解与探寻自然？他竭力探究的自然秩序与法则是什么？如何看待人力与“天工”，即人与自然之间的关系？在他所在的时代，物的生产与制造如何才能与自然法则和谐一致，即如何借助“天工”实践“开物”？这一系列问题的展开，是寻绎《天工开物》造物思想的关键所在。

一、“格物穷理”：宋应星的知识生成路径

相较于历代的造物文献，《天工开物》最为突出的特征之一就是其强调实地调查与量化研究的实证主义立场。正如宋应星在《天工开物•序》中所言：“为方万里中，何事何物不可见见闻闻？”《天工开物》中的所有记述基本上都来自于宋应星对生产与造物活动实地现场的调查。经由农业与手工业两大领域三十种生产制造活动的缜密观察与研究，宋应星利用了数据统计、实地测量、技术图解、现场试验等多种研究手段，详细记录并探究了造物过程中的原料特性、制作流程、工艺要点、生产工具以及成品特性等。而每一类的论述大都包含品种、用料、产量、时节等数量关系，其中所涉及的数量类型有长、宽、高、重量、容积、时间、比例等, 长度精确到寸,重量精确到钱，可见宋应星对量化研究方法运用的熟稔与严谨。在试验方面，他主张凡事“皆须试见而后详之”（《天工开物•佳兵》），而“其他未穷究试验，与夫一方已试而他方未知者，尚有待云”（《天工开物•膏液》）。可以说，《天工开物》在造物领域中所应用的这一系列实证研究方法，在当时完全是具备开创性，而令人耳目一新的。从中也可见宋应星对外在的造物世界抱有极大的探索热情与追根究底的欲望。他力图通过对每一领域生产与造物过程的测量、计算、试验等反复深入的实证性研究，把握其特性与因果关系，从而归纳总结出造物体系背后的规律与法则。这一知识生成的过程与方法，借用晚明时期熟悉的术语，正是一种“格物穷理”的认识论。

此处必须说明的是，所谓“格物穷理”仅限于语汇的借用，与宋明理学语境中的格物穷理，在目的与内涵上有着截然不同的差异，但两者之间也存在着知识理路上的内在关联，可谓同途而殊归。宋应星生活的这一时代，正是理学余晖笼罩之时，士人的求学、科考仍然以朱熹《四书集注》为准绳，理学的内容与理路显然是宋应星知识背景中不可或缺的部分。但宋儒的格物穷理，是通过“对各种事物的观察、描摹、分析与涵泳”，返归内心来体会内蕴于万物中的先天之“理”，即道德本源和根据所在，最终通往自身道德心性的提升[1]。这与宋应星的取向恰是相反的，前者之“理”指向道德本源与内在心性，而后者之“理”着意于自然宇宙规律与外在世界。当然，这两种路径其实在理学的构建成形之时已见端倪，在朱熹那里体现为“道问学”和“尊德性”两端，正是这一分支引发了理学内部的歧见与不同的学术走向。而在宋应星生活的明代晚期，追求道德超越的理学却在官方意识形态300 余年的打包推行之下，完全沦为了读书人的“高头讲章”，成为欺世盗名的性理玄学，并在很大程度上使得的晚明腐朽政治无药可救、裹足不前。目睹社会治理之无力与溃败的宋应星，恰恰是看到了这一方法的积弊，出于对空疏僵化的理学之反拨，从而试图走出一条寄望于对自然与物质的探索而务实求真的道路。

当然，在对宋明理学认识论的反拨之外，这一学术取向的选择与知识路径的生成，显然还有外部现实情境的影响。概而言之，一是晚明时期工艺造物活动的大规模发展与技术的革新，二是由西学东传推动的明代实学思潮。宋应星所生活的明代后期，是一个物质消费勃兴与繁荣的时代，随着明代末期对手工徭役制的废除，民间的手工工场大量出现，手工业的制造与生产规模逐步扩展，各地商品生产制造与交易活动都极为兴盛。这一背景在《天工开物》之中也有诸多体现，《天工开物序》中对当时的贸易活动即有“滇南车马纵贯辽阳，岭徼宦商横游蓟北”的描述。同时，在生产技术方面也有大幅革新，农业生产工具从利用人力发展到普遍使用兽力和水力，陶瓷等手工产业出现以景德镇为代表的制陶中心，纺织工具和技术有所提高，煤炭和冶金工业也有极大发展。在宋应星多次赴京赶考的路途之中，沿途所见的生产制造活动必然给他留下了大量直观而感性的经验，也对他转向外在物质世界的关注有着直接的影响；另一方面，这一依托于外在探究而获得真知的路径在由文人主导的知识脉络中虽不多见，但也并非个例，在晚明时代已逐渐汇聚为引人注意的实学思潮。自明代中期与王守仁几乎同时的王廷相（1474—1544）开端，就开始走向一条与宋明理学追求“内圣”的心性之学不同的注重事功之路径，经吴廷翰（约1491-1559）、杨东明（1548-1624）、吕坤（1536-1618）、陈第（1541—1617）等人的相继阐发明确转向注重“时务”与“世务”的学问，开启了明代的实学思潮。而16 世纪末，利玛窦等一批西方传教士推动的西学东传，又使得科学精神与技术革新开始进入到中国士人群体的视野。徐光启（1562—1633）、李之藻（1569—1630）、王徵（1571—1644）等人对西方自然科学与技术的学习与著书立说，也将治学路径进一步引向对自然事物的研究，推动了崇尚实证分析、逻辑推理与数学论证的理性方法倾向。以上两个因素对宋应星着眼于外在的造物领域，并以实证性的“格物”方法切入这一领域的研究提供了适宜的社会背景与思想土壤，也使得这一知识生成路径有其内在的必然性与合理性。

借由这一理性化的“格物”路径，宋应星的“穷理”最终又导向了什么样的自然认知呢？如前所述，宋应星之“理”与宋儒之“理”大相径庭。后者是超越于“气”之上的先天之“理”。而宋应星探究之“理”，则是存在于自然界中宇宙万物的普遍规律。在宋应星所应用的语汇中，“理”与“天道”“天工”“造化之功”“生化之理”等概念密切相关。究其实质，可归于“气”这一充溢于天地之间的物质性本体的运行法则。这一至关重要的逻辑前提在宋应星同一时期的另一著作《论气》之中有详述。“天地间非形即气，非气即形，杂于形与气之间者，水火是也。由气而化形，形复返于气，百姓日习而不知也。”[2]宋应星认为，“气”是宇宙间的物质本体，而“形气化”则是自然界的普遍过程，是宇宙万物生成变化的源泉和法则。一切自然现象一一日月星辰、风雨雷电，一切物类一一草木土石、虫鱼鸟兽,乃至人类都是由“气”构成，也由“气”的运化而生灭[2]52-56(见《论气》“形气一、形气二”)。这种以“气”为本体的观念，实质上属于中国本土以来的古老的“气”以及“阴阳五行”的传统，正是在这一传统中，形成了“天人合一”这一由来已久的宇宙观，并一直影响着数千年来中国人对人与自然关系的认知。但宋应星的突破在于，他并非从主观臆想或抽象思辨入手，而是历经对自然万象大量而细致入微的观察、实践之后总结得出，从而为“气”这一古老传统开拓了实践性的维度。在《天工开物》的诸多工艺流程与环节中，宋应星都对“气”的变化运行轨迹进行了探究，尤以“水火”这一介于“形气”之间的元素的相互作用与变化记录尤为细致，使这一根本性的法则外显于物的生产制造过程之中（见《天工开物》“作咸”“甘嗜”“陶埏”“冶铸”“锤锻”“燔石”“膏液”“杀青”“五金”“佳兵”等章）。

如果说对自然的尊重与顺应是古代造物思想的总基调，成书于17 世纪的《天工开物》则在知识生成方法与路径上有新的突破。这导致了我们对“自然”更为深入的理性化认识。通过对两大类型三十种造物领域，以及自然万象细致入微的反复观察、试验与量测，可以说，在宋应星的认知体系中，那个隐约的、主宰的、模糊的天与天道已经逐渐祛掉了神秘而朦胧的面纱，并益发明晰化、秩序化，所谓“天有显道,成象两仪,唯恐人之不见也。自颠及尾,原始要终,而使人见之审之。”[2]99天道，也即自然万象体现为一系列可以认识与把握的法则与规律。虽然宋应星对自然法则的理解仍然有所局限，但这一知识生成路径显然也对造物领域中方法与规律的探究奠定了基础。

二、巧循自然：善用、巧用自然之理的方法论

经由“格物穷理”的知识生成路径，宋应星搭建起了对自然及其规律的认识框架，从而形成了对人与自然关系的深入看法。自然力是神奇而伟大的，正如他在《天工开物•序》开篇所言，“……曲成而不遗，岂人力也哉？”自然的生养与造化之功人力无法企及，只能仰望，但自然的运行法则却是人可以去把握与遵循的。《天工开物》中一条潜在的主线即是，自然中蕴藏着造化伟力，人需要持续不断地探求自然中万事万物的规律，并在生产与造物领域巧妙地学习、把握、遵循这一规律，才能借助自然的神奇力量开物成务，为人类所用。而这样一种涉及生产与造物方法论的认知，其实已经是一种今人所谓的理性而深刻的生态意识。在《天工开物》对生产与造物领域的论述中，我们可以从以下三个层面来加以辨析：

1.善用自然资源

人类生存发展的历史，其实质也是学习如何适应、利用与开发自然的历史。基于对自然万物的深入洞察，宋应星对人与自然的关系有非常清晰的认识。其中首要的一点是，自然为生养人类之母体，蕴藏着人类生存所需的丰富资源与能量。《天工开物》的诸多表述中，都明确地体现了这一认识。 “生人不能久生，而五谷生之。五谷不能自生，而生人生之。” （《天工开物•乃粒》；“大地生五金，以利天下与后世”（《天工开物•五金》）；“而斥卤则巧生以待。孰知其所已然？”（《天工开物•作咸》）人类密切地依赖于大自然，谷物是大自然给予人类的生存食粮，金属是土地为人类提供的蕴藏地下的资源，即使在不毛之地，食盐也能巧妙分布各处，自然中飞鸟虫鱼、草木山石相互配合协调，共同促成了花蜜之酿成……各种可为人所用的材料与物产蕴藏于自然界的万事万物之中。由此可见，“天工”最根本的含义之一，即是天（自然）之丰富蕴藏与无私赐予。在《天工开物》之中，处处可见宋应星对自然造化的赞叹与敬仰。

“巧生以待”的自然，是一个潜在而巨大的资源宝库。但尚需要凭借人类的智慧，发现其藏身之处，依循自然规律进行巧妙的发掘与利用，这就是“人工”“人力”之重要所在。“ 草木之实，其中蕴藏膏液，而不能自流。假媒水火，凭藉木石，而后倾注而出焉。此人巧聪明，不知于何禀度也。” （《天工开物•膏液》）正是人力主动的开采与利用、借助工具与器械，才完成了从自然资源到可用之物的转换，这即是所谓的“以人力尽天工”。

在开采、取用自然物产的过程中，不同的季节时令、不同的地域对材料的生长与质地有至关重要的影响，甚至取用的时机也受此限制。《天工开物》“造糖”一节，对此进行了详细的记录（详见《天工开物•甘嗜》）；“膏液”篇中，则对榨油的器具所需的材料提出了明确的要求，对木材对性质、纹理都作了详细解说，揭示出在造物过程中循其物性，因材施用的重要性。再则，对自然资源的开发应该尊重其生长周期，取之有度，避免竭泽而渔。“珠玉”篇中，强调珍珠的自然产量是有限度的，频繁开采，珠的产量就会跟不上，因此必须依循珍珠固有的消长规律，才能“珠去而复还”。而针对“乃服”中所记录的，富贵人家为了取鹰的腹毛和雁腋下细毛来制造衣料，不惜猎杀上万只的行为，宋应星给予了强烈的谴责。

在造物实践过程中，宋应星也对物尽其用、再利用等工艺给予了充分的关注，如“杀青”一章中，谈到“还魂纸”的制作，“其废纸洗去朱墨、污秽，浸烂入槽……随手拾取再造，名曰‘还魂纸’”（《天工开物•杀青》）；“彰施”一章，对如何节约染料论述精妙，“凡红花染帛之后，若欲退转，但浸湿所染帛，以碱水、稻灰水滴上数十点，其红一毫收转，仍还原质。所收之水藏于绿豆粉内，放出染红，半滴不耗。”（《天工开物•彰施》）详尽地介绍了染坊中袭用的再利用之法，可见，宋应星在推广这类物尽其用的做法时是不遗余力的。

就自然的物产资源而言，一方面，宋应星频繁赞叹自然造化之神奇，赞叹大地丰富无私的馈赠，推动人力对“天工”的主动开发与利用，但另一方面，他尤其强调在开发自然的过程中适时适地、循其物性、量材为用，主张持续地“善用”自然资源。

2.巧借自然之力

自然是一个巨大的资源宝库，不仅有作为原材料的物产供给，也蕴藏着作为动力的自然能量，而人类对自然能源的开发与利用已有上千年的历史。明代晚期，由于农业和手工业生产规模的扩张，在以自然力为动力的工具器械上也达到了一个新的高度。《天工开物》中对此进行了较为全面的记载，从中可见，人类利用自然能源方式与手段上的创新。这些机械工具涉及农业、纺织、冶铸、锻造、运输、采矿、冶金等各种领域，大多通过“巧借”自然界的水、风、火等动力的设计，服务于农业和手工业的生产与制作过程。

在农作物生产中，水力机械至关重要，《天工开物•乃粒》篇“水利”一节中对此有专门记述，对筒车、牛车、踏车、拔车、桔槔几种类型，如何分别借用水力、牛力、人力与风力都做了扼要介绍并附图说明。其中筒车自唐宋时期开始出现，在宋应星生活的17 世纪初期，已在有河流之利的地区得到较为普遍的应用，且已经可以达到“昼夜不息,百亩无忧”的效果。而水力机械中，水碓的设计尤其令人叫绝，江南广信府（今江西上饶一带）有一种连机水碓，具有一举三用的功效。通过利用水流的冲击来使水轮转动，第一节用来带动水磨磨面，第二节带动水碓舂米，第三节用来引水浇灌稻田（《天工开物•粹精》）。这一水力机械巧妙地利用水力完成了三种功用，虽属人力工巧，但其对自然动力之利用可谓是“巧夺天工”。

“舟车”一章中，对帆船使帆过程中如何借用风力也有细致论述。船的各个部分如船锚、缆绳、帆、桅的设计都必须严格符合规定尺寸，其中，风帆的尺寸要根据全船的宽度决定。而帆叶是巧借风力的关键所在，风帆受的风力，顶上的一叶相当底下的三叶。当调节得准确顺当而又借着风力时，将帆扬到最顶端，船会前进得快如奔马。但是如果风力不断增大，就要逐渐减少帆叶。另外，“舟车”还记述了遇到横风即抢风时所用的经验，其中提到我国最早采用的一种航行操纵工具即“披水板”（船翼）的设计，若船身太长而风力又很强劲时，作为船翼的披水板就能发挥关键作用，这时若急速放下一块披水板，就有助于抵挡风势（《天工开物•舟车》）。

《天工开物》成书的17 世纪是一个农业与手工业获得快速发展的时期，宋应星在面对生产与造物活动中灵活运用各种自然力的机械与工具时，给予了积极的肯定、赞赏与详尽的记录。在他看来，自然动力与能量也是“天工”赋予人类的财富，应该采取主动的方式制而用之，而其中唯一不变的，即是对其间各种关系与规律的不懈观察、探索与把握。

3.巧循自然规律

在对生产与手工业领域进行长期深入的观察与记录之后，宋应星发现在各种造物实践背后，在从自然之物到人工之物的过程中，都有一些共同的规律与法则，其中至为重要的一条就是“水火相济而生成万物”。17 世纪初期的手工制作大多都要借用水火的相互作用，《天工开物》中所记载的治丝、制盐、造纸、造糖、冶铸、陶诞、五金等等无不如此，都要大量应用水火相济而成的烧、煮、淬炼等方法。

陶瓷是极为典型的例子，“水火既济而土合”，粘土正是在火的作用下陶成“素肌、玉骨”之雅器；造纸等工艺，也完全依赖于水与火的作用，“凡造竹纸……注水其中漂浸……入楻桶下煮，火以八日八夜为率” （《天工开物•杀青》）；制铁、制钱亦然，“凡熟铁、钢铁已经炉锤，水火未济，其质未坚。乘其出火时，入清水淬之，名曰健钢、健铁。”（《天工开物•锤锻》）“银化之时入锅夹取，淬于冷水之中，即落一钱其内。”（《天工开物•冶铸》——水火的淬炼完成了铁与银的冶铸，也促成了由“未济”向“既济”状态的变化。

在水火媒合的过程之中，“火候”与造成之物的性质状态有极为密切的关联。譬如制糖过程中，火的温度、火势大小、位置等直接影响水的温度、状态与水气蒸发情况，进而直接影响最后成品的质地与状态。因此在制造过程中，尤其要注意水与火的把控。正因为对生产流程与状态深入细致的观察，宋应星得出了“水火相济”为自然“生化之理”的结论，而“水火参而民用繁，水火合而大虚现。”[2]81（《论气•水火一》）与此相关的制器造物活动之所以成功，正是因为遵循了这一原理，并在实践中不断调整与改进之故。宋应星也将这类在制器过程中能透彻地掌握，并灵活运用“自然之理”的人誉为“神功”“神人”。

宋应星总结的“生化之理”，是从物质世界自身的运动变化去探究世界的统一性与多样性。在观察了大量的“水火相济”现象之后，他把五行的水火置于金、木、土之上，使之超然于“形”，成为气形间的中介物，从而提出独特的“二气五行说”，形成了以突出水火为特点的自然观。尽管这一原理探究有较大的局限，但也归纳出了特定历史与技术条件下，制器造物活动中的一般性原理与普遍认识，也为其“人工”如何能通“天工”之巧构建了方法论的基础。

作为以科举取士为人生鹄的的晚明文人群体一员，宋应星转而探索“与功名进取毫不相关”的事与物（《天工开物•自序》），以巨大的精力投入《天工开物》的调查、统计与写作，埋首于外在物质世界以及宇宙自然规律的探求之中，这一人生路径与学术取向的选择实在非同寻常。德国学者薛凤认为，驱使宋应星做出这一决定的一个核心原因在于，他坚信“读书人要直面混乱并直面将秩序重新引入已经崩坏的世界当中这一责任。”而他寻找到的“治世”的金钥匙”即是另辟蹊径，从自然万物入手，持续地对宇宙规制进行探索，并以此重建天地之间的理性秩序[3]。

应该说，这一论断极具创见，也与宋应星的人生际遇、现实语境与思想渊源相符。从这一角度出发再来审视宋应星对生产与造物体系的探索，显然背后有更为深层、根本的观念支撑。宋应星对自然万物规律法则的不懈探求，与其说出自于他对自然科学的兴趣，毋宁说出自于对家国天下的担当与使命，实质上可与宋代张载流传千古的“横渠四句”相映彻。而他在其中以注重实践、“格物穷理”的认识方式对“天道”“自然”，对传统“阴阳五行”范畴内宇宙观的深入理解与理性阐释，也可谓是达到了中国在技术工艺迅速发展的17 世纪对人与自然关系认识的新高度。正如地质专家丁文江在《重印＜天工开物＞卷跋》中说：“其识力之伟、结构之大，观察之富，有明一代一人而已。”[4]

尤其值得注意的是，历经宋明两代以儒学为中心的知识体系日趋精细的建构，《天工开物》在认识论与方法论上都打上了明代知识体系的烙印，并在“顺应自然”这一总体的生态基调上有更为深入与精微的推进。相较于前代的造物文献，尤其是与《考工记》等早期文献相比较，宋应星在记述中更充分体现了工具的复杂化、动力应用的多样化以及对制作与生产原理的不断探索与总结。因此，传统的造物实践并不意味着墨守成规、消极地顺应自然。相反，“文明可掬,岂终固哉” （《天工开物•陶埏》），遵循大自然生成与运行的规律，“在人的工巧与天然物质条件互相协调、适应、配合、合力作用下共成一体”[5]，从而进行能源利用、工具改进与技术革新，正是文明不断向前发展的动力。

由此，宋应星在《天工开物》中的探索，突出反映了传统造物观中生态内核的理性建构与深入拓展,对探究与掌握自然之“理”的前提下，利用先进的技术巧妙开发、利用自然资源与能量的能动性与创造性给予了积极的肯定，并明确地提出，以人力尽天工，即以人力巧循自然、开物成务的造物方法论。可以说，《天工开物》中隐含了这样的生态诉求，无论技术进步如何日新月异，顺应并把握自然规律、巧循自然之理都是贯穿造物实践与过程的不变法则。这一思想所蕴含的造物智慧与生态伦理意识，是本土传统造物思想最为宝贵的内核之一，也具有不受时空限制的永恒价值。