明代的科学技术，在前代的基础上有了进一步的发展，这些科学技术的发展状况，如航海、冶炼、农业技术在本书其他各相关章节中已进行了叙述。再者明代中后期时还因耶稣会士来华，进行了中西文化交流，传入了天文历法、物理学、几何等西方科学技术，对我国当时社会产生了影响。这些也已载入本书第二十章《明后期的中外关系》。这里，着重介绍明代的建筑技术、数学、医药学以及明朝晚期几位著名科学家的卓越贡献等。

明代北京城经过了两次大营建。一在朱棣迁都北京时，一在嘉靖年间。朱棣营建的北京城，主要是在元大都的基础上加以改建和扩建而成的。明世宗嘉靖二十九年（1550年）发生了“庚戌之变”，蒙古俺答部骑兵直抵北京城下。为了加强京城的防御，嘉靖三十二年（1553年），在原来都城的南面加筑了外城。

明代北京城的布局非常严整。外城东西7950米，南北3100米。东西各一门，南面三门，北面三门，通往内城。外城主要是当时的商业和手工业区。内城东西6650米，南北5350米，东北西各两门，南面三门（即外城的北门）通向外城。皇城，位于内城的中心偏南，东西2500米，南北2750米，四面皆开有门。南面的门是皇城的正门，建于明永乐十五年（1417年），原叫承天门，清顺治八年（1651年）改建后称天安门。皇城中有宫城（即故宫），俗称紫禁城。

明代北京城的建筑设计，充分体现了以宫殿为主体的思想。它以一条从南到北七公里多长的中轴线为全城的干道，把城内宫殿等重要建筑连贯在一起。这条中轴线南端以外城永定门为起点，直达内城的正阳门。再往北经正阳门、大明门到承天门，为全城首脑的皇宫作前导。经承天门、端门，通过午门，即进入宫城。宫城内大小不同的宫殿建筑在这条中轴线上。宫城后有一座高约五十米的景山，是中轴线的最高峰。尔后经过皇城的北门（地安门），通向中轴线的终点——钟楼和鼓楼。这样的布局就使得宫殿居于全城的中央。

在皇宫周围分布着南北和东西向的大小干道。在这些大小干道上列置着各类商业和手工业铺坊。从这些大小干道分流出去的则是众多的胡同小巷，为市民的居住区。这种布局是我国古代城市的传统格式。

明代的宫城（皇宫），于永乐五年（1407年）开始修建，到永乐十八年（1420年）基本建成，历十四年，共役使数十万工匠和上百万夫役。以后，明清两代曾多次修建，但仍保持了初建时的布局。

这个明清两代的皇宫（明清故宫），南北960米，东西760米，共占地七十二万多平方米，房屋九千余间，建筑面积约十五万平方米。四周有高约十米的城墙，墙外环有约五十二米宽的护城河。宫墙四角矗立有富丽旖旎的角楼。四面有高大的城门。南面的午门是正门，北面叫神武门（原称玄武门），东面为东华门，西面的称西华门。

明清故宫是我国现存最大最完整的古建筑群。故宫内宫殿众多，分前后两大部分。前部称外朝，后部称内廷。外朝以奉天殿（又名皇极殿，清朝叫太和殿，俗称金銮殿）、华盖殿（又名中极殿、清朝叫中和殿）和谨身殿（又名建极殿，清朝叫保和殿）为中心组成。这里是皇帝登基和举行重大典礼以及日常处理朝政的地方。这三大殿中现存的华盖殿（中和殿）和谨身殿（保和殿）仍是明代的建筑。而奉天殿（太和殿）因多次失火，曾重建过五次。现存的太和殿则是清康熙三十七年（1698年）所建，基本上仍保持着原建时的规模。内廷以乾清宫、交泰殿和坤宁宫为主。乾清宫在内廷的最前面，明代时为皇帝居住和处理政务之处。坤宁宫在内廷的最后面，明时为皇后住所。交泰殿在乾清宫和坤宁宫之间。在这一组宫殿的两侧有居住用的东西六宫等，最后是一座御花园。

故宫三大殿，可以说是一座雕塑艺术品的陈列厅。奉天殿面阔十一间，建筑宽大，高达26.92米，东西宽63.96米，南北深37.20米，殿内共有72根柱子支撑，每根柱子高14.40米，直径1.06米。华盖殿高18.87米，屋顶四角攒尖。谨身殿高20.87米，屋顶为歇山式。这三座大殿建筑在高8.13米的基座上，周围都用汉白玉雕刻的各种构件砌成。奉天殿内正中是雕镂非常精致的御座，上有盘龙藻井，殿前有龟鹤日晷嘉量等雕刻装饰。现存谨身殿后重达二百多吨的云龙阶石，乾清门外的鎏金铜狮，奉天殿外的琉璃九龙壁，都雕刻得非常精巧细致。总之，故宫建筑的梁枋斗拱、藻井天花、门窗格扇、花罩、栏杆等都加以精巧细致的雕刻装饰，采用了砖雕、木雕、石雕、贴金、镏金、彩画等等，封建社会所能达到的一切工艺美术手段都一一使用上了，集中体现了我国古代建筑装饰艺术的优秀传统和独特风格。在当时的社会条件下，能建造这样巍峨壮丽的宫殿建筑群，充分反映了我国古代劳动人民的高度智慧和创造才能，在建筑史上具有十分重要的地位。

秦始皇把原来秦、赵、燕北边的长城连接起来，成了一条长五千多里的万里长城。明代时，在原来的基础上，重新修筑了长城，其工程比秦始皇造万里长城更为浩大。

明朝建立后，北方蒙古的军事势力一直是它的威胁。因此，明朝统治者十分重视北部的防务。为了防备蒙古骑兵的袭扰，从明初开始，明朝用了一百多年时间，完成了西起嘉峪关、东至山海关全长一万二千七百多里的长城的修筑。现在的万里长城就是明代时修筑的。明朝政府沿长城分段设立了九镇（辽东镇、蓟镇、宣府镇、大同镇、太原镇、延绥镇、宁夏镇、固原镇、甘肃镇），屯驻重兵，进行防守。

明代修筑的长城，其东半部（山西以东至山海关称东半部，山西以西至嘉峪关称西半部）城墙高约八米，墙基宽约六米，墙顶宽约五米，大部筑在崇山峻岭中，有的修筑在山脊上，雄伟险要。城墙大多用砖砌，有的地方用石条筑，而以石灰浆勾缝，非常牢固。西半部墙高约五米，墙基宽约四米，墙顶宽约两米，夯土版筑，也很坚实。明朝政府在长城地形险要的地方修建了不少关城，如山海关、居庸关、嘉峪关等，都是军事要地。山海关号称“天下第一关”。

我国园林建筑有悠久的历史，秦汉以来，封建统治者在兴建宫殿外，同时注意建造供游赏的宫廷园林。六朝唐宋时期私人园林也有很大的发展。经过历代匠师和劳动人民的创造，中国古代园林，在世界园林艺术中形成了独特的风格。

随着社会经济的发展，明代的园林艺术出现了超越前代的盛况。故宫内的御花园，布置有精巧的亭台和种植着奇花异草。包括现今北海在内的西苑，是明代皇城内最大的园林。最早辽代在此建立“瑶屿行宫”。金代时又疏浚水道，扩大湖面，并在沿湖修建离宫。元代时，以此为中心，修建大都，把这里建成为皇城内御苑。明朝又在元代的基础上修建亭台阁榭，堆砌假山，使这里的风光更加旖旎秀丽。

私人园林在明代时极为繁盛，当时一些官僚士大夫、巨贾富户往往于其深宅大院之中构筑精致的园林。沈德符《万历野获编》载：“嘉靖末年，士大夫富厚者，以治园亭，教歌舞之隙，间及古玩。”(1)尤其是江浙地区更是异彩纷呈，如南京、苏州、扬州、无锡、松江、杭州、嘉兴、绍兴等地，修建的园林星罗棋布。南京一地著名的园林就达十余处。明末祁彪佳作《越中园亭记》，所记绍兴城内园林达几十处之多，城外东西南北也都有园林建筑。这些园林构筑得小巧玲珑，“入径以竹篱围绕，地不逾数武，而盘旋似无涯际”。或“即其宅后为园，地不逾半亩，层楼复阁，已觉邈焉旷远矣。主人多畜奇石，垒石尺许，便作峰峦陡簇之势”。(2)

明代建筑的著名园林，有上海的豫园和苏州的拙政园等。上海的豫园，从嘉靖三十八年（1559年）到万历五年（1577年）前后费了十八年时间进行修筑。其中亭台楼阁，曲廊回环，园内种植有瓜桃李梅等水果树木，池内养殖鱼类，既有经济收入，更增加村野自然风光情趣。苏州的拙政园，也是明代嘉靖时所建，距今虽已有四百多年的历史，但园内的总体格局仍保持着原来的式样。全园以水池为中心，环池建有亭台楼阁，并用漏窗、回廊相互联系，造成亭台楼阁掩映于山水之间的效果。

明代园林为综合艺术，融合了绘画、诗词、工艺等多种艺术手段。它取自然之势经过人工的创造点缀，把诗情画意烘托了出来，成为优美的游息之处。山明水秀的郊野，固然可以建造园林，喧闹都市中也可叠山引水，创造出幽静的园林，如上海的豫园及苏州的一些园林都是这样。

明末时人计成写的《园冶》一书，总结了我国历代，尤其是明代的造园艺术。书中分相地、立基、屋宇、装折、门窗、墙垣、铺地、掇山、选石、借景十节。其中有的还附图加以说明，非常细致。他主张造园，“虽由人作，宛自天开”。要做到这一点，他特别强调借景处理“为林园之最要者”。他对借景作了深入论述，分为远借、邻借、仰借、俯借、应时而借等，立论精辟。如果没有诗人画家的美学素养，是难以写出这样一部学术价值相当高的《园冶》专著的。这部专著的诞生，也反映了明代造园艺术的高度发展。

明代社会经济比以往各代都发达，商业交往非常频繁，商业数学也相应地发展起来。景泰元年（1450年）吴敬编著的《九章算法比类大全》的完成，是商业应用数学发展的一个成果。

吴敬，字信民，浙江仁和（今杭州）人。他对浙江的田亩、粮税和人口等经济情况非常熟悉。当时负责财政、经济方面的官员常邀他协助工作，这就促使他去研究数学的应用问题。

吴敬“积二十年”之功，编著了《九章算法比类大全》，全书共十卷。在第一卷之前有《乘除开方起例》一卷，叙述大数、小数、度量衡的单位、乘除算法、整数四则运算和分数四则运算等问题，并列出一百九十四个应用问题的解法。卷一至卷九，分为方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈朒、方程和勾股九类，各卷内容都是对应用问题的解法。全书共列应用题一千三百二十九个。这许多应用题，分“古问”和“比类”两种。前者是摘自古算术书的；后者是结合当时社会情况的应用问题。另有一部分应用问题是用诗词形式提问。第十卷专论开方，包括开平方、开立方、开高次幂、开带从平方和开带从立方。

吴敬在《九章算法比类大全》中搜集的许多应用问题，不少是与商业有关的，如计算利息、合伙经营、就物抽分（以货物作价抵补运费或加工费）。这些都是明代商品经济发达在数学中的反映。

我国约于春秋战国时期筹算已成熟应用，用竹制的算筹计数，进行加减乘除和开方等运算。一直沿用到明代，这种计算方式才被珠算代替。

珠算大约在元代后期时已在社会上应用。元至正二十六年（1360年），陶宗仪的《南村辍耕录》已有关于珠算盘的记载：“擂盘珠……不拨自动”，“算盘珠……拨之则动”(3)。再者，元曲《庞居士误放来生债》中有“去那算盘里拨了我的岁数”的唱词，可见珠算盘已在社会上常见了，并被用作打比喻的谚语和被引到戏曲的唱词中去。

珠算术主要是用串联起来的算盘珠演算，比用算筹演算的筹算要方便得多。它一经出现，很快就受到人们的欢迎。到了明代，珠算已在社会上普遍推广，取代了筹算。珠算术的四则方法代替了筹算的加减乘除运算方法。

明代时珠算术形成一套加减乘除口诀。加法口诀称为“上法诀”，如“一，上一；一，下五除四；一，退九进一十”等等。减法口诀称为“退法诀”，即“一，退一；一，退十还九；一，上四退五”等等。宋元的筹算书中不记录加、减法口诀。至于乘法的九九口诀和除法的九归口诀，则明代的珠算术和元代的筹算术是完全相同的。不过元代筹算术的除法中没有一归口诀，因为在筹算术中，遇到被除数第一位数码是“一”的，采用“减法代除”。明代的珠算术作了改进，出现“一归口诀”，即“见一无除作九一，起一下还一”。

明代随着珠算在社会上的普及，出现了不少珠算术著作，其代表作是程大位的《算法统宗》。程大位，字汝思，号宾渠，安徽休宁人。生活于嘉靖、万历时期。程大位少年时就喜爱数学，长大后一面经商，一面研究数学。万历二十年（1592年）完成了《算法统宗》一书的编写。

《算法统宗》共十七卷，其体例与内容，不少地方与《九章算法比类大全》相同。它也对大数、小数、度量衡单位和数学术语作了解释。其中所记应用问题的计算，都是用珠算盘演算的。它最早记载使用珠算方法开平方和开立方。《算法统宗》中，还记载了程大位创制的测量田地用的“丈量步车”，并附有图。它是用竹篾做的，可以卷缩，类似现代的卷尺。《算法统宗》在明清两代不断翻刻、改编，在社会上影响极大。明末李之藻编译《同文算指》时，也从《算法统宗》中摘录了不少应用问题。

我国珠算术由于简便，为人们所欢迎，先后传到日本、朝鲜以及东南亚各国，并一直沿用到今天。现在有些欧美国家也在使用。

瘟病学说是我国医学家们长期与各种传染病作斗争的经验总结。明代以前医学家一直把瘟病作为伤寒的一种，对它的认识还没有超出张仲景《伤寒论》的范围，认为冬天严寒，人触冒了寒气，称为伤寒。“寒毒藏于肌肤，至春变为瘟病”。这当然是对瘟病病因的错误认识。明代时，曾有数次瘟疫流行，死者甚众。永乐六年（1408年）正月，“江西建昌、抚州，福建建宁、邵武，自去年至是月，疫死者七万八千四百余人”。正统九年（1444年）冬，“绍兴、宁波、台州瘟疫大作，及明年死者三万余人”。(4)

明代的医药学家，在临床实践中，深入研究瘟疫的发病原因、特点及治疗方法。他们在前人的医学基础上，提出了新的认识，写出了论著，创立了瘟病学说，发展了我国的医学。

明初人王履，字道安，江苏昆山人。他著有《医经溯洄集》，指出瘟病不同于伤寒，不能“混称伤寒”。从此，突破认识瘟病的旧框框，开启了辨别瘟病的新途径。

明末清初时人吴有性（1592～1672年），字又可，江苏吴县人。他曾亲自见到瘟病的肆虐，甚至阖门传染，而医生却往往以伤寒来医治，以致“枉死者不可胜记”。他认为许多病人“不死于病，乃死于医”。他发愤对瘟病的病因及传染情况深入考察研究，于崇祯十五年（1642年）写成《瘟疫论》二卷。

吴有性认为伤寒“与瘟疫自是迥别”。《瘟疫论》中提出瘟疫这种急性传染病的病原，是自然界的一种“戾气”。这种戾气，不易察见和触觉，是从口鼻，也即是从呼吸道和消化道传入。吴有性并指出戾气有多种，不同的戾气，可使人患不同的传染病。《瘟疫论》中还指出，人与各种动物对不同的戾气有不同的感受性，所以当疾疫流行时，“牛病而羊不病，鸡病而鸭不病，人病而禽兽不病”。吴有性主张要针对病因来进行治疗，他说：“用邪而发热，但能治邪，不治其热而热自已。”吴有性创立戾气病因的学说，具有重大的临床意义，它为瘟病治疗开创了新的途径。吴有性关于戾气病因的学说，在十七世纪下半期荷兰生物学家列文虎克（Antong Van leeu wenhock，1632～1723年）发现细菌之前，是很有价值的见解。

天花，据说是由汉代时战争中的俘虏传入的，所以又叫“虏疮”。古代医书中所记载的“豆疮”、“登豆疮”和“疱疮”等都是天花的别名。明代以前，一直没有探索到预防天花的方法。直到明代中叶，才有种痘法的发明。据清人俞茂鲲《痘科金镜赋集解》载：“闻种痘法起于明隆庆年间宁国府太平县（今安徽太平）……由此蔓延天下。”

据清人张璐《医通》记载，人痘接种计有痘衣、痘浆、旱苗法等几种。痘衣法是把天花患者穿过的内衣给接种人穿，使受感染。痘浆法是用棉花蘸上天花患者的疮浆，塞到接种人的鼻孔里，使受感染。旱苗法是把天花患者红润的疮痂阴干后研为粉末，作为痘苗，用管吹入接种人的鼻孔里，使受感染。这种人痘接种法，是一种原始的免疫方法，但用这种方法接种，可以使患者出痘较轻。后来，在不断的临床实践中，发现用经过多次接种的痘痂作疫苗，效果要好得多。朱奕梁在《种痘心法》中说：“其苗传种愈久，则药力之提拔愈清，人工之选炼愈熟，火毒汰尽，精气独存，所以万全而无害也。”这种痘苗的选育法，是从长期临床经验中总结出来的。

自从明代隆庆时期发明人痘接种法以后，逐渐在全国推广。它“始自江右，达于燕齐，近者遍行南北”(5)。到清代时，这种人痘接种法就传播到了世界各地。康熙时，俄罗斯遣人“至中国学痘医”。接着辗转传入欧洲各地，日本也从我国直接传入。直到1796年英国人琴纳（Edward Jenner）发明牛痘接种法，因其更加安全，更加科学，逐渐代替了人痘接种法。在此之前，中国的人痘接种法，为人类作出了巨大的贡献。

外科学在明代也有很大发展，当时出现不少著名医师，不仅外科医术相当高明，而且根据自己的临床经验，写成专门著作，在外科学上作出了贡献。

明代中期的薛立斋（1488～1558年），江苏吴县人，世代从事医学，曾任太医院院使。他一生从医，深入研究医学，校注了宋代陈自明《外科精要》。他自己则根据临床经验著有《外科心法》七卷、《外科发挥》八卷、《外科枢要》四卷、《疠疡机要》三卷。他的著作多附治验病例，后人加以汇集，称为《薛氏医案》，共七十八卷。

明代后期的王肯堂（1549～1613年），江苏金坛人。他精于医学，曾任福建参政等职。晚年定居故乡，钻研医学，广泛搜集历代医学文献四十四种，编成《古今医统正脉全书》。王肯堂尤精于外科医术，他汇集历代名医方论，并融合自己的临床经验，写成《疡科准绳》，对痈疽、跌损、疮、癣等病因和治疗方法均作了详细论述，这是明代一部优秀的外科医书。

明代外科医学成就最大的，则推陈实功（1555～1636年）。陈字毓仁，又字若虚，南直南通人。他从少年时代起学医，经过四十多年外科医学实践，在外科方面的医学理论和医术都有很高的成就。晚年，他认为把自己从医的经验留传下来“不无小补于人间”。于是潜心著作，把外科大小疾病，分门别类地从病理、症状、治法、典型病例到药物的制作等都记载下来，有的还编成歌诀。万历四十五年（1617年）写成《外科正宗》四卷。全书记载外科各种疾病一百多种，内容非常丰富，人们对它评价很高：列证最详，论治最精。

陈实功的外科医术很高明，成功地做过断喉吻合术。他创造了以细铜筋丝线圈套来摘除鼻息肉的治疗方法。在《外科正宗》一书中，对下颔骨脱臼整复法、咽喉和食道内铁针取出术，对于各种肿瘤病、皮肤病等治疗记述得相当详尽。陈实功的外科医术及他的著作，对我国外科医学作出了很大的贡献。《外科正宗》出版后，成为外科医生的常备必读书。清人写的《外科大成》、《医宗金鉴》等书，都参考了陈实功的《外科正宗》一书，并采录其中的不少验方。

明朝晚期，我国一些先进知识分子讲求实学实用实效，主张经世致用，他们对以往的科学技术进行了总结，写出了优秀的科学著作。

李时珍（1518～1593年），字东璧，晚年号濒湖山人，湖广蕲州（今湖北蕲春）人。他家世代从医，他的祖父和父亲李言闻都以行医为业。李时珍从小就受到医药知识的熏陶。李时珍十四岁补诸生，后来三次参加乡试未中，便决心继承父业学医。

我国古代医、药学两者的关系十分密切，中药学也是以中医学的理论为根据的。李时珍在药物学本草方面取得的巨大成就，是与他高深的医学知识分不开的。

李时珍因医术高明，曾被征到楚王府和太医院任职。在这段时间里，他充分利用任职处所藏书多的有利条件，阅读了很多在民间不易见到的医、药学方面的书籍，充实了自己，为他后来编写本草奠定了基础。李时珍学习勤奋，认真钻研。他在阅读各种药物学著作时，发现历代本草内容谬误很多，有的分类杂乱，有的漏列药物。药物书上这些疏陋和谬误，势必造成严重的后果。于是李时珍立意要编写一部新的本草。

嘉靖三十一年（1552年），李时珍三十四岁，开始编写《本草纲目》。他为了避免错误，写好这部药物著作，非常注意实际考察，他的足迹遍及家乡的山川。他还到过今江西、江苏、安徽、河南、河北等许多产药地，采集标本，摹绘图像。李时珍前后共读书八百余种，历时二十六年，经三次修改，于万历六年（1578年）完成《本草纲目》一书。这部书于万历二十四年（1596年）在南京出版（金陵版）。这时，李时珍已与世长辞。

《本草纲目》全书五十二卷，分十六部：水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人。共记载药物一千八百九十二种，验方一万一千零九十六则，插图一千一百六十幅，共约一百九十万字。

《本草纲目》对每一种药物的名称、性味、用途、制作方法都作了详细说明，并绘制成图。李时珍从古人的经验中总结认定药物的性能和效用。如延胡的止痛作用、牵牛子的下泻作用、黄芩的降热作用、三七的止血作用等，他都根据古人的经验再于临床应用中一一加以验证。李时珍还以科学家的求真精神，纠正了以往本草中的若干错误。如在记述“水银”时说：“大明言其无毒，本经言其久服神仙，甄权言其还丹元母，抱朴子以为长生之药。六朝以下贪生者服食，致成废笃，而丧厥躯，不知若干人矣。方士固不足道，本草其可妄言哉！”(6)

《本草纲目》不仅对前人的科学研究作了总结，并把我国药物学的研究提高到新的阶段。《本草纲目》不仅是一部药物学著作，并对植物、动物、矿物都作了可贵的记载。这部书自金陵版后，辗转翻刻过三十多次。《本草纲目》出版后不久，万历年间就流传到日本，接着又传到朝鲜、越南。十七八世纪时又传到欧洲，先后被译成拉丁、日、英、德、俄、法等多种文字，流传于世界各地。达尔文在《人类的由来》一书中，引用《本草纲目》关于金鱼颜色的形成为动物的人工选择作说明。《本草纲目》至今还为中国和世界许多国家所重视。《中华人民共和国药典》采用《本草纲目》的药物和制剂在一百种以上。《本草纲目》对世界医药学和生物学都作出了巨大贡献。李时珍是我国历史上杰出的药物学家和生物学家，《本草纲目》是我国宝贵的文化遗产。

徐光启（1562～1633年），字子先，号玄扈，上海人，出身于中小地主兼商人家庭。徐光启一生勤奋好学，对天文、历法、数学、生物学和农桑各科都有高深的造诣。因家乡常遭倭寇侵扰，他也注意学习兵书。万历九年（1581年）徐光启二十岁时成秀才，后考举人，屡试不第，直到万历二十五年中顺天府乡试解元。万历三十二年考中进士。徐光启在成为秀才后到中进士前的二十多年时间，在家乡并到广东、广西教书。他辗转数千里，开阔了眼界，并为而后的科学研究奠定了基础。

徐光启三十四岁时，在广东韶州认识了天主教传教士郭居静，此后与耶稣会士往来密切。他于四十二岁时在南京信从了天主教。于四十三岁那年考中进士后，考选为翰林院庶吉士，从此，便与耶稣会士利玛窦一起研究天文、历法、数学，并合译了《几何原本》。徐光启的这些科学研究活动，在本书第二十章中已作了叙述，这里着重介绍他有关农业方面的研究。

徐光启的科技研究，除天文、历算之外，用力最勤的是农业。《农政全书》一书是他在农学方面的重要成果。他写《农政全书》，一方面重视前人的成就，征引前人文献二百余种；另一方面则注意实践，边向生产者了解生产技术，边自己实验，来验证前人的经验。徐光启为了写作《农政全书》，化了几十年心血，这是一部集我国古代农业科学之大成又吸收了西方科技知识的学术著作。

《农政全书》共六十卷，约六十万字，分农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植、牧养、制造和荒政十二类，对有关农业生产的问题，从政策、制度，到生产技术、水利、肥料、土壤、选种、果木嫁接、植桑养蚕等，作了全面的论述。在农田水利方面，他主张治水与治田相结合。他认为北京附近发展水稻作物的潜力很大，这是他根据亲自在天津屯种总结出来的经验之谈。他通过自己在上海试种高产作物甘薯后，证实在长江三角洲地区同样能栽种。他重视选择优良品种，认为“择种为第一义，种一不佳，即天时、地利、人力俱大半弃掷矣”(7)。他对农业生产上的保守思想进行不懈的斗争，指出“若谓土地所宜，一定不易，此则必无之理”(8)。他在《除蝗疏》中所讲的蝗虫的产生、成熟和习性，是早期的昆虫知识的科学记录。所有这些都是徐光启为我国农业生产的发展作出的重大贡献。

徐霞客（1586～1641年），名弘祖，字振之，霞客是他的别号，南直江阴人，出身于一个中落的地主家庭。徐霞客从小酷爱阅读记载山川名胜的书籍。长大后，他不应科举考试，摈弃仕途，有志于考察名山大川。他母亲思想开放，不同于一般妇女，鼓励徐霞客外出游览，并特意为他缝制一顶远游冠。

徐霞客曾博览众多的地学典籍，他对前人所写的地理书多“承袭附会”的做法深为不满，决心实地考察，认识祖国山河的真实面貌。徐霞客有惊人的毅力，也有健壮的体魄。他从二十一岁游太湖开始，到逝世前一年的五十四岁为止，三十余年中，登悬崖，临绝壁，涉深涧，走遍祖国大半河山，足迹遍及华东、华中、华南和西南各省，对祖国的地理、地质进行了深入细致的考察。在生命的最后一刻，他还在研究各种标本。《徐霞客游记》就是他用毕生精力对祖国河山进行考察的科学记录。

《徐霞客游记》在科学上的贡献，首先是它记录和揭示了我国西南广大石灰岩地区溶蚀地貌的特征。徐霞客是世界上第一个对这种地貌进行大规模考察的人。他对观察到的现象进行分类对比，订定各种名称，如石峰、环洼、石梁等。他考察了不少洞穴，详细地记录了它们的方向、高深和宽窄的具体数字，并对溶洞、钟乳石、石笋等成因进行研究分析，得出了基本符合科学原理的结论。同时，考察了由于高度和纬度不同而形成的气候差异对动植物的生态与分布状况的影响，并对之作了很好的分析与论述。李约瑟在《中国科学技术史》中说：“他的游记读来并不像是十七世纪的学者所写的东西，倒像是一位二十世纪的野外勘测家所写的考察记录。”(9)这是对《徐霞客游记》一书中肯的评论。

宋应星，字长庚，江西奉新人。生于明万历十五年（1587年），约卒于康熙初年。他二十八岁考中举人，后放弃科举，从事实用生产技术的研究。崇祯七年（1634年）宋应星四十七岁任江西分宜教谕时，着手编写《天工开物》，崇祯十年刊行。明亡后，回到家乡，不再做官。

《天工开物》全书分三编，共十八卷，全面系统地记述了我国古代农业和手工业的生产技术和经验，包括作物栽培、养蚕、纺织、熬盐、制糖、酿酒以及陶瓷、舟车制造、烧制石灰、造纸、采矿、兵器等的生产技术。我国古代社会，向来重视农业，视其为立国之本，轻视工商。因此，农书较多，系统记载手工业的书籍很少，自春秋末的《考工记》后，就数《天工开物》了。

《天工开物》的特点是对各种产品，从原料到制成品的全部生产过程的工序、方法都有较详细的说明，并加图解，便于后人对当时各种生产工具和制作方法更好地理解和应用。宋应星的研究很深入，成就很大。《天工开物》关于陶瓷、纺织生产的记载，至今仍然是研究明代社会生产水平的宝贵资料。宋应星注意到环境的变异对作物的影响，书中讲述了肥料、品种、土壤、气候等方面的大量知识，对于提高农业生产水平是很有益处的。

《天工开物》刊行后，很快在日本翻刻，十九世纪中叶有法文摘译文，后又有德、日、英等多种译本，成为世界性的科技著作。

宋应星博学多能，不仅在农业和手工业技术方面很有成就，对天文、音律以及哲学都有研究。因此，他除了《天工开物》以外，还有《谈天》、《论气》、《野议》、《思怜诗》等多种著作。他在《论气》中说：“盈天地，皆气也。”这就是说充满天地中间的都是气（物质）。他在《谈天》中，对日食作了比较符合科学的说明，认为日食是由于“纯魄与日同出，会合太阳之下，日方得食”。这就是说，当月球（纯魄）会合到太阳之下，挡住了地球上人们的视线时，才产生日食。为此，他还写了一首诗阐明日食的原因：“两仪道合暂韬光，枉责群阴伐鼓忙。万劫历元千载秘，何因直待此时彰。”

(1)　《万历野获编》卷26。

(2)　《祁彪佳集》卷8。

(3)　《南村辍耕录》卷29。

(4)　《明史》卷28《五行志》。

(5)　张璐：《医通》卷12。

(6)　《本草纲目》卷9“石类·水银”。

(7)　《农政全书》卷38。

(8)　《农政全书》卷2。

(9)　《中国科学技术史》中译本第5卷第10分册62页。