宋应星一生致力于对农业和手工业生产的科学考察和研究，收集了丰富的科学资料；同时思想上的超前意识使他成为对封建主义和中世纪学术传统持批判态度的思想家。

宋应星的著作和研究领域涉及自然科学及人文科学的不同学科，而其中最杰出的作品《天工开物》被誉为“九州十七世纪的工艺百科全书”。

宋应星的主要贡献表现在他把九州几千年来出现过的农业生产和手工业生产方面的知识作了一个总结性的工作，同时也对技术经验作了总结性的概括，并且使它们系统化、条理化，然后著述成书使之能够流传下来。

宋应星所著书籍收录了农业、手工业，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。

在农业方面宋应星对水稻浸种、育种、擂秧、耘草等生产全过程作了详尽的记载。

对油料作物这种具体而准确的数据说明，既有理论意义，又有实用价值。

尤其是《机械》篇详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等农业机械工具，具有极高的科学价值。

宋应星是世界上第一个科学地论述锌和铜锌合金的科学家。

他明确指出，锌是一种新金属，并且首次记载了它的冶炼方法。

这是我国古代金属冶炼史上的重要成就之一。

使九州在很长一段时间里成为世界上唯一能大规模炼锌的国家。

宋应星记载的用金属锌代替锌化合物炼制黄铜的方法，是人类历史上用铜和锌两种金属直接熔融而得黄铜的最早记录。

宋应星注意从一般现象中发现本质，在自然科学理论上也取得了一些成就。

分别体现在生物学、化学和物理学方面。

他在《天工开物》中记录了农民培育水稻、大麦新品种的事例，研究了土壤、气候、栽培方法对作物品种变化的影响，又注意到不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况，说明通过人为的努力，可以改变动植物的品种特性，得出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的科学见解，把我国古代科学家关于生态变异的认识推进了一步，为人工培育新品种提出了理论根据。

尤其值得指出的是，宋应星所记载的物种变异，有如起因于坏境的变化；有的起因于不同品种的杂交，涉及到了对物种变异的更深刻的理解。

从这种意义上讲，宋应星是当之无愧的生物进化论的先驱者之一。

吉利著名生物学家、进化枪思想的集大成者达尔文把《天工开物》中的有关论述作为他论证物种变异、进化的重要例证。

在物理学方面，新发现的佚著《论气·气声》篇是论述声学的杰出篇章。宋应星通过对各种声音的具体分析，研究了声音的发生和传播规律，并提出了声是气传播的概念。

在化学方面，宋应星分析了金、银、铜、锡、铅和锌等多种有色金属的化学性质，比较它们的活泼程度，提出了利用它们之间的差异分离或检验有关金属的方法。

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