内蒙古自治区赤峰市巴林右旗那斯台红山文化墓葬出土的玉蚕。
而另一方面，由于明初积极得法的土地制度效应，大规模的水利工程的兴修，较好的农业基础带动了手工业的发展，进而促进了商业和南方地区城市经济的繁荣。在江南有了资本主义生产方式的萌芽，之后加上来自海上贸易的刺激，传教士植入的西方科学信息……当时意识形态的承受超过了以往的任何一个朝代，固有的一切将如何继续，巨变酝酿出了思想的成熟。有人称，明代是中国历史上的第二个“百家争鸣”时期，不是完全没有道理的。
了解历史的人大概都知道，朱元璋开国之时的口号是“尽复汉唐之制”，国家的纲程是以理学为先，明代都城从南京搬到北京，程颐、朱熹思想始终没有离开一步，其后王阳明倡导的“致良知”学说曾占据主流位置达百年之久，因为他所提出的“心即理”观点正中统治者的心怀。之后，由于世事变迁，意识形态中唯物与唯心派的争论迭起，至明代中叶后，“心学”崩溃，宋代张载的实学之风经王廷相和王夫之的传承和发展，转而成为明朝后期思想的新锐，影响了一大批学人。
实学的要点从广义上来说就是追求实际并致力于应用，从精神上来说就是要深化儒家“经世致用”的观点，张载在其《张子语录》中有句名言：“为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。”这被称作“横渠四句”的立意，在明代的多部著作，包括宋应星《天工开物》的价值观中均有呈现。
许多历史学家都认同用“天崩地解”这个名词来形容明中期以后出现的复杂现象，其中思想争鸣是原因之一，另外南方城市中的资本主义萌芽和西风东渐也是至关重要的因素。
关于资本主义萌芽，冯梦龙《醒世恒言》第十八回中有描写苏州盛泽镇的一段文字，浓缩了当时的那种景象：“镇上居民稠广，土俗淳朴，俱以蚕桑为业。男女勤谨，络纬机杼之声，通宵彻夜。那市上两岸绸丝牙行，约有千百余家，远近村坊织成绸匹，俱到此上市。四方商贾来收买的，蜂攒蚁集，挨挤不开，路途无伫脚之隙，乃出产锦绣之乡，积聚绫罗之地。江南养蚕所在甚多，惟此镇处最盛。”可见，当时中国赖以生存了几千年的以自给自足生产方式为主的形式，经商业化的转变，使城镇产品的区域特点逐渐分化，比如，苏杭的蚕丝、景德镇的制瓷、铅山的造纸、佛山的冶铁等。
为此，由于社会的需要，加之学术界实学之风的吹动，诸多实际应用的著作在明代也就相对集中地陆续应运而生。继李时珍的《本草纲目》后，明万历三十六年
（1608）
，徐光启推广宣传甘薯种植的《甘褚疏》著成，其最重要的关于我国农业的总结性著作《农政全书》历时二十年的写作，在其身后也于1639年刊行；明万历四十年
（1612）
，传教士熊三拔
（Sabbatino deUrsis）
所著的第一部介绍西洋水利的专著《泰西水法》在北京刊印；明万历四十一年
（1613）
，水利学家童时明论述太湖流域地形水势和水利工程技术的《三吴水利便览》著成；明崇祯十年
（1637）
，宋应星关于古代工农业生产技术总结性著作《天工开物》刊出，等等。
外力的推动也是这个时代思想和科学启蒙的一个必要因素，西方科技的传入，正与中国传统实学的思想吻合。另外，西方技艺的精确和先进，对于研究事物的数据掌握和自然科学的原理推敲，是中国知识分子不曾有过的经验。所以，万历年间，当西方天主教的耶稣会，在欧洲宗教改革受挫以后，转而随着西方商业势力迈向东方寻找可能时，中国的土壤使之生长，反过来，这些“新鲜”的西洋东西也改变了中国。
最有代表性的人物是意大利天主教士利玛窦
（MatteoRicci1552—1610）
，他自称于“天地图及度数，深测其秘；制器观象，考验日晷”无所不能，这些恰“与中国古法吻合”
（黄伯禄《正教奉褒》明万历条）
，他从天文学入手，博得了统治阶层的信任。明代重要学者李贽、徐光启、杨廷筠等均与利玛窦有所往来，徐光启还向其学习西方的自然科学和技术，合作翻译了《几何原本》。
擅长物理学及农器、军器、机械等技术、潜心于实用之学、《诸器图说》的作者王徵
（1571—1644）
，也通过向传教士邓玉菡
（JeanTerrenz1576—1630）
学习西洋器械之法，依其口授，著成《远西奇器图说》。在该书序中王徵说：“学原不问精细，总期有济于世；人亦不问中西，总期不违于天。兹所录者，确属技艺末务，而实有益于民生日用，国家兴作甚急也。”这可以说是明代大部分知识分子的共同心态。
在自然的理中寻求出一条人为的道来
“济世”而“有益于民生日用”，也正是《天工开物》成书与刊出的初衷。
《天工开物》虽是一本关于中国古代技术科学方面的总结性著述，但有一个事实必须强调，那就是此书不仅仅是一本典籍式的总结。全书中有部分资料是出自于一些相关的技术文献，但书中最有贡献的内容来自于作者的实地考察，这些考察是在宋应星的五次北上会试期间完成，因此在书中呈现了多项最新的记录。此外，最初的《天工开物》还另有两卷，题为《观象》与《乐律》，共四章，在初版刊出之时被临时删去。《观象》和《乐律》的主要内容涉及天文历法及音律等，作者在序中作了解释，说“其道太精，自揣非容事，故临梓删去”，但大抵还是考虑到了全书体例的问题。
《天工开物》的卷上有《乃粒》《乃服》《彰施》《粹精》《作咸》《甘嗜》6章，卷中有《陶埏》《冶铸》《舟车》《锤锻》《燔石》《膏液》《*青》7章，卷下有《五金》《佳兵》《丹青》《曲糵》《珠玉》5章，均属于技术科学的范畴，囊括了农业、手工业和工业生产的多种门类。
英国维多利亚阿伯特博物馆收藏的1790年间的纸本水彩画：馄饨。图中描绘的是18世纪馄饨摊的基本模式。
对于这些内容之所以做这样的一个排序，其意义是什么？宋应星在序中明确说：“卷分前后，乃‘贵五谷而贱金玉’之义。”在这里，作者提出的所谓的贵贱之分，我们应该知道，这并非是指物质本身的等级之分，而是宋应星对于物与世界的关系、物与民生的关系的认识和看法。全书每章卷首有“宋子曰”引言，作为一章内容的提要性说明，正文以产品及其生产技术为纲，对多技术涉及的产品先作适当的分类，再分别叙述原料、种类、产地、加工过程、操作要点、工具设备、产品产率及其特性、用途等。
全书共三卷，十八章。卷上，第一章《乃粒》，讲的是粮食，分述了粮食作物的种植技术，尤其是南方的水稻栽培以及多项农具的使用方法。第二章《乃服》，讲的是衣服，衣服的材料和加工，尤其详细记录的是江浙地区的养蚕和丝纺技术以及纺机结构。第三章《彰施》，讲的是面料的染色，其中关于靛蓝和红花的提取做了重点叙述。第四章《粹精》，讲的是谷物加工，对谷物收割、脱粒、磨粉的多种工具的构造和用法作了重点描述。第五章《作咸》，讲的是制作食盐，对不同盐类的产地和生产以及产盐工具进行了分述。第六章《甘嗜》，讲的是制糖。由此我们可以归纳，卷上内容均与农业相关。
彩绘砖雕：舂米。这是清水县苏 墓出土的宋代墓葬砖雕，刻画的是当时人们舂米时的情景，一个妇女脚踏碓面，一个妇女辅助劳作。
卷中，第一章《陶埏》，讲的是制瓷，尤其涉及了明代瓷器新釉色的发掘以及江西景德镇民用白瓷青花的制作等。第二章《冶铸》，讲的是金属器物的铸造，其中对于传统的铸造技术作了最详细的解说。第三章《舟车》，讲的是车和船的结构、制作与用途，并针对明代的海运和漕运船只以及陆运的各种车辆发展做了说明。第四章《锤锻》，讲的是金属的锻造工艺，从万斤大铁锚到纤纤绣花针均有论述。第五章《燔石》，讲的是石灰、煤炭的生产，其中对于采矿安全问题也有关注。第六章《膏液》介绍了十多种植物油料，以及加工榨取的方法。第七章《*青》，对造纸，尤其造竹纸的工序、设备作了论述。总结卷中的内容，多属于手工行业。
卷下，第一章《五金》，讲的是金属矿的开采、冶炼和分离技术。第二章《佳兵》，讲的是弓弩及多种火器的制造。第三章《丹青》，讲的是制作松墨及朱砂的方法。第四章《曲糵》记述了做酒的工艺，其中对红曲描述详细。第五章《珠玉》，讲的是采珠、采玉及其加工方法。卷下内容偏重于工业技术。
基于全书内容的多广，多年来，对于《天工开物》一书的特点和成就，各行业的专家对其仔细梳理后均有所归纳。读到过多种，而唯独倾心于我国地质专家丁文江
（1887—1936）
的评述，他在民国十八年，即1929年，在《天工开物》从日本购回重印于天津时，作了《重印〈天工开物〉卷跋》一文。他说：“三百年前言农工业书如此其详且备者，举世界无之，盖亦绝作也。读此书者，不特可以知当日生活之状况，工业之程度，且以今较昔，吾国经济之变迁，制作之兴废，亦于是中观焉。”
还说：“在有明一代，以制艺取士，故读书者仅知有高头讲章，其优者或涉猎于机械式之诗赋，或摽窃所谓性理玄学，以欺世盗名，遂使知识教育与自然观察划分为二。士大夫之心理内容，干燥荒芜，等于不毛之沙漠。宋氏独自辟门径，一反明儒陋习，就人民日用饮食器具而穷究本源。其识力之伟，结构之大，观察之富，有明一代一人而已。”他还指出，在《天工开物》中，《乃粒》没有记载玉蜀黍，《膏液》没有记载落花生，而番薯、烟草更无论及，说明当时美洲、南洋的植物虽已传入中国，但在明末的农产品中还不重要；书中提到日本的铜、荷兰的炮、洋糖、倭缎等，然《佳兵》一章中弓矢的叙述翔实而枪炮的叙述约略，包括插图的粗疏，可以推断当时明朝与外国贸易虽已频繁，然商品贸易较重于武器贸易，等等。最重要的是，丁文江指出了宋应星治学态度严谨的源头：一切皆来自于事实，和一种新的科学研究方法的运用，即对数据统计的理解和采纳。
苏南海棠糕具。这是江南地区用来做米糕的工具，因糕点形状如海棠花，所以就叫它海棠糕了。
所以说，《天工开物》一书中存在着许多的“第一次”，这个“第一次”绝不是后人总结的，而是作者观念和行为的存在，这个存在既来自于宋应星多年的身体力行，也来自于他对于事物本源的探究和对人类生存目的的关怀。明代泰州学派王艮，有一个很著名的观点叫作“百姓日用即道”，说的就是老百姓的日常器用的重要性。宋应星从科技百工中求理论道，指向的还是“有益于民生日用”的目的，他所要表达的正是中国传统思想中“道”与“理”的合一。《庄子》曰：“道行之而成。”王弼注《易经》说：“物无妄然，必有其理。”宋应星想必是要在自然的理中，寻求出一条人为的道来。
一部关于古代造物文化的大历史
对于《天工开物》的关注，到目前为止主要集中在农业、工业与科技方面，事实上，贯穿全书的还有另外一条线索，即有关人类造物的记录和论述。古代造物的研究，比照当今的观念，即类于设计文化的范畴，之所以要有造物与设计两个不同词汇的分别，原因取决于人造物的生产状态，即批量生产与个体生产的差异，这是区别大工业社会与传统自然经济的重要技术特征。当今的设计与科技、工艺都有关联，古代造物同样如此，所以，像《天工开物》这样的一部多方向的论著，透过它对各行业发明与成果的分类描述，我们可以在技术与艺术、工艺与设计之间，广言之，即在科学思想与人文思想之间，架起一座桥梁。
“工具”是《天工开物》中反复出现的一个词语，几乎在各个章节中都有所涉及，与宋应星“贵五谷而贱金玉”的思想相吻合，有关工具的描述在最前面的几章中也最为详尽。在《乃粒》《粹精》中关于农用的工具说到了耒耜、耕犁、水车、踏车﹑牛车﹑拔车﹑筒车﹑高转筒车、桔槔﹑辘轳、耧车、风车、耨、耙、掼床、木砻、土砻、谷筛、面罗、杵臼、水碓、水磨、石磨、梿枷、石磙、石碾、水碾等；《乃服》中的纺织工具很仔细地讲到了缫车、络车、纬车、纺车、牵经车、浆纱车、腰机、花机、轧花机、弹棉弓等；此外，《作咸》中的打井和制盐工具；《甘嗜》中的糖车；《陶埏》中的拉坯碌碌；《舟车》中的海船、漕船、独轮车；《膏液》中的榨具；《*青》中的做纸工具；《冶铸》《锤锻》中的木风箱等冶炼、锻打工具；《佳兵》中的弓弩与火器；《珠玉》中的开采和琢玉工具等，详略兼顾，配以插图，阅读起来甚是有趣，加上宋应星对以往典籍，如《考工记》《梓人遗制》《梦溪笔谈》《便民图纂》《耕织图谱》等的了解和运用，使得《天工开物》中与工具相关的信息极有价值，这个价值体现在宋应星对工具的先进度和延续性的选择上。
