附錄 宋應星的哲學思想
宋應星的哲學思想，確切地說是自然哲學思想，首先圍繞自然界萬物起源及其發展變化這個總的問題而展開的。這不但是自然哲學而且也是整個哲學的根本問題。圍繞這個問題自古以來就有各種不同的見解，中國古代哲學大體說來有兩大派，每一大派又有兩種不同的思想流派。第一大派認爲萬物起源於最原始的物質本原，按自然界固有的規律發展變化。這一大派中又有一元論及多元論之別：前者主張萬物最初本原只有一個，元氣論即持這種觀點；後者主張萬物最原始本原有五個，即水火土金木五種元素，此即多元論的早期五行說。由於這派都強調物質的第一性，承認萬物起源於物質本原，因而屬於唯物主義自然觀體系。另一大派認爲萬物起源於精神性的本原「道」或「理」、「心」。先有道、理、心，然後有萬物，而萬物發展變化即是道、理、心之表現。這一派雖屬一元論，但因其強調精神的第一性，因而屬於唯心主義自然觀體系。這一大派中又有兩個流派，一派認爲理或心之外無物，是主觀唯心主義；另一流派認爲天地之間有理有物，而理在物先，即客觀唯心主義。這一派爲了使陰陽五行說爲自己服務，將其巧妙地改變成一元論。
關於宋應星以前各派對萬物本原及其變化的不同哲學論點及宋應星如何取諸家之長自成一說的具體經過，擬在本書第十一章討論其歷史地位時詳加說明，此處不再贅述。本章重點在評述他本人的自然哲學思想。
宋應星在《論氣》一書中提出其有關萬物本原及本質的「形氣論」。他提出了「盈天地皆氣也」（《氣聲》）的哲學命題。這種氣「把之無質，即之有象，遍滿閻浮界中（充滿宇宙之中）」（《水塵二》），氣外無理、無道、無心。這與宋儒陸九淵（1139—1192）所說「塞宇宙一理耳」（《象山全集》卷12），正好是截然相反的提法。宋應星又指出：「天地間非形即氣，非氣即形。由氣而化形，形復返於氣，百姓日習而不知也。初由氣化形，人見之，卒由形化氣，人不見者，草木與生人、禽獸、蟲魚之類是也。「這就是說，充滿宇宙之間的都是氣或元氣，這種氣本無形，但脫離其原始狀態後便有了形象。由氣變化成人可見到的形體，便是草木、蟲魚、禽獸等萬物，但萬物最後又變化成人不可見的氣，這個道理一般人習以爲常、卻不知其真正含義。可見宇宙萬物包括無生命和生命自然界的一切，究其最初的物質本原，都是由氣而變化成的。既然「天地間非形即氣，非氣即形」，也就排除了主宰氣的所謂理或心的存在，換言之，宋應星否定了朱熹所說「無形而有理」的思想。其次，他認爲自然界中的一切變化，從哲學的角度看無非是「由氣而化形、形復返於氣」的客觀過程，而不是像宋代陸派楊簡所說：「天地［乃］我之天地，變化［乃］我之變化，非他物也。」（《慈湖遺書·已易》）所有這些都說明宋應星的形氣論是唯物主義的一元論。
而從近代科學的角度看，一元論比多元論接近真理，是人對物質世界認識的正確路線。還應指出，當宋應星陳述其氣化形、形返氣的自然界變化時，有時也用「虛」的概念。「夫由虛而有氣，氣傳（轉）而爲形，氣［復］還於虛」（《水火》）。這裡的「虛」或「大虛」與張載所說「太虛」是一個意思，屬於物質性範疇，「太虛即氣」（《正蒙·太和》），並不是指虛無。
宋應星自己也解釋說，他所謂形返氣或「返虛」，「非其還返於虛無也」（《形氣》）。兩人的解釋排除了對其思想的唯心主義曲解。
張載認爲元氣通過陰陽「兩端」（二氣）造成萬物，但並未再解釋造成萬物的具體歷程。宋應星在發展並改進張載理論時，在氣與萬物之間引入了「形」這一物質層次，認爲氣是通過形而變化爲萬物的，從而把他的理論稱爲形氣論，以有別於元氣論。他又把形氣論與周敦頤改進的陰陽五行說結合起來，形成他的「二氣五行之說」。然後再進一步解釋萬物由氣構成的歷程。《天工開物·作咸》及《論氣·氣聲五》都說「天有五氣，以有五行」，認爲水火土金木五行由相應的氣而生，不是萬物的最原始本原。他又對五行或五氣逐個分析，認爲水火二氣是較基本的。「雜於形與氣之間者水火是也」（《形氣一》），「形而不堅、氣而不隱者，水火之體也。二者介於形、氣之間，以爲氣矣而有形，以爲形矣而實氣」（《形氣二》）。那麼什麼是形呢？宋應星指出：「凡世間有形之物，土與金、木而已。」（《水火三》）也就是說，萬物由氣和水火通過土、金、木構成的「形」這一物質層次發展起來的。把五行的行改稱形，並賦予新的意義，這是宋應星的一項發展。但他又認爲介於氣與形之間還有個物質過渡層次即水火。水火是形但又不固定，是氣但又不穩；是氣卻又有形，是形卻又實在是氣。把張載與周敦頤體系中的陰陽具體化爲水火二氣，這是宋應星的另一項發展。張載認爲元氣由陰陽「兩端」所感而運動、變化爲萬物，還不夠具體。周敦頤認爲由陰陽動靜而成水火二氣，把陰陽與水火看做兩個層次，從而把陰陽抽象化。在宋應星看來，陰陽也是二氣，而水火是其最集中的表現形式。火爲陽氣，水爲陰氣，陰陽二氣與水火實際上應屬同一物質層次，即「介於形、氣之間」，亦即介於氣與土金木之間，下一個層次才是有形體的萬物。他在元氣與萬物之間插入形及形氣之間的水火二氣這兩個物質過渡層次，是對傳統的元氣論的新補充，使由氣至萬物的發展歷程具體化一步。於是物質世界的構成，分爲下列層次：
氣→水、火→土、金、木→萬物
根據宋應星的「二氣五行（形）之說」或「形氣水火之道」，傳統學說中的「五行」的正確排列順序應當是：水、火、土、金、本，而不應是任何別的排列次序。他的這種排列與周敦頤的《太極圖說》是一致的，體現了它們五者之間從低級至高級的發展序列。所謂具體含義指有形的水火；所謂抽象含義指構成有形水火的物質要素，不一定能看得到，相當於水素與火質或水氣與火氣，具有氣的屬性。只有從「亦形亦氣」這層含義理解水火，方合應星之本義。對土金木亦應從這層含義來理解，雖然三者比水火更爲有形一些。宋應星在論述水火土金木五者相互關係時指出，其中水火是最基本的，水火二氣均平地含於土內（《水火三》）。土與金木比，又較爲基本，因金、木均生於土，因而土介於水火與金木之間，而金木中又都含水火。他寫道：「土爲母，金爲子」（《形氣五》）、「土爲母，石爲子」（《形氣五》）、「木生土中」（《水火三》）。他又在《水火三》寫道：「今夫以土倚（伴隨）土不得水，而以金倚土則水生，是金中有水也。以石磨石不得火，而以金擊石則火出，是金中有火也。至於木，生於地下、長於空中，二氣（水火）附麗其中，銖兩分毫無偏重也。取青葉而絞之，水重如許。取枯葉而燃之，火重亦如許也。」（《水火三》）所以木中亦含水火。
此處的火指火質或可燃性成分，現在可理解爲碳及碳的化合物。《形氣五》還注意到木燃燒後有灰燼返還於土，因而木中亦含有土質，現在可理解爲礦物質成分。
土在水火與金木之間起著溝通與介質的作用。因而水火土金木之間不存在像過去說的那種單純的並列關係，而是由低級到高級、由簡單到複雜的過渡關係。
宋應星關於水火土金木相互關係及劃分層次的觀點，與明代哲學家王廷相（1474—1544）及科學家李時珍的觀點是一致的。王廷相也認爲五行應分爲水火、土、金木三個層次（《五行辯》）。而李時珍則指出：「首以水火，次之以土。水火爲萬物之先，土爲萬物之母也。次之以金石，從土也。」（《本草綱目·幾例》）時珍還指出：「水火所以養民，而民賴以生者也。本草醫方皆知辨水，而不知辨火，誠缺文哉，其氣行於天、藏於地，而用於人。」（《本草綱目·火部》）可見宋應星的思想直接受李時珍的影響，但他又比其前輩對萬物的構成探討得更爲綿密。他像李時珍一樣，也特別強調水火的作用，這反映了在他那個時代工農業生產技術和科學比前代更爲發達。宋應星也指出：「水火二氣均平布空，宜以均平附物也。太清之上，二氣均而後萬物生；重泉之下，二氣均而後百匯出。」（《水火三》）「塵埃空曠之間，二氣（水火）之所充也。」（《水火二》）這就是說，除構成萬物本原的元氣而外，其發展形式水火二氣也均勻地充塞於天地之間、附載於萬物之內。因而「盈天地皆氣也」，還應理解爲元氣及水火二氣，二氣再與土金木等形作用後，便化生萬物。這是對元氣論的具體化。宋應星將他的這一新說稱之爲「形氣水火之道」（《形氣二》）。
宋應星在剖析水火土金木相互關係及過渡層次，亦即解決了「亦氣亦形」這一物質過渡層次與形的物質過渡層次間相互關係及過渡之後，便進一步闡述了萬物生成之理。《天工開物·陶埏》指出：「水火既濟而土和。萬室之國，日勤千人而不足，民用亦繁矣哉。」這是說靠水火對黏土的交互作用，燒結成陶瓷，供民日用。同書《燔石》章亦云：「至於礬現五色之形，硫爲羣石之將，皆變化於烈火。」靠著烈火對來自土中的礬礦及硫黃礦石的鍛燒，得到各種顏色的礬石及黃色的硫黃。同章又稱：「凡石灰，經火焚煉爲用。成質之後，入水永劫不壞。百里之外，土中必生可燔石，石以青色爲上。」
這是說將土內所含的青石（石灰石）用火焚燒，便得到石灰，石灰再與水配合使用，便永劫不壞。《冶鑄》章稱：「夫金之生也，以土爲母，及其形而效用於世也。」將土中所含金屬礦石以爐火冶煉便得到金屬，通過鑄造使其成爲器形而效用於世，但鑄造亦需「媒合水火」。《錘鍛·冶鐵》云：「凡熟鐵、鋼鐵已經爐錘，水火未濟，其質未堅。乘其出火之時，入清水淬之，名曰健鋼、健鐵。」當金屬制出後再燒紅錘鍛，由於水火未交互作用，其質仍不堅。乘出火之時入水淬之，方成健器。借水火與土（包括土中礦石成分）相互作用，便得到陶器、瓷器、礬石、硫黃、砒霜、石灰、金、銀、銅、鐵、錫、鉛、鋅等金屬；再通過水火與成形之金交互作用便得到銅鋅合金、銅鎳合金、銅錫合金，各種各樣的鑄造器型如鍾、鼎、鍋、鏡、錢幣以及鍛造器型如刀斧、鋤、錞、錐、鋸、刨、鑿、錨、針、樂器等。同理，亦可製得食鹽、磚瓦、銀硃、火藥、火器等物。這些都是無生命自然界的千萬種有形之物，供百姓日用甚繁，而究其本原都是由元氣經過水火、土、金的交互作用及氣→亦氣亦形→形這些物質層次而生成的。
宋應星接著轉向論述生命自然界萬物的生成機制。他將生物分爲植物與動物兩大類，而在生物由低級到高級的發展序列中，植物即草木之屬較爲基本。他將動物按發展序列再分爲蟲魚、飛禽、走獸，最後是「萬物之靈」的人。他認爲動物是從植物演化並生成的，而植物又是從無機物演化與生成的，歸根到底是通過水火與土木交互作用而產生。他寫道：「氣從地下催騰一粒，種性小者爲蓬，大者爲蔽牛干霄之木，此一粒原本幾何？其餘皆氣所化也。」（《形氣一》）就是說，氣在土中促使一粒種子生長。種性小的成爲蓬草，種性大的成爲參天大樹。這一粒種子原來有多少呢？其餘都是由氣轉化而成。這裡的「氣」應理解爲水火二氣及土氣或土壤。因爲如前所述，他在《水火三》中指出：「至於木，生於地下（土）。長於空中，二氣（水火）附麗其中。」故木中含水火。也就是說，一粒植物種子很小，入土後之所以能成長爲參天大樹，因爲從土中不斷攝取水及礦物質、有機質養料。因此草木借水、土及火質（可燃的有機肥料）而成長。宋應星在《天工開物》中所述各種植物如稻、麥、麻、豆、桑、棉、葛、草本染料、油料植物、甘蔗、竹、構樹及各種樹木的種植，都是根據這一道理而進行的。他更詳細敘述了將這些植物借水火及金木石的交互作用而製成植物油、糖、衣料、染料、紙張、車船等產品以及木器、榨油器、糖車、紡織機、各種農具、蒸煮鍋等工具及日常用品。雖然穀物種植主要靠水、土及金木，但沒有火氣配合也還不行，這裡火氣以日照的形式表現出來。沒有陽光（陽氣、火氣）而陰雨（陰氣、水氣）綿綿，便會減產。至於穀物加工及食品製造，離開水火與金木也是不行的。由於五氣的交互作用，產生出各種各樣的植物及其加工製品，像無機界萬物一樣，供民日用，也歸根到底由元氣→亦形亦氣→形這些物質層次而生成的。至此爲止，自然界又添加了一大類實物。
宋應星還反覆論述了從無機自然界過渡到有生命現象的植物界的哲學依據。按照他的二氣五行之說，草木的基本物質載體是木或木質，而木生於水、火及土，後三者都是無生命的基本物質。既然借水火土木的交互作用能生成有生命現象的植物，那就說明生物最初是從無生命物質中生成、演變的。宋應星在這裡把神等超自然力排除在由無機物到有機物、由無生命到生命的萬物生成及演變過程之外。他在論述了生物中較基本的草木最初由無機界生成及過渡之後，還進而論述了從植物界向動物界的物質過渡。他在《形氣四》寫道：「草木有灰也，人獸骨肉借草木而生，即虎狼生而不食草木者，所食禽獸又皆食草木而生長者，其精液相傳，故骨肉與草木同其類也。即水中魚蝦所食滓沫，究竟源流，亦草木所爲也。」這段論述相當精彩，在宋應星看來，植物都有灰質即由無生命的物質成分構成；人與動物的軀體是靠所食植物而生長、發育的，即使是不食植物的猛獸，其所食之禽獸又都是吃植物而生的。因而動物與植物在物質構成上一樣，以「其精液相傳」。「精液相傳」，此處指構成植物的基本物質成分和養料通過植物又傳遞到動物。「骨肉與草木同其氣類也」，只能理解爲構成動物軀體的骨肉與草木都有同樣的物質成分。「氣」是個物質性概念，此處指水火土金木等基本物質成分或「五氣」。宋應星還指出，既使是生長於水中的魚蝦，其所食之物，究其源流也是草木之類。這樣看來，由於動物體內所含的基本物質成分，與植物所含的是同類，而植物是攝取土內無生命養料及水而生長的，因而在物質構成上在動物界與植物界之間以及在生命自然界與無生命自然界之間，並沒有不可逾越的鴻溝。
上述思想自然而然地使宋應星認識到宇宙萬物雖然多種多樣，但卻存在著物質構成上的統一性。他的這一認識不但在原則上是正確的，而且爲後來自然科學的發展所證實。他的這一思想也是對唯心主義的神創論和活力論（Vitalism）的批判，而活力論哲學甚至在18—19 世紀時還禁錮著西方科學家的頭腦。根據這一哲學，無機界與有機界之間存在著不可逾越的鴻溝，在物質構成上沒有共同之點，因有機體是靠神祕莫測的「生命力」（vis vitalis）才能構成。直到1824—1828 年德國化學家韋勒（Friedrich Whler，1800—1882）在試管中從無機物人工合成出有機物尿素時，才敲起了活力論的喪鐘。當物質世界靠自然力的作用從植物界逐步過渡到動物界，而動物界又逐步從蟲魚過渡到飛禽、走獸，以至最後出現人類時，大自然變得更加千姿百態、光彩奪目、生機盎然。像宋應星所說，人類可以利用大自然的這些恩惠，再一次施展運用水火及金木的交互作用，從蟲類（蠶、蜜蜂）製得生絲供上等衣料用或釀出蜂蜜供作食用，還可用微生物對穀物發酵製成各種營養或醫用的類，更可以利用飛禽、貂、狐、羊、水獺、虎、豹及金絲猴的毛衣製成裘服。從羊毛打成毛線織成各種毛織物，或從蚌殼內取出珍珠、用牛筋製成弓弦、以鵰翎製造成箭等等，而「使草木無全功」（《甘嗜》語）。宋應星在《天工開物》有關章中詳細敘述了從上述動物體製成各種產品的技術。根據他的哲學觀點，動物界雖然比植物界屬於更高級的發展階段，但究其物質本原仍不外是從元氣、亦形亦氣、形及草木這些物質層次而逐步生成、演變的，雖然他沒有告訴我們要花費多長時間才能完成這些過渡。他在論述動物、植物及礦物界在構成上的物質統一性時，還談到物質世界多樣性的原因。爲此他提出了「形萬變而不窮」的哲學命題（《氣聲八》）。
由於水火、土、金木這些物質要素相互間作用是千變萬化的，故而產生衆多的物。此外，正如他在《天工開物》中所述，許多自然物通過人工作用後，又產生難以數計的、自然界本身沒有的物。用他的話說便是「或假人力，或由天（自然界）造」（《作咸·鹽產》）。
在談到物質世界事物多樣性時，宋應星有一段哲學沉思：「天覆地載，物數號萬，而事亦因之，曲成而不遺。豈人力也哉?」（《天工開物序》）大意是說，天地之間，事物以萬計，通過各種變化而形成完美無缺的世界，這恐怕不全是人力所能辦到的。此話不假，地球上的生物物種現在估計約有200 萬種，在宋應星時代里已知植物便有近萬種，還不包括無機界的礦物在內，其中絕大多數都是大自然以其固有規律而造成的。但人並不是消極等待自然界的恩惠，還用人力生成數以萬計的物，由「天工」與「人工」配合造成了多樣性的大千世界。與此同時，我們今天還知道構成這麼多自然物及人造物的基本物質成分即化學元素，只有百種左右，並且像宋應星所說的，生物與無生物的基本物質成分是一樣的。而他的「形萬變而不窮」的哲學命題，現在可理解爲有限元素原子以其萬變無窮的結合方式構成物質世界的多樣性。現代物質構造理論還證明一元論物質觀是正確的，因爲宇宙萬物最終都由原子構成。而原子又一分爲二：帶正電荷的原子核及帶負電荷的電子。有趣的是，宋應星的元氣也一分爲二：水（陰）氣及火（陽）氣。他的理論當然不能與當代理論同日而語，但在思維方式與理論形式上還得承認他與今人有某種暗合，只不過現代物質結構理論是建立在科學基礎上的更高級發展形態，然現代理論也是從初級階段逐步演變到今天這樣的。這證實了一條哲學規律：發展是重複以往的階段，但是在更高基礎上的重複，發展是按螺旋式而不是按直線式進行的。
宋應星在發展萬物生成及演變的自然哲學時，把他的哲理與科學技術緊密結合起來，用《天工開物》中所述30 種技術過程的實例來支持並解釋他的哲學思想。這不但是中國歷史中其他哲學家做不到的，而且像李時珍那樣的大科學家也未能做到這一點。他在闡述從最根本的元氣經過亦氣亦形及形再逐步過渡到無機世界和生命自然界時，提供了一幅萬物生成與演變的圖景，其基本過渡層次爲：元氣→水火→土→金木→無生物→草木→動物。其中最關鍵的一步，是從無生物到生物這一質的轉化。
由於受當時科學發展水平的限制，宋應星未能說明這一轉化的細節，但他已從哲學上指明了生物是從無生物轉化的，這一轉化過程是「天工」（自然力）完成的。對於三百多年前的古人來說，達到這一認識就很不容易了。如果我們把他的各種論述都綜合起來，則可將他提供的萬物生成及演變情景用圖解的形式表達出來。試把根據他的思想繪製成的萬物化生圖與周敦頤的太極圖作一比較，便會看到，周圖中構成萬物本原的是精神性的「無極而太極」，對水火、土、金木五氣相互關係描述得不夠綿密，而陰陽又脫離了物質載體成爲抽象的東西，更重要的是沒有說明生物是怎樣生成的。所有這些不足都被宋應星一一克服了，因此他所提供的萬物化生圖景是在傳統哲學範圍內當時所能提供的較爲完善的一種。
現在讓我們再回過頭來討論宋應星的二氣五行之說，首先是他的水火觀。如前所述，他對水火給予特殊地位，讓其享有氣的稱號，並置於元氣與形之間，起著亦氣亦形的作用。這是因爲他從工農業各生產領域內看到「假媒水火」的重要意義，而一些自然現象也與水火有關。
他關於水火的觀點可歸納爲下列五點：（1）水火各有潤下炎上、行徐與行急及陰性與陽性兩種矛盾的屬性，是元氣發展後一分爲二的產物。當二者相遇並相互作用時，又最終返還並統一於元氣，構成氣之本體。（2）水火二氣均平分布於天地間、附載於萬物內，相互吸引又相互依存。（3）在生產過程中借人力使水火與土金木交互作用，便可造成各種產物。水火既促進過程實現，又參與過程之中，是過程中的積極因素。（4）水火之間的克制關係是相對的，不是絕對的。克制能否實現，取決於二者相對的量，而且存在一種當量關係。二者之間不是仇敵，而是朋友。（5）水火在五氣中較爲基本，同時含於土金木三氣中，又通過後者進入無生物及生物的基本物質構成成分之中。
以上這五點中有的內容已見前述，此外須補述其餘未提到的內容。在談到水火相互依存時，宋應星以燃燒現象爲例，他寫道：「塵埃空曠之間，二氣之所充也。火燃於外，空中自有水意會焉。火空而木亦盡。」（《水火二》）
這是說火在露天下燒木柴，要與空氣中的水氣（水素）配合，燃燒才會充分。如果在密閉狀態下燃木，則火不能與水素會合，便燃燒不充分，火質仍歸木骨，成爲木炭。「若穴土閉火於內，火無從出空會合水意，則火質仍歸母骨，而其形爲炭，此火之變體也。」（同上）宋應星已隱約認識到燃燒時需賴空中的某種氣助燃，燃燒才能完全。他將此稱爲「水氣」，現在看來應屬水中所含的氧氣。他又說，地面的水要靠與空中的火質會合，才能保持自身存在。
如將二者隔開，水的狀態便不能保持，而形成冰。「水沾於空中，或平流於沼面，空中自有火意會焉。若地面沉陰颼刮，隔火氣尋丈之上，則水態不能自活，而其形爲冰，此水窮災也。」（《水火二》）總之，「炭爐中，四達之水氣就焉，而炭燼矣。射日燃於河濱，而冰形乃釋矣」（同上）。
宋應星解釋焚木出煙的現象時寫道：「焚木之有煙也，水火爭出之氣也。若風日功深，水氣還虛（氣）至於淨盡，則斯木獨藏火質，而烈光之內，微煙悉化矣。」（《水火三》）他還問道，既然「火待水而還虛」，火的燃燒有賴於風，於水何干？回答是「功非由風，［而］由風所軋之氣也」。「其氣受逼軋而嚮往一方也，火疾而水徐，水凝而火散。疾者、散者先往，凝者、徐者後從」（《水火四》）。當熔爐借強力鼓風，涓滴水質送入薪炭，與火質會合，將其勾引，使之奮飛而出。一鼓一吹，勿懈勿斷，「而熯天之勢成矣」（同上）。我們不一定都贊同他的具體論述，但他力圖從自然界自身解釋自然現象，這個精神是可取的。他有時也用「火神」、「水神」術語，只能理解爲「火質」、「水質」，因爲他的確不是指神靈。我們注意到有的外文譯本將火神譯爲the element of fire 是較準確的，但如果理解爲the spirit of fire（「火精」），便與應星本義相違了。
古典五行說認爲木生火、金生水，而金又克木，所以水火之間則是水勝火的相剋關係。《墨子·經說下》已對此提出異議：「五行毋常勝，說在宜。」
就是說水並非總是勝火，而在力量是否相宜，水量少便撲不滅烈火。對此，宋應星發表了《水非勝火說》，從標題中已點出了他對這一問題的看法。他認爲水火間與其說是「相勝」關係，還不如說是「相參」即相互配合的關係。
此說倒頗有新意。他認爲這種相參表現在兩個方面：（1）水火相互吸引，被隔開之後二者「相憶相思」。相遇則發生急劇變化，共同復返於氣，求得統一。（2）二者相互作用，有當量關係。關於第一種關係，他寫道：「氣傳而爲形，形分水火，供民日用。水與火不能相見也，借乎人力然後見。當其不見也，二者相憶，實如妃之恩夫、母之望子。一見而真樂融焉，至愛抱焉、飲焉、敷焉。頃刻之間復還於氣，氣還於虛，以俟再傳（轉）而已矣。」（《水火一》）關於第二種關係，他寫道：「是故杯水與束薪之火，輕重相若；車薪之火與巨甕之水，銖兩相同。傾水以滅火，束薪之火亡，則杯水已爲烏有。車薪之火息，則巨甕豈復有餘波哉？」（《水火二》）這是說當水火相互作用時，二者必須「輕重相若」、「銖兩相同」。只有杯水與束薪之火、巨甕之水與車薪之火，才符合相互作用所必須的數量關係。若以杯水對車薪之火，則水力不足。於是宋應星認爲：「五行之內，生克之論生，水［必］勝火，見形察膚者然之。」（《水火一》）
關於水火相參關係，張載也有「水火相待而不相害」的思想（《正蒙·參兩》），但宋應星對之作了定量論述。他舉例告訴我們：「水上而火下，金土間之，鼎釜是也。釜上之水枯竭十升，則釜下之火減費一豆。火上而水下，熨斗是也。斗上之火費折一兩，則其下衣襦之水乾燥十錢。水左而火右，罌缶是也。罌內之水消三分，則爐中之火減一寸；爐中之火不盡喪，則罌內之水不全消。此三者，兩神（水火二質）相會，兩形不相親，然而均平分寸，合還虛無。與傾水以滅火者同，則形、神一致也。」這是說水火相參呈現於日用，要想使其相互配合發揮更好效用，也必須使二者數量得宜，而同時還有數量上的變化規律。以火蒸煮釜內之水，水量增減多少，所耗費的火量亦相應增減多少。宋應星已隱約認識到水火間的熱能傳遞有定量規律可遵。
現在我們已求得這個規律的準確形式。如將5000 克水從20℃煮沸，則需熱量按式計算爲40 萬卡或400 千卡。式中C 爲比熱（水的比熱爲1 卡/克·度），m 爲水量。如以無煙煤爲燃燒，則其熱值爲8000千卡/公斤。換算後我們便知道將10 斤水從20℃煮沸，需無煙煤50 克。宋應星給出的數值不一定準確，但他的定量精神十分可貴，他的論斷相當新穎。
他對水火相參關係作了定量討論後引出結論說：「是故由太虛（元氣）而二氣名，由二氣而水火形。水火參而民用繁，水火合而太虛現。水與火非［相］勝也，德友而已矣。」（《水火一》）他關於水火非相勝而相參相友的思想，後來由王夫之進而發揮成水火之間相互轉化的論題。
宋應星在論述了他的形氣水火說及二氣五行說之後，還進一步將其用於萬物的發展變化過程中，提出了「土石五金生化之理」及「草木與飛潛動植生化之理」，即無機自然界與生命自然界發展變化的規律。他在《形氣五》談到土石生化之理時寫道：「土以載物，使其與物同化，沙與石由土而生，有生亦有化，化仍舊土，以俟劫盡。深山之中無石而有石，小石而大石。土爲母，石爲子，子身分量由虧母而生。當其供人居室、城池、道路之用，石工斫削，萬斛委余，盡棄於地，經百年而復返於土。」這是說沙石均由土而生，從土中采出多少沙石，則土虧損多少。石采出供人使用後，又有一些遺棄於地，經久又復返於上，虧損的部分又得到補償。由土承載和由土所生者，有生必有化，而「由土而生者，化仍歸土，以積推而得之也。」至於五金生化之理，其規律是：「其生稀者，其化疏；其生廣者，其化數」，而且「皆化爲土，以俟劫盡」。作者認爲凡從土中生得稀少的貴金屬，其化歸於土的過程較疏；而廣生的賤金屬化歸於土的過程較頻密。但不管是貴金屬還是賤金屬，在整個生化過程中總量是守恆的。
《形氣五》就此寫道：「土爲母，金爲子，於身分量由母而生。」就是說金屬產生於土，從土中煉出多少金屬，則土中原有金屬便虧損多少。接下敘述冶煉出的金屬經使用與耗損，又逐步返還於土。土中原來所減少的金屬又得到補償。以鐵爲例，「凡鐵之化土也，初入生熟爐時，鐵華鐵落已喪三分之一。自是錘鍛有損焉，冶鑄有損焉，磨礪有損焉，攻木與石有損焉，閒住不用而衣鏽更損焉，所損者皆化爲土，以俟劫盡。故終歲鐵冶所出億萬，而人間之鐵未嘗增也。」接著指出自然界中各金屬的相對蘊藏量，我們換算後得出的比例如下。假定鐵的蘊藏量是二萬，鉛與錫爲二千，銅爲一千，銀爲十，而金則爲一。可見鐵的蘊藏量最大，爲金的二萬倍，因而鐵的產量也最大。按照「其生廣者，其化數」的規律，冶煉出的鐵轉化歸土的過程比較頻密。在生熟煉鐵爐冶煉時已喪失三分之一，後來鑄造、鍛造又損失一些，製成鐵器後攻木攻石及閒著不用生鐵鏽又損失一些，「所損者皆化爲土」。
所以儘管每年冶鐵很多，由於不斷歸土，故「人間之鐵，未嘗增也」。同樣，每年冶鐵使土蘊鐵量虧失，但因鐵不斷化爲土，故土中之鐵未嘗減也。在宋應星看來，自然界中的鐵雖經歷各種變化，但在生化前後總的量是守恆，「未嘗增」亦「未嘗減」。因而在這裡出現了物質守恆思想的閃光。
宋應星在仔細分析了鐵的生化之理後指出：「銅、錫經火而損，其義亦猶是已。」錫的蘊藏量二千倍於金，銅則千倍於金，也屬於「其生廣者」的金屬，則其生化之理亦應與鐵類似，也是服從守恆原理。「若夫白銀、黃金，則火力不能鎖損者，只可以生與耗求而化土還虛，以俟劫盡。凡銀爲世用，從剪斧口中損者，積累絲忽，合成丘山。賤役淘厘錙者只救三分之一。」關於「淘厘錙」，《天工開物·五金》章銀條云：「其賤役掃刷泥塵，入水漂淘而煎者，名曰淘厘錙。一日功勞，輕者所獲三分，重者倍之。其銀俱日用剪、斧口中委余，或鞋底粘帶，布於衢市；或院宇掃屑，棄於河沿。其中必有［銀］焉，非淺浮土面能生此物也。」這就是說，既使是作爲貴金屬的銀，在冶煉及成器後也逐步有耗損而歸於土。與鐵的情況一樣，只不過「其化疏」，不如鐵那樣頻密而已。「金之損也，以粘物之箔而刮削化灰而取者，亦救三分之一，其二則俟淘沙、開礦者之補足。此其大端也。夫不詳土石五金，而生化之理未備也。」宋應星在窮究試驗土石五金生化之理後，得出的重要結論就是自然界的物質生化前後，存在著在量上守恆的規律。
宋應星還在《形氣》篇論述了草木與飛潛動植的生化之理，指出草木生於土又復歸於土，經年再潛化爲氣。「初由氣化形，人見之。」「氣從地下催騰一粒」種子到樹木成材，人得見之。樹木枯枝、落葉於地上腐爛成泥，或人砍伐木材製成宮室器物與供飲食燒飯，或木得火而燃積爲灰燼，這些人亦均可見。但木歸土再化力氣，「此人所不見也」（《形氣一》）。人與禽獸、蟲魚，歸根到底都賴草木而生，其生化之理也與草木生化之理同，不外是「形化氣、氣化形」而已。「草木之朽燼與血肉、毛骨之委遺」均復返於土，再化爲氣，「非其還返於虛無也」（《形氣一》）。而生物歸土化氣，是靠「地脈蒸氣」經極長時間才能實現（《形氣三》）。天地間只有火的「化物之功，有一星而敵地氣之萬鈞，一刻而敵百年者」（同上）。宋應星關於生命自然界生化之理告訴我們，正如同土石、五金無機化自然界一樣，二者共同遵循著同樣的自然規律。他描繪了萬物由元氣逐步生成，又逐步返還於元氣的自然界生化的圖景，總的思想精華是在生化過程中物質在量上是守恆的、具體形體有生有滅，但物質是不生不滅。
《形氣三》又提供了一個關於生命自然界生化過程中化速與化遲的局部規律。這就是：「化，視其生也。化之速者，其生必速；生之遲者，其化亦遲也。」作者舉例說，瓠瓜整個生長期充其量是180 天，而杉樹、檜樹有長至百年者，則瓠瓜入土後，必較杉、檜入土後化得更快。人也如此，如將成年人與小孩屍體同葬，則「殤骨必先化」。這個論述我們今天不一定會同意。
所要注意的是，作者力圖對自然現象作出規律性概括。同時，他還在這條規律上附加一個外在條件：化之遲速不同，亦「由地脈蒸氣盛衰不同之故」。
這樣，也許使他的論述更爲周全一些。爲了回答問難者，有時他還另用「熔化之化」來解釋例外情況。從宋應星關於萬物生化理論中，我們看到他除了對五行中水火給予特別的注意外，也還很看重土的作用。如果說水火是五行中最基本的本原，那麼其次便是土。土生金石、草木，再逐步衍繁成動物，而後者均復歸於土，通過土化爲氣。土的功用也是很大的，因此作者行文中用了「土爲母」的說法。
在宋應星運用「形氣論」、「二氣五行說」解釋自然界萬物生化之理時，特別需要強調的，是他論證了無機自然界與有機自然界在物質來源上的統一性、二者的自然過渡和服從同樣自然規律的哲學觀點，同時他還描述了自然界萬物不斷生生化化的一幅運動的圖景。他的不少觀點和論述比起前輩來，都有新意和獨創性，蘊藏著比較豐富的樸素唯物主義和辯證法思想。他的自然觀與別的哲學家不同的是，他較少用社會現象作爲論據，而主要依賴他所觀察和調查的自然現象和工農業生產技術以及所掌握的科技知識。中國唯物主義思想史中，所缺少的正是像宋應星這樣的哲學家。不過我們也不要忘記，他的有些論述還不像專門哲學家那樣嚴密並上升到應有的理論高度。舉個例子說，他在闡述五金生化之理時，已湧出了物質守恆思想，而且本能地具有定量概念。這個偉大思想發現對他來說幾乎已垂手可得，但他沒能抓住契機一鼓作氣地發揮並引申下去，把物質守恆原理作爲整個自然界普遍生化之理確定下來。儘管如此，他在物質守恆思想發展史中仍做出自己的貢獻。
社會上某種偉大思想的成熟，總要經過長期的蘊釀，要經過幾代人的思想傳遞。物質守恆思想由王充、張載做了初步的哲學闡述，但未深入發揮，可以說是思想的閃光。這種思想經宋應星給以定量描述，再一次閃現，並提醒了人們的注意。
直到宋應星《論氣》出版半個世紀後，王夫之又發揮了物質守恆觀念，使人們感受到這種思想的力量。他接過宋應星的論題，趁爲北宋的張載《正蒙》作注之機作出了下列精采論述：「車薪之火一烈已盡，而爲焰、爲煙、爲燼，木者仍歸木，水者仍歸水，土者仍歸土，特希微而人不見爾。一甑之炊，溼熱之氣，蓬蓬勃勃，必有所歸。若盒蓋嚴密，則郁而不散。汞見火則飛，不知何往，而究歸於地。有形者且然，況其氤氳（氣）不可象者乎？未嘗有辛勤歲月之積，一旦化爲烏有，明矣。故曰往來，曰屈伸，曰聚散，曰幽明，而不曰生滅。」生滅者釋氏（佛家）之陋說也，王夫之利用燃燒、金屬鍛燒及蒸發等物理—化學現象對物質守恆思想做了較周密的哲學闡述。
這種思想在西方古代的盧克萊修（Lucretius，前99—前55）的哲學著作中也時有閃現，但畢竟閃現得稀疏。只有在18 世紀經過歐洲化學家的實驗論證才最終以質量守恆定律的科學形式確定下來。
宋應星的唯物主義哲學思想還反映在他所寫的《談天》之中。他在序中一開始便指出：「謂天不可至乎？太史、星官、造歷者業已至矣。可至則可談矣。」這是說雖然天體距地球遙遠，但天文現象還是可以認識的，天文學家、曆法學家都做到這一點，因而其他人也可以就大體現象發表議論。但宋應星在這方面的議論，主要是針對宋代理學家朱熹（1130—1200）的「天人感應」說，他認識到他的《談天》「既犯洩漏天心之戒，又罹背違儒說之譏，然亦不遑恤也（並不害怕）。所願此簡流傳後世，敢求知己於目下哉」。宋應星曆來對天文學就感興趣，除《談天》外，還寫有《觀象》二卷，原準備與《天工開物》同時刊出，後決定臨梓刪去。賴有《談天》傳世，始得知宋氏的一些思想觀點。宋應星在序中談到朱熹的著作《通鑑綱目》時寫道：「《綱目》記六朝，有兩日相承東行，與兩月見西方，日夜出高三丈。此或民聽之濫，南北兩朝秉筆者苦無主見耳。若果有之，則俟穎悟神明，他年再有造就而窮之。」例如《晉書·天文志》曾載「憨帝建興二年（314）正月辛未庚時，日隕於地，又有三日相承出於西而東行」。宋應星對所謂同時出現「兩日」、「兩月」或「三日」之說，持懷疑態度，認爲是史官濫人視聽之謬論，而朱熹卻信以爲真。
天文學在中國有悠久的發展史，古人很重視天象觀測，據以制訂曆法。而歷政是王權象徵，歷朝政府均設專門機構掌握天體觀測、曆法制訂，所以中國在天文曆法方面擁有大量珍貴科學遺產。
日月五星等天體的運行及其所發生的各種異常現象，不但是古代天文學家的研究對象，也常常是哲學家談論的課題。從這個意義上說，凡哲學家沒有不談天者。至遲從戰國（前476—前222）以來，圍繞天人關係問題便出現了唯物主義與唯心主義兩種自然觀的對立。以荀子（前330—前229）爲代表的哲學家，認爲各種天體的運行及其所發生的異常現象，都服從不以人的意志爲轉移的自然規律，人應當認識並適應這些自然規律，進而將其應用於征服自然的實踐之中。《荀子·天論》篇寫道：「大天而思之，孰與物畜而制之？從天而頌之，孰與制天命而用之？望時而待之，孰與應時而使之？」在天人關係方面，荀子主張「天行有常，不爲堯存，不爲桀亡。應之以治則吉，應之以亂則凶」（《荀子·天論》）。就是說天體的運行有其自身規律，不因人世間統治者的善惡而改變；只有適應自然規律、對事物妥善處理，才能得到善果；如果違反自然規律、胡亂妄爲，便要遭致禍患。他還進而指出：「星墜木鳴，國人皆恐，曰：是何也？［對］曰：無何也，是天地之變，陰陽之化，物之罕至者也。怪之，可也；而畏之，非也。夫日月之有蝕、風雨之不時、怪星之黨見，是無世而不常有之。上明而政平，則是［等］雖並世起，無傷也。上暗而政險，則是［等］雖無一至者，無益也。」因而荀子提出了「天人相分」的思想：「受時與治世同，而殃禍與治世異，不可以怨天，其道然也。是故明於天人之分，則可謂至人矣。」（同上）這是在天人關係方面的唯物主義自然觀最典型的表述。
反之，與「天人相分」說對立的自然觀是「天人感應」說，根據這種學說，似乎「天道」與「人事」、自然現象與人事事物相互影響與感應。這種思想有更早的淵源，春秋（前770—前477）時成書的《詩經·小雅·十月之交》就對這種思想有所流露：「十月之交，朔日辛卯；日有食之，亦孔之丑。彼月而微，此日而微；今此下民，亦孔之哀！日月告凶，不用其行；四國無政，不用其良。彼月而食，則維其常；此日而食，於何不藏？」這是指周幽王（前781—前771 在位）昏暴，國政失綱，用奸臣害忠良，內寵劈妾，使周室統治面臨危機，因而日有食之，上天藉以警告即有災禍降臨，是國政極其醜陋的象徵。
中外史學家據曆法推得此次日食發生於周幽王十年夏曆十月辛卯朔日，合公元前771 年9 月6 日。在這同一年內，申侯聯合犬戎攻破鎬京，殺幽王、執其寵妾褒姒，西周滅亡。這種天象與人事間的偶然巧合，成了「天人感應」說的理論依據。即所謂「天垂象，見（現）吉凶」，欲人君戒慎行，增修德政。
「天人感應」說也反映在《春秋》一書中。這部經書據說春秋未魯國太史左丘明曾爲之作傳（注釋），即《春秋左氏傳》或《左傳》。但學者考定此傳實成於戰國人之手，當公元前375—351 年之間。《春秋》卷十一昭公七年條載「夏四月甲辰，朔，日有食之。秋八月戊辰，衛侯惡卒，九月公至自楚，冬十有一月癸未季孫宿卒」。這次四月日食推算成公曆，當公元前535 年3 月18 日。《左傳》對此解釋說：「晉侯（晉平公）問於士文伯曰：誰將當日食？對曰：魯、衛惡之（受此兇惡），衛大、魯小（衛國災禍較大，魯國較小）。公曰：何故？對曰：去衛地，如魯地，於是有災，魯實受之。其大咎，其衛君乎，魯將上卿。公曰：《詩》所謂『彼日而食，於何不藏』者何也？對曰：不善政之謂也。國無政，不用善，則自取謫於日月之災，故政不可不慎也。」這就是說，作者認爲這次日食是針對衛國與魯國的，人君不善其政，則天降日食之災以謫之。衛國受害較大，而魯國較小，因而在同年八月衛君襄公惡卒，而冬十一月魯國公卿季孫卒。這都是事件發生以後所作的附會解釋。
古時的天人感應說，至戰國以後開始理論化。據《史記》卷74《盂子·荀卿列傳》稱，齊國的鄒衍（約前305—前240）將早期五行學說配以五德，「五德轉移，治各有宜」。以五行相剋之理解釋夏商周朝更替，某一朝代對應於某一行之某一德，再按相剋之理說明未來的朝代當屬水德。《呂氏春秋·應同》篇引述鄒衍的思想稱：「凡帝王之將興也，天必先見（現）祥乎下民。」
於是樸素的陰陽五行說現在又披上神祕的色彩，再配合天體運行的變化，構成天人感應說的理論基礎。這種思想到西漢的董仲舒（前179—前104）那裡集了大成。他把自然現象看做是上天的有意安排，而自然變異是天意的表現。
在董仲舒看來，有意志的天不但支配自然界，還主宰社會人事，天人溝通、天人感應。天子代天治民，其行爲好壞由天降祥瑞以獎勵、或降災害以譴告。
《漢書》卷56《董仲舒傳》引其向武帝上《天人三策》之語稱：「觀天人相與之際，甚可畏也。國家將有失道之敗，而天乃出災害以譴告之。不知自省，又出怪異以警懼之。尚不知變，而傷敗乃至。以此見天心之仁愛人君，而欲止其亂也，自非大亡道之世者，天盡欲扶持而全安之。」後來，董仲舒的天人感應說在其《春秋繁露·必仁且知》等篇中獲得進一步發展，成爲漢代占統治地位的一種社會思潮，影響於後世甚巨。因而歷代君主特別注重天象觀測，天文歷算受到特別的關注。《春秋繁露》既以研究《春秋》經的面目出現，而《春秋》載春秋時代432 年史事中有36 次日食記錄，於是成爲此後諸儒者發揮天人感應說的最好的場合，也是唯物主義者批判天人感應說的目標集中處之一。宋代理學家陸九淵（1139—1193）在注《春秋左氏傳》宣公九年（前598）「秋七月甲子，日有食之，既」時，寫道：「春秋日食三十六，而食之既者三。日之食與食之深淺，皆歷家所能知。是蓋有數，疑若不爲變也。然天人之際，實相感通，雖有其數，亦有其道。日者陽也，陽爲君、爲父。苟有食之，斯爲變矣。食至於既，變又大矣。」南宋的胡寧注《春秋》隱公三年（前720）「春王二月己已，日有食之」時也說：「《春秋》不書祥瑞，而災異則書。君子見物之有失常者，必怕懼修省，而不敢忽。」據《左傳》稱，日食說明天子有舉止不當者，必「用牲於社」、「伐鼓於朝」以服神事。
宋代理學家朱熹（1130—1200）在《詩經集傳》卷五注釋《詩經·小雅·十月之交》「日有食之」時，也發揮了董仲舒的天人感應說：「然王者修德行政，用賢去奸，能使陽盛，足以勝陰。陰衰，不能侵陽，則日月之行雖或當食，而月常避日，故其遲速高下，必有參差，而不正相合，不正相對者，所以當食而不食也。各國無政，不用善，使臣子背君父、妄婦乘其夫，小人凌君子、夷狄侵中國，則陰盛陽微，當食必食。雖日行有常度，而實爲非常之變矣。蘇氏曰：日食，天變之大者也。」接下又說十月爲正陽之月，「純陽而食，陽弱之甚也，陰壯之甚也。此日不宜虧，而今亦虧，是亂亡之兆也」。「凡日月之食，皆有常度矣。然其所以然者，則以四國無政，不用善人故也。如此，則日月之食皆非常矣。」以上就是朱熹對《詩經》中所載周幽王十一年十月一日（公元前771 年9 月6 日）那次日食所作出的解釋。
陸朱的理學，尤其是朱熹的閩學或所謂朱子之學，在明代是占統治地位的宮廷欽定哲學。他所注釋的儒學經典成爲每個受教育的人的標準教科書，也是科舉考試的必讀書物。在宋應星所生活的年代裡，朱子被尊爲孔、孟以後第一人，成為準經典作家。讀書人理解四書五經含義時，都不能離開朱子的注釋，並以此爲判斷是非的標準。應當承認，朱熹是一位淵博的大學者，在各個學術領域其中包括自然科學領域都有深湛的造詣，令人仰慕。但這位老夫子在哲學上畢竟是唯心主義者，他對自然現象其中包括日月五行之運行所做出的哲學解釋顯然偏離客觀實際太遠。要想發展唯物主義自然觀，就必須逾越朱熹所設下的巨大的思想障礙，但這就要有足夠的學術勇氣，否則便會招致「背違儒說之譏」。宋應星對朱熹的學問是敬佩的，但對朱子哲學觀點則寧持不同見解，因爲他所信奉的是科學真理，而不是學術上的個人崇拜。
所以應星決定向他幼年時極爲崇敬的先賢朱夫子進行公開的學術上的挑戰，正所謂「吾愛吾師，吾更愛真理」。
宋應星在《談天》第三章中，繼承了先秦哲學家荀子的「天人相分」思想，對《春秋》《左傳》《詩經》及董仲舒、陸朱著作中發揮的「天人感應」說作了原則性的批評：「朱注以王者政修，月常避日，日當食而不食，其視月也太儇。《左傳》以魯君、衛卿之死應日食之變，其視日也太細。《春秋》日有食之，太旨爲明治歷之源。《小雅》『亦孔之丑』，詩人之拘泥於天官也。」這段話文字雖然不多，但談到了四件事，而且件件打中要害。
首先宋應星指出，朱熹注釋《詩經》時說因爲君王修德行政而感動上天，則月常避日、日當食而不食，是「其視月也太儇」。意思是說朱熹把月亮看得太隨便，似乎人怎麼巧說，它就會怎麼運行，而實際上日月運行各有其自身規律，不以人的意志爲轉移。其次，宋應星認爲《左傳》說昭公七年四月甲辰（公元前535 年3 月18 日）的日食應衛君、魯卿（不是「魯君、衛卿」）之死，是「其視日也太細」，意思是說大小看了太陽，因爲日食必有其應食之自然原因，巨大的太陽怎麼會因一、兩個人之死而失去光輝。
至於《詩經·小雅》說日食預示了周幽王因昏暴而亡國，是國政之醜事。
這不過是寫《小雅》那一段的詩人誤信了占星家的說法而已。宋應星還認爲《春秋》經傳中關於「日有食之」的記載及其解說要旨，成爲「明時治歷」或授時修歷的根源。他的這一見解也有針對性「治歷明時」一語典出於《易經·繫辭下》，孔子在釋《易經·革卦》時，首先指出此卦水上火下，象曰革，「天地革而四時成，湯、武革命，順乎天而應乎人，革之時大矣哉」。
人君以授時治歷爲大事，定正朔以宣明其統治，改換朝代則重頒曆法，列人事而因以天時。如《漢書·律曆志》所云：「歷譜者序四時之位，正分至之節，以會日月五星之辰，以考寒暑殺生之實，故聖王必正歷，以探知五星日月之會、凶阨之患，其術皆出焉。此聖人知命之術也。」宋應星在批評朱注《詩經》及《左傳》關於日食的解說時，總的目的是指出天人感應說毫無根據。
他的批判精神是可取的，但他作爲明代學者沒有列舉出日月食之所以發生的精確天文學論據，是爲不足。
然而當宋應星運用歷史事實批判「天人感應」說時，他的論據又顯得十分有力。
在《談天》第二章我們讀到：「儒者言事應，以日食爲天變之大者。臣子儆君，無己之愛也。試以事應言之，主弱臣強，日宜食矣。乃漢景帝乙酉（景帝元年，前156）至庚子（前141），君德清明，臣庶用命。十六年中，日爲之九食。王莽（前45—後23）居攝乙丑至新鳳乙酉（6—25），強臣竊國莫甚此時，而二十年中，日僅兩食，事應果何如也？女主乘權，嗣君幽閉，日宜食矣。乃貞觀丁亥至庚寅（627—630），乾綱獨斷、坤德順從，四載之中，日爲之五食。永徽庚戍迄乾封己巳（650—669），牝雞之晨無以加矣。而二十年中，日亦兩食，事應又何如之？」宋應星用以批判天人感應說的方法是「以子之矛，試子之盾」，而所列舉的證據則均屬事實。在歷代史書《五行志》中都有關於日食的記載，宋應星利用了這些材料。他指出，按照天人感應說，主弱臣強當應之以日食，但漢景帝（前156—前141 在位）時「君德清明」、臣民聽命，史稱「文景之治」，16 年卻有9 次（實際是10 次）日食。而西漢未年王莽攝政篡位，「強臣竊國」無以復加，應當有日食，但20年中，日僅兩食。這些事實不是正好與天人感應說相矛盾嗎？宋應星還指出，女主握權、幼君被幽閉，按天人感應說是陰盛陽衰，理應日食。但唐代則天武后（624—705）專權的20 年內只有兩次日食；而唐太宗李世民（599—649）即帝位之後，君權獨斷、后妃順從，可謂陽盛陰衰，但四年間卻有五次日食。
在這種情況下，天和人又是如何感應呢？可見此說毫無道理。
我們前已指出，宋應星自然觀體系中含有不少樸素的辯證法思想。這種思想也同樣反映在《談天》這部作品中，第三章一開始便指出：「無息烏乎生，無絕烏乎續，無無烏乎有？」就是說沒有息滅怎會有生長，沒有斷絕怎會有延續，沒有無形怎會有有形，滅與生、斷與續、無與有這些矛盾的事物都是相反相成，在一定條件下物極必反，結果使這些矛盾的事物相互轉化。
日月有明，則亦有暗，日月之食則無光，但食盡後又現光明。明與暗也是相反相成、互相轉化的。草木的生與息、氣候的寒與暖也是如此。宋應星因而寫道：「今夫山河之中，嚴霜一至，草木凋零。蠢爾庶民蹙額憔顏、怨咨肅殺，而不知奇花異卉、珍粒嘉實悉由此而暢榮。通乎絕處逢生、無中藏有之說，則天地之道指諸掌矣。」（《日說三》）這是說山河大地之中天氣寒冷以後，草木凋零，人們不必爲此憂愁、埋怨天氣，豈不知奇花異草、珍粒嘉實均由此而暢榮。當天寒至極冷、草木凋零至極點時，便發生轉化，即所謂「絕處逢生」、「無中藏有」，於是寒冷變成溫暖、草木由凋零而重發生機。這不正是辯證法思想的具體體現嗎！
《談天》第一章還描述了作者登山東泰山觀日時的感受：「氣從下蒸，光由上灼，千秋未洩之祕，明示朕於泰山。人人得而見之，而釋天體者卒不悟也。以今日之日爲昨日之日，刻舟求劍之義。」這是宋應星從萬物都處於不斷運動、變化的普遍的辯證自然觀出發，結合自己在泰山觀日的感受而悟出的思想。在宋應星看來，太陽不但沿其軌道周行不已，而且其自身也不斷處於變化之中，因而「今日之日非昨日之日」，認爲「今日之日爲昨日之日」者，是「刻舟求劍之義」。「刻舟求劍」典出於《呂氏春秋·察今》篇，其中說一楚國人乘船過江，佩劍掉在江中，他便在劍落的船身刻了記號。待船靠岸，再按船上記號下水求劍，自然不會找到。後人用此典比喻拘泥固執、不知變化。宋應星關於「今日之日非昨日之日」的命題具有重大的哲學意義，也與今日科學暗合，並爲同時代人所讚賞。其友人陳弘緒（1597—1665）於其《寒夜錄》內對此評述說：「日生一日，非以昨日之日爲今日之日也。新吳宋長庚嘗有此議，後當有信之者。」此處所說的「新吳宋長庚」，就是奉新人宋應星。按《寒夜錄》不見於《陳士業先生集》，此書於清乾隆時列爲「禁書」，我們所見乃清初手抄本，但民國年時曾刊印。
宋應星在《談天》中提出的「日日新」之哲學命題，亦爲其後輩王夫之接過去，並反覆加以論證與發揮。因爲宋應星這一思想與漢代的董仲舒所謂「道之大原出於天，天不變，道亦不變」的形上學自然觀對立，也不同於宋代的張載所說「日月之形，萬古不變」。宋應星既反對漢儒董仲舒的說法，也修正了張載自然觀中不足之處，這就是他的新貢獻。王夫之在宋應星這一思想基礎上，於《思問錄外篇》中寫道：「天地之德不易，天地之化日新。今日之風雷非昨日之風雷，是以知今日之日月非昨日之日月也。」他還進而指出：「質日代而形如一，無恆器而有恆道也。江河之水，今猶古也，而非今水之即古水。燈燭之光，昨猶今也，而非昨火之即今火也。水火近而易知，日月遠而不察耳。爪發之日生而舊者消也，人所知也。肌肉之日生而舊者消也，人所未知也。人見形之不變，而不知其質之已遷，則疑今茲之日月爲邃古之日月，今茲之肌肉爲初生之肌肉，惡足以語日新之化哉？」王夫之的這些精彩議論，甚至比19 世紀一些「偉大的科學家、渺小的哲學家」們還要高明，而很像是出於近代偉大哲人之口。
現代科學的發展已證實由宋應星所提出、而由王夫之所發揮的這一「質日新」的天才思想。哲學家的理論思維和預示，常常走在自然科學家的前面，此又一例。