宋应星勤于著书，在做官期间就已完成了《论气》、《谈天》、《原耗》、《美利笺》、《杂色文》、《天工开物》等哲学和技术著作。在告老还乡之后，又以文学著述自娱。宋应星大部分著作可惜已失传，现只存《天工开物》、《野议》、《论气》、《谈天》和《思怜诗》五部作品。从中可看出他朴素的唯物主义哲学思想和文学造诣。

　　宋应星最著名和最有影响力是《天工开物》。此书详细叙述了各种农作物和工业原料的种类、产地、生产技术和工艺装备，以及一些生产组织经验，既有大量确切的数据，又绘制了123幅插图。全书分上、中、下三卷，又细分为十八卷。上卷记载了谷物、豆麻的栽培和加工方法，蚕丝棉苎的纺织和染色技术，以及制盐、制糖工艺。中卷内容包括砖瓦、陶瓷的制作，车船的建造，金属的铸锻，煤炭、石灰、硫磺、白矾的开采和烧制，以及榨油、造纸方法等。下卷记述金属矿物的开采和冶炼，兵器的制造，颜料、酒曲的生产，以及珠玉的采集加工等。

　　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。

　　首先，在生物学方面，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，把中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。

　　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。宋应星通过对各种音响的具体分析，研究了声音的发生和传播规律，并提出了声是气波的概念。

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