“宋应星”尤其是在《机械》篇中，详细记述了包括立轴式风车、糖车、牛转绳轮汲卤等常见农业机械工具，具有极高的科学使用价值。“宋应星”还是世界上第一个科学论述锌和铜锌合金（黄铜）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。这是中国古代金属冶炼史上的重要成就之一。使中国在很长一段时间里，成为世界上唯一能大规模冶炼金属锌的国家。
“宋应星”记载的用金属锌代替锌的化合物（炉甘石）来炼制黄铜的方法，是人类历史上用铜和锌两种金属直接熔融后，而得黄铜的最早记录。
“宋应星”很注意从一般现象中发现本质，并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。在生物学方面，“宋应星”在他自己所写的《天工开物》中记录了农业生产的事。
他指出，当农民在培育水稻、大麦等新品种时，应当研究土壤、气候、栽培方法等，会对作物品种的变化产生什么影响？他还注意到，不同品种蚕蛾杂交引起变异的情况，说明通过人为的主动干预，可以改变动、植物的品种特性，并得出了“土脉历时代而异，种性随水土而分”的科学见解。
“宋应星”的这种见解，把中国古代科学家关于“生态变异”的认识向前推进了一步，为“人工培育新品种”提出了理论根据。
生命运动以极其纷繁的形式呈现在人类面前，众多物种是怎样产生的，曾长期困绕着人们的思绪。“宋应星”在这个问题的认识上向科学迈出了一大步。
他在谈到土坡、气候、栽培方法对农作物品种变化的影响时说:“凡稻旬日失水，则死期至，幻出早稻一种，筱而不粘者，即高山可插，又一异也。”
在述及蚕种的培育时，他指出：“若将白雄配黄雌，则其用变成揭茧。”他还说：“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种，一异也”。在这里，“宋应星”提出了物种变异的重要科学思想。
尤其值得指出的是，“宋应星”所记载的物种变异，有的起因于坏境的变化；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。
从这种意义上来说，“宋应星”是当之无愧的“生物进化论”的先驱者之一。无怪乎英国著名生物学家、进化论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，其新发现的佚著《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。
在论及分离金、银时，他指出：“凡足色金参和伪售者，唯银可入，余物无望焉。欲去银存金，则将其金打成薄片剪碎，每块以土泥裹涂，入堵涡中鹅砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。然后入铅少许，另入琳涡内，勾出土内银，亦毫厘具在也。”这是用高温加热的物理方法分离合金成分并提纯之。
在谈到水银和硫磺升炼朱砂（即硫化汞）时，“宋应星”指出：“每升水银一斤，得朱十四两，次朱三两五钱”，这增多部分是“借硫质而生”。
对这些金属和化合物进行分离和化合方法的分析，说“明宋应星”对大量的化学反应已十分关注，并认识到化学反应中各种物质成份相互作用的关系，以及化学反应前后各种物质成份之间的关系，具有“质量守恒”的思想。“质量守恒”是指在任何孤立系统中，不论发生何种变化或过程，其物质总质量始终保持不变。
在“化学”这一学科的历史发展中，人们对“质量守恒”的认识经历了很长的时间，最后才由法国著名化学家拉瓦锡，在研究燃烧过程中确立下来。但是，这已经是西元18世纪下半叶的事情了。
然而，“宋应星”最早在对金、银进行分离的方法分析中，在硫化汞的制取过程中，早就窥测到了这种物质运动的深邃奥秘，虽认识程度不及后者能提出完整的“质量守恒定律”，但毕竟比后者早了一百多年！
“宋应星”对于那些鬼怪、迷信之说给予坚决驳斥，主张对事物的考察要用“试见”和“试验”的方法。
如他对麦子的开花就进行过仔细观察，作出了“江南麦花夜发，江北麦花昼发’的科学结论。而对未经自己亲自检验的事物和现象，“宋应星”往往持谨慎保留的态度。
值得称道的是，“宋应星”在学术上对自己要求极严，有着高尚的科学美德。其在《天工开物》的初稿中，包含有“观象”和“乐律”二卷，是作者“宋应星”专门论述天象观测和音乐韵律的。
可是，在《天工开物》正式刊行时，作者却将上述两卷抽了出来。“宋应星”自认为这两卷“其道太精，自揣非吾事，故临梓删去”了。这说明“宋应星”追求实际例证，也就是“耳听为虚，眼见为实”的科学精神。
“宋应星”在阐明其“形气”论、“二气五行说”及万物“生化之理”的自然观时，已经把中国传统“唯物主义哲学”关于物质的构成及其发展的学说推向一个新的境界，树立了一个新的里程碑，使古代朴素的自然观具有更多哲理性和自然科学内容。运用他的这些理论思想，就能够比较容易的去解释更加广泛的自然现象了。
“宋应星”的“唯物主义自然观”的观点，是在与当时占统治地位的“唯心主义自然观”的斗争中成长起来的。“宋应星”为自己的著作冠以“天工开物”之名，就是这一思想的生动体现。
“天”即自然界；“工”指人的技巧；“开”是开发利用之意;“物”亦物质财富。“天工开物”的意思就是“在自然界中被人工技巧开发出来的物质财富”。在“宋应星”看来，自然界是人类赖以生存的物质基础，而人为万物之灵长，能够用自己的智慧开发利用自然，并创造生活需要的各种物质财富，以促进人类文明的发展。
在《天工开物》的序中，宋应星开宗明义地说:“天授地载，物数号万，而事亦因之曲成而不遗，岂人力也哉了？”这种强调自然界是不依赖于人的意志而客观存在、强调人对自然界的能动作用，正是唯物论的基本观点。“宋应星”还有着朴素辩证法的思想，他认为“土脉历时代而异，种性随水土而分。”
这”说明土壤的性质随时间的推移而发生变异，物种及其性状随水土的不同而有所区分”。在另一部著作《谈天》中，“宋应星”把自己的观点表述得更加明白，他说“以今日之日为昨日之日，无异于刻舟求剑”。
“宋应星”在这里强调的是“变”，即万事万物都处在不断的运动变化中，不变的事物是不存在的。逐步形成了朴素的唯物论和辩证法的思想，而这一思想一旦形成，又指导着他在科学技术的研究中奋力向前，取得了卓越的成就，成为我国乃至世界历史上杰出的学者。
后世的“华东师范大学”历史学教授李以章说过：“宋应星在总结农业和手工业经验的过程中，逐步形成了朴素的‘唯物沦’和‘辩证法’的思想，而这一思想一旦形成，又指导着他在科学技术的研究中奋力向前，取得了卓越的成就，成为我国乃至世界历史上杰出的学者。”
后世的“吉林大学”历史学教授龙欣宇也说：“宋应星在各个领域中体现的伦理思想，笔者的认识是，作为一个封建时代的小官吏，宋应星忠君、尽职、关注民生、反对不正之风等想法和行为，是在认同并维护封建统治秩序的基础上求善求真，追求士大夫的完美的人格，由此对社会、对人生都有积极地贡献；
作为一个封建时代的科学家，宋应星博学、勤奋，有着浓厚的探索自然奥秘和用先进科技促进生产力发展的愿望，有着丰硕的成果。虽然他的伦理思想有一定的时代局限性，但更多的是闪耀着理性的光辉，引领着他积极的人生。”
殊不知，“宋应星”在他十五岁那年，听说宋代沈括的《梦溪笔谈》是一部价值很高的科学著作，于是就渴望着能读一读。每当见到能读书和识字的亲友或邻居，他都急切地询问人家是否有这本书。
有一天，他听说镇上的“文宝斋”书铺刚购进一批新书，就急匆匆赶去买书，可是书架上摆的都是“四书五经”却无《梦溪笔谈》。店老板见这位少年在书架旁找来找去，心中暗暗纳闷：“这么多经书他不买，这是要找什么呢？”店老板疑惑之余，遂上前询问后才得知，“宋应星”要买的书竟会是“野书”《梦溪笔谈》。
于是，店老板告诉他：“现在的人都读‘四书五经’，学‘孔孟之道’，研究‘宋明理学’，为的就是考取功名后有机会能升官发财，而格物致知类的‘野书’书即使进货也没人买。”宋应星只好懊丧地离开了“文宝斋”。
“宋应星”在往回走的路上，脑子里全是那本“野书”，到哪去找呢？找本书真难呀！他长叹一口气，无奈地摇着头，一边走一边想，只听“哎哟”一声，竟撞到前面一个行人的身上，再看地上，已撒了许多“米裸”。
这时，“宋应星”的心思才从《梦溪笔谈》回到眼前。他连声道歉，并急忙弯下腰去帮那位行人捡“米裸”（江西油炸甜味小米饼）。检着检着，眼前一亮，发现包“米裸”的废纸上竟有“梦溪笔谈”的字样？天呐！这真是踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫！他连忙向那人询问“米裸”是从哪儿买的？自己好去寻找这本书。
“宋应星”一口气跑出好几里路，才气喘吁吁，满头大汗地追上了前面卖“米裸”的老汉，要出高价买老汉包“米裸”的废纸。老人见他爱书心切，就找出一本旧书给了他，原来竟是部残本的《梦溪笔谈》，而书中还少了后半部。老汉告诉他，这书是清早路过南村纸浆店时，顺便向店老板讨来将就包一下“米裸”用的。
“宋应星”又一路跑着，终于赶到了纸浆店，可发现那后半部书已经和别的旧书一起被拆散后泡入了水池中，正准备打成纸浆来重新造纸呢！
少年“宋应星”急得搓着手，在水池边转来转去，心痛地望着水池里的书，难受得眼泪都要掉下来了。
他拉住店老板的手，急切地说：“求求您，帮忙把《梦溪笔谈》那本书从水池中捞上来吧。”说着，他摸出了身上所有的钱，摆在老板面前，又脱下衣服抵作酬金。m.miaoshuzhai.net
那店很老板不解地说：“孩子，这一池废书也不值这些钱啊！”但“宋应星”向老板讲述了自己找这本书的经过。店老板被这种求学的精神深深感动了，于是赶忙让工匠下水池从散乱的湿纸堆中找齐了那半部书。
就这样，“宋应星”捧着湿淋淋的书回到了家，小心翼翼地一页页分开，晾干，装订好。这让他终于得到了梦寐以求的“宝书”——《梦溪笔谈》。只可惜，在封建科举时代，做官才是普世价值，搞科研丢人！
而在异时空，“宋应星”的作品可分为以下四大类：属于自然科学和技术科学方面的有《天工开物》、《观象》、《乐律》等，其中《天工开物》是世界上第一部关于“农业”和“手工业生产”的综合性著作，被后世科学界称作“中国17世纪的工艺百科全书"，只可惜在清朝不受待见，只能漂洋过海去日本发光发热了。
属于人文科学方面的有《野议》、《画音归正》、《杂色文》、《春秋戎狄解》等；介于前者两大领域之间的有《原耗》、《卮言十种》等；而属于文学创作的有《思怜诗》、《美利笺》等。
“宋应星”的作品多因强烈的反清思想而被清统治者所不容，故大部分作品已散失。后世所保留下来的有《天工开物》、《野议》、《思怜诗》、《论气》和《谈天》。不过，在这一时空，他将如鱼得水了。
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