国“古所未闻”的“惟西历有之。而舍此数法则交食凌犯终无密合之理”1所以改历“宜取其法参互考订使与大统法会同归一”2。于是他制定了一个以西法为基础的改历方案。在他领导下历局从翻译西方天文学资料起步力图系统地和全面地引进西方天文学的成就当时还聘用了意大利龙华民、罗雅各瑞士邓玉函德国汤若望等人与历局的中国天文学家一道译书编译或节译哥白尼、第谷、伽利略、开普勒等欧洲著名天文学家的著作。这是历局的中心工作。其结果是从崇祯二年到崇祯七年（1629—1634）历经六年完成了卷帙浩繁的《崇祯历书》。徐光启于崇祯六年去世经他定稿的有1o5卷其余32卷最后审定人为李天经。此外历局人员在制造观测仪器天象推算和实际观测方面也做了不少工作。

《崇祯历书》是较全面介绍欧洲古典天文学的重要著作。全书共46种137卷分节次六目和基本五目。节次六目分别为日躔、恒星、月离、日月交合、五纬星和五星凌犯；基本五目分别为法原、法数、法算、法器和会通。其中以讲述天文学基础理论法原所占篇幅最大有4o卷之多法数为天文用表法算为天文学计算必备的数学知识如三角学、几何学等法器为天文仪器及其使用方法会通为中西度量单位换算表。

《崇祯历书》采用的是丹麦天文学家第谷所创立的宇宙体系和几何学的计算方法。其中引入了明确的地球概念和地理经纬度概念引入了球面天文学以及视差、蒙气差等重要天文概念和相应的计算方法。它还采用了西方较精确的天文数据和通行的一些度量单位如一周天分为36o°度以下用6o进位制等。这部书也有不少错误和缺点如第谷体系是对托勒密地心说和哥白尼日心说的折衷体系在当时欧洲并不先进其维护地静观否认天体自转以及对岁差现象的解释等也都是错误的。

《崇祯历书》贯彻了徐光启以西法为基础的设想基本上纳入了“熔彼方之材质入大统之型模”1的规范。尽管此书大量内容为西方体系但最后仍落实到编历问题上并未突破《大统历》的框架。实际上所谓“入大统之型模”就是以历法服务于皇家将天文学研究仅仅局限于编修历法这项具体应用上而难以使之真正成为探索天体运动、变化及其规律的科学。总的来说《崇祯历书》是汉化西方天文学的产物。其中虽然有很多新天文学知识但由于传授者的保留和扭曲以及接受者的被动和因循这些新知识1《明史》卷三一《历志一》。

2《明史》卷三一《历志一》。

1《徐光启集》卷八《历书总目表》中华书局1963年版。

在中国并没有产生像在西方那样的革命力量。但无论如何《崇祯历书》的编成仍然是明代天文学展所取得的伟大成就。

此外《崇祯历书》内容的重大变化也引起了保守派的攻击。他们以其“未入大统之型模”为借口以不符合祖制为大棒力阻《崇祯历书》的颁行使得优柔寡断的崇祯皇帝始终拿不定主意。崇祯十六年（1643）八月他终于下定颁新历的决心但这时明朝政权已面临崩溃边缘再也无力顾及历法的事情了。入清后汤若望将《崇祯历书》改订为1oo余卷改称《西洋新法历书》得以刊行。

第五十七章物理学明代的物理学在某些方面如声学有突出的成就。但物理学同其他传统科学一样展十分缓慢。明末西方传教士来华西方近代物理学知识也开始传入。

第一节力学材料力学知识宋应星在《天工开物》中叙述了测量弓的弹力的方法：“凡试弓力以足踏弦就地秤钩搭挂弓腰弦满之时推移秤锤所压则知多少。”1这里涉及到力与形变的关系及其测量方法。

风力与水力的利用我国古代很早就知道在航行中利用风力和水力。宋应星在《天工开物》中指出：“凡风篷尺寸其则一视全舟横身过则有患不及则力软”“凡风篷之力其末一叶敌其本三叶。调匀和畅顺风则绝顶张篷行疾奔马。若风力洊至则以次减下。狂甚则只带一两叶而已”“凡风从横来名曰抢风。顺水行舟则挂篷之玄游走。或一抢向东止寸平过甚至却退数十丈。未及岸时捩舵转篷一抢向西借贷水力兼带风力轧下则顷刻十余里”1。这里宋应星述及了帆的宽度与受风力的关系、帆的顶部与底部受力的大小以及船在顺风和侧向风（甚至逆风）时的航向和张帆方向。宋应星还指出：“凡舵尺寸与船腹切齐。若长一寸则遇浅之时船腹已过其梢尾舵使胶住设风狂力劲则寸木为难不可言。舵短一寸则转动力怯回头不捷舵上所操柄名曰关门棒欲船北则南向捩转欲船南则北向捩转。”2论述了舵的长短对舵力大小、舵的方向对船航行方向的影响。从这些文字中可知当时对于作用力和反作用力的大小和方向、船的受力状况与变化等已有充分的认识因此能操作自如安全航行。

比重的概念及其应用程大位在《算法统宗》卷一中列出了金、银、玉、铅、铜、铁、石等七种物质的“轻重率”（即比重）“谓诸物皆见方一寸其轻重不同如此”。程大位所列数值系引自《孙子算经》卷上但由于历代度量衡的变迁数值已不准确。

在比重的应用方面明代基本上沿袭宋元时代制盐工业展而创造的测卤法即用莲子检验盐卤浓度的方法。6容在《菽园杂记》中记曰：“以重三分莲子试之。先将小竹筒装卤入莲子于中。若浮而横倒者则卤极咸乃可煮烧；若立浮于面者稍淡；若沉而不起者全淡俱弃不用。”1方以智在《物理小识》中写道：“卤积则能载物故淘土为巨器泛中流必无沉溺。姚宽曰：煮海试卤者杓卤而置莲子数枚三浮五沉者淡；七八浮1《天工开物》卷十五《佳兵》。

1《天工开物》卷九《舟车·漕舫》。

2《天工开物》卷九《舟车·漕舫》。

1《菽园杂记》卷十二。

则淳卤矣。取其浮而直。闽人以鸡子、桃仁试之。饭豆亦可试也。”2他补充了一种用“饭豆”测试的方法。另外方以智还记述了在冶炼多种金属混合其中的矿石时由于比重的不同“重者在下浮土在上以次分焉”3。对虹吸现象的进一步认识明代人们对虹吸现象的认识已深入一步。徐光启