进21世纪的新时代，加强道教科学思维方法与思维方式研究，有利于弘扬中华优秀传统文化，推进现代科技与文明的永续性发展。
基于以上研究思路，全书在谋篇布局上，以道教与古代科学思想关系为主线，分道教天学思想、道教术数与传统数学思想、道教物理思想、道教外丹黄白术与古代化学思想、道教医学养生思想、道教农学思想、道教地理学思想、道教堪舆与古代建筑思想八个专题，以及道教科学思维方法一个专章，凡九章，外加导论，共计十个篇章，勒为一部。
本书作者希冀通过如此这般的宏观理论把握与微观实证性研究，力求揭示道教思想与中国古代科技之间的关系，发掘道教科学思想的菁华，并用现代话语予以意义诠释和系统解读。在中国道教文化和中国传统科技思想史交叉领域研究中形成自己的特色，成一家之言。
第一部分：自然之道——道教科学思维方法探析道教科学思维方法探析（1）
道教与中国传统科技关系极为密切。道教寓道于术，以术演道，故道教方术异常发达。道教的各种内修外养术如外丹黄白术、导引服气、存思、服食、房中、星占、堪舆诸术，都曾与中国古代的医学、药物学、化学、天文地理、算学、养生学发生过千丝万缕的联系。道教对中国古代科技影响之深、贡献之大，这在世界宗教史与科技史上也不多见。以至于英国著名科技史家李约瑟博士曾做出过这样一种判定：
道家哲学虽然含有政治集体主义、宗教神秘主义以及个人修炼成仙的各种因素，但它却发展了科学态度的许多最重要的特点，因而对中国科学史是有着头等重要性的。此外，道家又根据他们的原理而行动，由此之故，东亚的化学、矿物学、植物学、动物学和药物学都起源于道家。李约瑟： 《中国科学技术史》第2卷《科学思想史》，科学出版社、上海古籍书店，1990，第175页。
李约瑟这里所说的道家是广义的，包括道教在内。李约瑟不仅看到了道教在中国传统科技发明、知识积累中的贡献，而且还明确指出道教在发展科学思想方面的作用及其意义，即“发展了科学态度的许多最重要的特点，因而对中国科学史是有着头等重要性的。”这一观点值得重视。
道教是以“道”为最高信仰的宗教，道教的全部教理教义和修行活动都是围绕“道”为核心展开的。道书对道的诠释，其出发点一方面是站在宗教神学的立场上，将道释为道教的最高神灵；另一方面，其道论往往借助宇宙生化论模型来建构。号称小道藏的《云笈七》卷三《道教本始部》对“道教三洞宗元”教义做了阐述：原夫道家，由肇起自无，先垂迹应感生乎妙一，从乎妙一，分为三元，又从三元变成三气。又从三气变生三才，三才既滋，万物斯备。其三元者，第一混洞太无元，第二赤混太无元，第三冥寂玄通元。从混洞太无元化生天宝君，从赤混太无元化生灵宝君，从冥寂玄通元化生神宝君。《云笈七》卷三，《道藏》第22册，第13页。
道教宗元于三洞，以三洞为三元，道教的基本信仰和经教体系都是以此为理论基础。三洞之元，本同道气，道气惟一，应有分三。也就是说，“道”是宇宙的本原，自虚无感生妙一，妙一衍化为三元，第一混洞太无元，第二赤混太无元，第三冥寂玄通元。一方面，由三元变化为三气，三气分别是始、元、玄三气，再由三气化生万物。另一方面，道教的三元分别代表了道教的三位最高神灵三宝君，因三宝君分别治于三清境，故又称三清尊神。由此我们可以看出，道教的道论是宗教神学思想与宇宙论相结合的产物。其中内蕴老子之道所包含的宇宙本原、宇宙化生、宇宙变化规律的自然哲学思想。因此，我们可以得出一个基本的结论：道教之道，既是宗教之道，又是自然之道。
道教崇尚自然，以道法自然为修道的基本法则。《道德经》第二十五章云：“道大，天大，地大，人亦大。域中有四大，而人居其一焉。人法地，地法天，天法道，道法自然。”汉代河上公注对“道法自然”做了这样的注释：“道性自然，无所法也。”王卡点校《老子道德经河上公章句》，中华书局，1993，第103页。在道门人士看来，“道”的本性即是自然，老子这里所说的“自然”有多重含义，既有物理之“自然”的意蕴，也指人与自然界、人与社会、人身心内外关系“自然而然”的和谐、秩序关系。道之自然的法则既是天所效法的，也是地所效法的。人居天地之间，其行为的最高法则也应是效法道性自然的法则。自然乃天地之本性，既没有任何人为强加的因素，也没有任何固定的模式；道作为宇宙的本体，“先天地生，寂兮廖兮！独立而不改，周行而不殆。可以为天下母。”《道德经》第二十五章。道化生万物，“生而不有，为而不恃，功成而弗居。”《道德经》第二章。
万物皆按各自的本性自然生长，无持无待，从而保证了自然界的和谐有序。因此，道门认为要达到“道法自然”这一“真常之道”目标，必须践行“无为”的方法。“圣人处无为之事，行不言之教。”《道德经》第二章。道性本是践性无为的，并通过无为的机制成就万物。道教所崇尚的“无为”，并不是通常人们所理解的消极无为、无所事事，而是强调在处理人与人、人与自然关系时，在接物应世方面，应当顺应自然之规律行事，反对不顾自然发展之规律的强行“有为”，因为这种“有为”是人为干预事物的自然发生和发展，是违背自然本性的“诈伪”行为，“强执教之，则失其情实，生于诈伪也。”王卡点校《老子道德经河上公章句》，中华书局，1993，第118页。道教所反对的正是这种“妄为”行为。曾几何时，社会上有相当多的人曲解了道家、道教的无为思想，认为道家、道教提倡无为就是一概排拒有为老庄提倡无为而治，主要是在社会政治层面上针对统治者讲的一种治国艺术，而且庄子在谈到君臣的治国之道时，强调君无为而臣必须有为：“上必无为而用天下，下必有为为天下用。”参见郭庆藩撰《庄子集释》第2册，中华书局，1961，第465页。
第一部分：自然之道——道教科学思维方法探析道教科学思维方法探析（2）
这是没有真正把握道教无为思想真谛所造成的“冤案”。道门所崇尚的“无为”是其在求道证道过程中的境界和思想方法，体现了道教崇尚自然、尊重自然客观规律的科学精神。但是对道教中人来说，无为不是最终目的，“道常无为而无不为”。践行无为只是实现“无不为”目标的手段，是为了最终更好地积极“有为”。换句话说，道教的“有为”是通过“无为”的形式完成实现的，千百年来，道门中人是以“无为之心”行“有为之实”的。这种“有为”是在遵循自然规律的前提条件下的“真有为”，“道常无为而为真有为也”玉宾子邓NFDA3述：《道德经三解》卷三，《道藏》第12册，第206页。，这种“真有为”，道门人士也将其称之为“大有为”（“无为者，非不为也，无为而为大有为也。”玉宾子邓NFDA3述：《道德经三解》卷三，《道藏》第12册，第213～214页。）道教在探究自然之道的历程中，并不是停留在无所作为、听凭自然摆布的消极状态，恰恰相反，他们在自然奥秘面前却是积极有大为的。历代道门人士高举“观天之道，执天之行”大旗，以“我命在我不在天”的积极探索精神，上观天文，下察地理，中究人情物理。《太上洞玄宝元上经》云：“凡学无上之法，仰观天文，俯察地理。天地之本，本无形也；无形者，是道也。应物成有，有形有名，名天地者，道之孙，一之子也。”《太上洞玄宝元上经》，《道藏》第6册，第254页。天地乃道所生，因此，要修道证道必须上观天下察地，“仰观上天，俯察下地，然后内观洞晓中也。洞晓中者，存三一也。存三一者，先观天文，次察地理。”《太上洞玄宝元上经》，《道藏》第6册，第254页。这种对自然之道的领悟与把握，使得道教与科学结下了不解之缘，必然开出科学思想的智慧之花。故笔者以为，道教之道既是神仙之道，也是自然之道，同时也包含某些科学之道的“合理内核”。
道教科技的成就是多方面的，道教中所内蕴的丰富科学思想是其中一个重要内容。何谓科学思想？一般认为，“科学思想是科学产生、发展的思想依据和思想方法，也包括科学成果所蕴涵的思想精髓”。郭金彬：《中国传统科学思想史论》，知识出版社，1993，第1页。道门中人千百年来在其长生不死宗教信仰驱动下，出于宗教修持和延年益寿的需要，仰观天文、俯察地理、中究人事，孜孜不倦地探索天地自然与人体生命奥秘。在广涉医学、药物学、养生学、天文历算等领域都孕育并积累了丰富的科学思想。道教科学既是道教思想的一个不可或缺的组成部分，也是中国传统科学思想的一部分。对道教科学思想进行深入研究，不仅有助于推进道教学术研究，而且具有一定的现实意义。特别是在人类已迈进21世纪，加强道教科技思想研究，有利于弘扬中华优秀传统文化，推进现代科技与文明的发展。
道教科学思想相当丰富，除了按科学分类，可分为道教化学思想、道教医药养生学思想、道教天文学思想、道教地理学思想、道教数学思想、道教物理学思想、道教生态学思想外，在科学思维和科学研究方法论方面也蕴育形成了深刻的科学思想，主要体现在：在炼制金液还丹、堪天舆地之类的宗教修行实践活动中，道教业已孕育并初步形成了“仰观俯察”、“观变察机”、“参验”、“勤求试之”、“析理入微”、“原始返终”、“由易及难”的科学思维方法与思维模式。
“思维”一词，英文为thinking，它源于拉丁文tongere；中文思维亦作思惟，即思考的意思。《汉书·张安世传》有云：“使专精神，忧念天下，思维得失。”《汉书·张安世传》，中华书局标点本第9册，第2648页。随着现代科学的发展，特别是心理学、脑科学对人脑思维的心理与生理机制的深入探索，以及电子计算机和人工智能对人脑思维功能的模拟研究，从不同角度揭示了人脑思维运动的机制与规律性，思维一词的涵义已大大超出原来的意义。学术界许多人都从不同角度、层次上理解和使用思维这一概念。虽说如此，但一般认为思维是人类的理性认识活动，它借助于语言、符号与形象作为载体来抽象反映事物本质和规律的复杂的生理与心理活动。而思维方式，则是表征人们在思维活动上的不同结构、不同特征、不同类型的范畴，指的是思维主体用以反映客体的相对稳定的样式。赵风歧在《思维方式简论》一文中认为，思维方式“是以一定的文化背景知识结构、习惯和方法等因素所构成的人们思考问题的程式和方法”赵风歧：“思维方式简论”，《百科知识》1986年第8期。。这一观点笔者极为认同。在构成思维方式的诸多因素中，文化背景包括历史地继承下来的观念形态和思想资料，也包括民族传统和心理素质；知识结构包括理论知识和实际经验、科学技术水平和一般知识水平；方法因素是指一定的文化背景和知识水平作为构成思维方式的要素，一旦在一个人的头脑中联接起来，便介入新的思维过程，影响着思维运动的格式、进程和具体形式，转化为观察、思考问题和处理问题的方法；习惯因素则是指在一定的知识结构和文化水平制约下，按照一定的思维方法所进行的思维活动无数次的反复，“习惯成自然”，从而使思维活动的逻辑行程定型化为某种固定的习惯势力。因此，这些构成思维方式的各种因素是统一的，“它们相互影响、相互制约，并在交互作用的总体上表现为某种思维方式的特定类型”赵风歧：“思维方式简论”，《百科知识》1986年第8期。。
思维方法与思维模式一方面来源于科学实践，受实践水平的制约；另一方面，一定的思维方法和思维模式形成后，它又会反过来对科学实践产生重大影响，这种影响有时是长期和深远的，这已为科学发展的历史所证实。在科学研究中，探索之成败，收获之多寡，不仅仅取决于探索者已有的知识储备之丰富程度，也不仅仅取决于研究者投身其中的勤勉与否，而且还取决于他在科学探索中是否具有恰当、先进的思维方法和思维模式。思维方法和思维模式带有强烈的时代特征，如同恩格斯所言：“每一时代的理论思维，从而我们时代的理论思维，都是一种历史的产物，在不同的时代具有非常不同的形式，并且具有非常不同的内容。”恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社，1984，第45～46页。道教科学思维方法也不例外，同样也是历史的产物，深深地烙上了道教徒宗教修行活动的痕迹。
第一部分：自然之道——道教科学思维方法探析道教之“观察”
在炼制金液还丹之类的宗教修行实践活动中，道教业已孕育并初步形成了“仰观俯察”、“观变察机”的科学观察思想。众所周知，观察和实验是科学研究中最基本、最普遍的方法，它是认识主体获得感性材料的根本途径。道教之所以能在中国古代化学、医药学和天文地理学领域取得建树，与道教重视观察、勤于实验的科学思维方法和思维模式密不可分。人类对自然奥秘的探究始于观察。观察是人们对自然现象在自然发生条件下进行考察的一种方法。在古代社会，先民对自然的认识主要是依靠生产活动的实际经验以及对自然状态下各种事物现象的观察，并以简单的逻辑推论去猜想自然的规律性，从而产生古代的科学知识。《周易》云：“仰以观于天文，俯以察于地理�