沈括(10
31—10
95年)，字存中，浙江錢塘縣(今杭州市)人。其父沈周官至太常寺少卿，分司南京。21歲那年，父親病故，按照規(guī)定，沈括承襲父蔭，當了海州沭陽縣主簿(縣令助手)。和父親相比，沈括不那么循規(guī)蹈距，他有自己的理想和抱負，希望能有所作為。
在沭陽境內(nèi)有條冰水河，因年久失修，河道淤塞，致使許多田地“熟不長糧，荒不長草”。顢頇無能的縣令非但不思治理，反而據(jù)此巧立名目，變本加厲地盤剝百姓。貧苦百姓實在忍無可忍，紛紛起來抗爭，趕走了縣令。沈括目睹此情此景，決心著手修治沭水河。在他的親自督導下，先后開辟灌溉渠100多米，修筑提堰9條，從而使該縣70萬畝土地變成上等良田。沈括也因此受到人們的重視。
1063年，沈括考中了進士，出任揚州司理參軍。1066年，他入京編校紹文館書籍，不久被提拔至司天監(jiān)為官。
司天監(jiān)是當時朝廷內(nèi)專門負責觀察天象、制定歷法的機構。沈括對天文學非常熱愛，并且十分推崇唐代天文學家張遂。他曾說：“漢代以前制歷，一定要用渾儀等天文儀器來驗，后來雖有渾天儀，而不用于制歷，制歷的人也不再用儀器考驗，以至氣、朔、星、緯，都不能知道它們必當之數(shù)。直至唐僧一行改造《大衍歷》，這才復用渾天儀考實，所以他的技術成就，要比其他諸家為多?！睘榱藦氐赘母餁v法，沈括決定改制北宋政府或失之構造簡單、或繁復不切實用的兩套觀象儀器。
沈括在總結古代勞動人民實踐經(jīng)驗的基礎上，首先對測量天體日月星辰運行的渾天儀的尺度、黃赤道、天常環(huán)、月道、規(guī)環(huán)等作了大膽的改進與革新，使之使用起來既方便，又精確。接著，他又制造了新的計時儀器——浮漏和測日影的銅表，發(fā)現(xiàn)了人們用肉眼看到的星光的高度與實際星光的高度之差。這一重要發(fā)現(xiàn)，比西方國家早了整整500年。
沈括在司天監(jiān)任職時還做了一件值得后人稱道的事，即與布衣出身的精通天文數(shù)學的衛(wèi)樸一起，對舊歷進行修整，結合觀測天象得出的新數(shù)據(jù)，糾正了舊歷書中的謬誤，于1075年閏4月修成和頒布了新的《奉元歷》。這個新歷以365．243585日為一回歸年。它比現(xiàn)在實測為365．2422日稍多一些，但較以往所行宋歷，更接近實際。新歷頒行后深受歡迎，就連宋神宗也稱贊：“提舉司天監(jiān)近校月蝕時，比《祟天》、《明天》二法，已見新歷為密?！?
沈括在科學上雖然成就卓著，但在政治上卻很失意，屢遭挫折。到50歲時，他就厭倦了風云變幻的仕途生活，決意終老夢溪園，過隱居的田園生活。
夢溪園位于潤州(今江蘇鎮(zhèn)江市)，是個風景秀麗的地方。沈括在這里隱居了8年。在這8年里，他并沒有安閑于田園詩般的生活，而是將自己的全部精力投入到《夢溪筆談》的編纂之中。正象他自己所說的那樣：“予退處林下，深居絕過從，思平日與客言者，時紀一事于筆下，則若有所晤言，肅然移日，所與談者，唯筆硯而已，謂之《筆談》?！?
《夢溪筆談》共計26卷，再加上《補筆談》3卷和《續(xù)筆談》1卷，合計30卷。在這如同錦繡般的科學名苑里，沈括簡直做到了使人目不暇接。它分為故事、辯證、樂律、象數(shù)、人事、官政、權智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、弄事、謬誤、譏詐、雜志、藥議等l7目，共609條。內(nèi)容涉及天文、歷法、氣象、數(shù)學、地質(zhì)、地理、制圖、物理、化學、生物、醫(yī)藥、建筑、冶金、文學、史學、考古、音樂、藝術等各個方面。
在這部幾乎包羅萬象的巨著中，沈括提出了許多在今人看來也為之折服的科學新說。
首先，他在天文、歷法、數(shù)學三個方面做出了極其精湛的成就。據(jù)《筆談》記載，沈括曾連續(xù)3個月每天夜里親自用“窺管”觀測北極星的方位，把初夜、中夜、后夜所看到的北極星的位置畫在地圖上。經(jīng)過認真仔細地研究，終于得出了那時北極星同北極的距離為3。多的科學結論。在白天，他觀察到太陽的光線通過大氣照到地面，在大氣中產(chǎn)生折射作用時，指出：人們所看到的太陽的高度要比太陽本身的實際高度大。在歷法方面，沈括主張不以月亮的朔望定月，而是應該根據(jù)氣節(jié)定月，他革新的舊歷法，當時如能采用，定會有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在數(shù)學方面，他發(fā)展了《九章·算術》的等差極數(shù)，創(chuàng)造了新的高級等差級數(shù)求和的算法——“隙級術”等。對于地質(zhì)學，沈括也同樣有——些精湛的論述。據(jù)《筆談》所載，他曾深入到雁蕩山，看到雁蕩諸峰，峭拔險怪，上聳千尺，穹崖巨谷。沈括經(jīng)過分析，提出了水蝕地形的卓越見解。沈括的這一見解是非?？茖W的，它比近代地質(zhì)學之父英人赫登的同一見解早了600年。此外，在野外考察中他還發(fā)現(xiàn)了太行山地層中的螺蚌和卵石帶，并據(jù)此大膽地推斷出海陸變遷的觀點。
沈括還是世界上第一個發(fā)現(xiàn)地磁角的人。他在《筆談》中這樣寫道：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边@一發(fā)現(xiàn)，比舉世聞名的意大利航海家哥倫布在1492年遠渡大西洋所觀測到的地磁角位置，要早400多年。
沈括對凹面鏡照物體形成的像倒立的原因，也進行了深入的研究和試驗，并得出了所以這樣成像，是因為光線穿過小孔或焦點時形成光束的緣故。由此可見，沈括對光學也有一定的研究，并且已經(jīng)達到了較高的水平。
在我國古代，很早就發(fā)現(xiàn)了石油，但稱其為石脂水、石漆、泥油、火井油等，沈括則是第一個使用“石油”這個名稱的人。他在《筆談》中提出石油可以用來制墨，其質(zhì)量比松煙制墨還好。沈括還認為：“蓋石油重多，生于地中無窮”，“此物后必大行于世”。由此可見，沈括早在900多年前就已經(jīng)認識到石油在地下的豐富蘊藏量。
沈括雖然不是醫(yī)生，但對醫(yī)藥學也作出了可喜的貢獻。他反對那種形而上學的藥物配制方法，不同意呆板地把藥物分為“一君、二臣、三佐、四使”，并以《藥性論》為例作了分析。對被古代醫(yī)家奉為經(jīng)典的《神農(nóng)百草》一書，他也進行了仔細、認真的研究，并大膽地指出了其中的一些謬誤。
對于這束散發(fā)著奇光異彩的科學之花
《夢溪筆談》，沈括自然希望它能流芳干古。而實際上，《夢溪筆談》正是憑著自身的價值風靡一時，并流傳下來得到國內(nèi)外人士的一致稱贊。日本著名數(shù)學家三上義夫贊道：“沈括這樣的人物在世界數(shù)學史上找不到，唯有中國出了這個人”，“日本的數(shù)學家沒有一個比得上沈括?！庇麑W者李約瑟則說：沈括“是中國科學史上最奇特的人物”，他的《夢溪筆談》是“中國科學史的坐標”。沈括和他所撰著的《夢溪筆談》仍將流芳干古，為我國的科學史留下輝煌的光彩。《宋史》卷331有傳。
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