沈括 - 人物簡(jiǎn)介
沈括，北宋科學(xué)家、改革家。晚年以平生見(jiàn)聞，在鎮(zhèn)江夢(mèng)溪園撰寫(xiě)了筆記體巨著《夢(mèng)溪筆談》。一位非常博學(xué)多才、成就顯著的科學(xué)家，我國(guó)歷史上最卓越的科學(xué)家之一。精通天文、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)，氣象學(xué)、地理學(xué)、農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)；他還是卓越的工程師、出色的外交家。
沈括 - 個(gè)人概述
沈括（公元1031～1095年），字存中，號(hào)夢(mèng)溪丈人，北宋杭州錢(qián)塘縣（今浙江杭州）人，漢族。1歲時(shí)南遷至福建的武夷山、建陽(yáng)一帶，后隱居于福建的尤溪一帶。仁宗嘉祐八年（公元1063年）進(jìn)士。神宗時(shí)參與王安石變法運(yùn)動(dòng)。熙寧五年（公元1072年）提舉司天監(jiān)，次年赴兩浙考察水利、差役。熙寧八年（公元1075年）出使遼國(guó)，駁斥遼的爭(zhēng)地要求。次年任翰林學(xué)士，權(quán)三司使，整頓陜西鹽政。后知延州（今陜西延安），加強(qiáng)對(duì)西夏的防御。元豐五年（1082年）以宋軍于永樂(lè)城之戰(zhàn)中為西夏所敗，連累被貶。晚年在鎮(zhèn)江夢(mèng)溪園撰寫(xiě)了《夢(mèng)溪筆談》。
沈括的科學(xué)成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新歷法，與今天的陽(yáng)歷相似。在物理學(xué)方面，他記錄了指南針原理及多種制作法；發(fā)現(xiàn)地磁偏角的存在，比歐洲早了四百多年；又曾闡述凹面鏡成像 地磁偏角示意圖的原理；還對(duì)共振等規(guī)律加以研究。在數(shù)學(xué)方面，他創(chuàng)立「隙積術(shù)」（二階等差級(jí)數(shù)的求和法）、「會(huì)圓術(shù)」（已知圓的直徑和弓形的高，求弓形的弦和弧長(zhǎng)的方法）。在地質(zhì)學(xué)方面，他對(duì)沖積平原形成、水的侵蝕作用等，都有研究，并首先提出石油的命名。醫(yī)學(xué)方面，對(duì)于有效的藥方，多有記錄，并有多部醫(yī)學(xué)著作。此外，他對(duì)當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的情況，如畢升發(fā)明活字印刷術(shù)、金屬冶煉的方法等，皆詳為記錄。
沈括自幼對(duì)天文、地理等有著濃厚的興趣，勤學(xué)好問(wèn)，刻苦鉆研。少年時(shí)代他隨做泉州州官的父親在福建泉州居住多年，當(dāng)時(shí)的一些見(jiàn)聞，均收入《夢(mèng)溪筆談》。在天文學(xué)方面，沈括也取得了很大成就，他曾經(jīng)制造過(guò)我國(guó)古代觀測(cè)天文的主要儀器——渾天儀；表示太陽(yáng)影子的景表等。為了測(cè)得北極星準(zhǔn)確位置，他連續(xù)三個(gè)月，每天用渾天儀觀測(cè)北極星位置，把初夜、中夜、后夜所見(jiàn)到的北極星方位，分別畫(huà)于圖上，經(jīng)過(guò)精心研究，最后得出北極星與北極距三度。這一科學(xué)根據(jù)在《夢(mèng)溪筆談》中有詳細(xì)的記載�！秹�(mèng)溪筆談》中還記載了沈括在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)，他發(fā)展了《九章算術(shù)》以來(lái)的等差級(jí)數(shù)，創(chuàng)造了新的高等級(jí)數(shù)求和法——隙積數(shù)。幾何學(xué)中，他發(fā)明了會(huì)圓術(shù)，即從已知圓的直徑和弓形高度來(lái)求弓形底和弓形弧的方法。為此日本數(shù)學(xué)家三上義夫曾給予沈括以極高的評(píng)價(jià)。
《宋史·沈括傳》稱(chēng)他“博學(xué)善文，于天文、方志、律歷、音樂(lè)、醫(yī)藥、卜算無(wú)所不通，皆有所論著”。英國(guó)科學(xué)史家李約瑟評(píng)價(jià)沈括“中國(guó)科學(xué)史上的坐標(biāo)”。
1979年7月1日為了紀(jì)念他，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)將該臺(tái)在1964年發(fā)現(xiàn)的一顆小行星2027命名為沈括。
曾被英國(guó)科學(xué)家李約瑟稱(chēng)為中國(guó)科學(xué)史上最卓越的人物。
沈括 - 個(gè)人家世
沈括，字存中，生于浙江錢(qián)塘（今浙江杭州市）一官僚家庭。他的父親沈周（字望之）曾在泉州、開(kāi)封、江寧做過(guò)地方官，祖父曾任大理寺丞，外公許仲容曾任太子洗馬，舅舅許洞是咸平三年（1000年）進(jìn)士。母親許氏，是一個(gè)有文化教養(yǎng)的婦女。沈括生于宋仁宗天圣九年（公元1031年），他自幼勤奮好讀，在母親的指導(dǎo)下，十四歲就讀完了家中的藏書(shū)。后來(lái)他跟隨父親到過(guò)福建泉州、江蘇潤(rùn)州（今鎮(zhèn)江）、四川簡(jiǎn)州（今簡(jiǎn)陽(yáng)）和京城開(kāi)封等地，有機(jī)會(huì)接觸社會(huì)，對(duì)當(dāng)時(shí)人民的生活和生產(chǎn)情況有所了解，增長(zhǎng)了不少見(jiàn)聞，也顯示出了超人的才智。
沈括 - 人物生平
他的父親沈周（字望之）曾在泉州、開(kāi)封、江寧做過(guò)地方官。母親許氏，是一個(gè)有文化教養(yǎng)的婦女。沈括生于宋仁宗天圣九年（公元1031年），他自幼勤奮好讀，在母親的指導(dǎo)下，十四歲就讀完了家中的藏書(shū)。后來(lái)他跟隨父親到過(guò)福建泉州、江蘇潤(rùn)州（今鎮(zhèn)江）、四川簡(jiǎn)州（今簡(jiǎn)陽(yáng)）和京城開(kāi)封等地，有機(jī)會(huì)接觸社會(huì)，對(duì)當(dāng)時(shí)人民的生活和生產(chǎn)情況有所了解，增長(zhǎng)了不少見(jiàn)聞，也顯示出了超人的才智。十八歲至南京，對(duì)醫(yī)藥產(chǎn)生興趣。
他二十四歲開(kāi)始踏上仕途，最初做海州沭陽(yáng)縣（在今江蘇省）主簿，以后歷任東海（在今江蘇�。�、寧國(guó)（在今安徽�。⑼鹎穑ń窈幽鲜』搓�(yáng)縣）等縣縣令。三十三歲考中進(jìn)士，被任命做揚(yáng)州司理參軍，掌管刑訟審訊。三年后，被推薦到京師昭文館編校書(shū)籍。在這里他開(kāi)始研究天文歷算。宋神宗熙寧五年（公元1072年），兼任提舉司天監(jiān)，職掌觀測(cè)天象，推算歷書(shū)。接著，沈括又擔(dān)任了史館檢討，熙寧六年（公元1073年）做集賢院校理。因職務(wù)上的便利條件，他有機(jī)會(huì)讀到了更多的皇家藏書(shū)，充實(shí)了自己的學(xué)識(shí)。1075年曾出使遼國(guó)，進(jìn)行邊界談判，次年任翰林學(xué)士，權(quán)三司使。
宋神宗熙寧二年（公元1069年），地主階級(jí)革新派的代表王安石被任命做宰相，開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模的變法運(yùn)動(dòng)。沈括積極參預(yù)變法運(yùn)動(dòng)，受到王安石的信任和器重，擔(dān)任過(guò)管理全國(guó)財(cái)政的最高長(zhǎng)官三司使等許多重要官職。熙寧九年（公元1076年），王安石變法失敗。沈括被誣劾貶官，出知宣州（今安徽省宣城一帶）。三年后，為抵御西夏，改知延州（今陜西省延安一帶），兼任鄜延路經(jīng)略安撫使。因守邊有功，元豐五年（公元1082年），升龍圖閣直學(xué)士。但是不久又遭誣陷，降職做均州（今湖北省均縣）團(tuán)練副使。哲宗元二年（公元1087年），沈括花費(fèi)十二年心血編修的《天下州縣圖》完成，被特許親自到汴京進(jìn)呈。次年，定居潤(rùn)州（今江蘇省鎮(zhèn)江東郊）夢(mèng)溪園，在此安度晚年。
沈括晚年在夢(mèng)溪園認(rèn)真總結(jié)自己一生的經(jīng)歷和科學(xué)活動(dòng)，寫(xiě)出了聞名中外的科學(xué)巨著《夢(mèng)溪筆談》和《忘懷錄》等。宋哲宗紹圣二年（公元1095年）逝世。他一生著作多達(dá)幾十種，但保存到現(xiàn)在的，除《夢(mèng)溪筆談》外，僅有綜合性文集《長(zhǎng)興集》和醫(yī)藥著作《良方》等少數(shù)幾部了�！秹�(mèng)溪筆談》是中國(guó)科學(xué)史上的坐標(biāo)，是沈括一生社會(huì)和科學(xué)活動(dòng)的總結(jié)，內(nèi)容極為豐富，包括天文、歷法、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理、地質(zhì)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、史學(xué)、考古、音樂(lè)、藝術(shù)等共600余條。其中200來(lái)?xiàng)l屬于科學(xué)技術(shù)方面，記載了他的許多發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和真知灼見(jiàn)。
沈括 - 人物年表
沈括生于宋仁宗天圣九年（公元1031年），他自幼勤奮好讀，在母親的指導(dǎo)下，十四歲就讀完了家中的藏書(shū)。后來(lái)他跟隨父親到過(guò)福建泉州、江蘇潤(rùn)州（今鎮(zhèn)江）、四川簡(jiǎn)州（今簡(jiǎn)陽(yáng)）和京城開(kāi)封等地，有機(jī)會(huì)接觸社會(huì)，對(duì)當(dāng)時(shí)人民的生活和生產(chǎn)情況有所了解，增長(zhǎng)了不少見(jiàn)聞，也顯示出了超人的才智，十八歲至南京，對(duì)醫(yī)藥產(chǎn)生興趣。
皇祐三年（1051年）沈周去世，至和元年（1054年），沈括以父蔭入仕，任海州沭陽(yáng)縣（今屬江蘇）主簿，修筑渠堰，開(kāi)發(fā)農(nóng)田，頗有政績(jī)。
嘉祐六年（1061年），任安徽寧國(guó)縣令，倡導(dǎo)并發(fā)起了修筑蕪湖地區(qū)萬(wàn)春圩的工程，并撰寫(xiě)了《圩田五說(shuō)》、《萬(wàn)春圩圖記》。
嘉祐八年（1063年），三十三歲考中進(jìn)士，被任命做揚(yáng)州司理參軍，掌管刑訟審訊。治平三年（1066年），被推薦到京師昭文館編校書(shū)籍。在這里他開(kāi)始研究天文歷算。 熙寧二年（公元1069年），王安石被任命為宰相，開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模的變法運(yùn)動(dòng)。沈括積極參預(yù)變法運(yùn)動(dòng)，受到王安石的信任和器重，擔(dān)任過(guò)管理全國(guó)財(cái)政的最高長(zhǎng)官三司使等許多重要官職。 熙寧五年（公元1072年），兼任提舉司天監(jiān)，職掌觀測(cè)天象，推算歷書(shū)。接著，沈括又擔(dān)任了史館檢討。
熙寧六年（公元1073年）做集賢院校理。因職務(wù)上的便利條件，他有機(jī)會(huì)讀到了更多的皇家藏書(shū)，充實(shí)了自己的學(xué)識(shí)。在此期間，撰寫(xiě)了《渾儀議》、《浮漏議》、《景表議》、《修城法式條約》、《營(yíng)陣法》。還多次出使，視察了很多地方。
熙寧八年（1075年）以翰林侍讀學(xué)士的身分，出使契丹交涉劃界事宜，獲成而還。他在出使途中繪記了遼國(guó)山川險(xiǎn)阻及風(fēng)俗人情，成《使虜圖抄》，上于朝廷。
熙寧九年（1076年）任翰林學(xué)士，權(quán)三司使。王安石變法失敗，沈括因?yàn)槭艿綘窟B以及詩(shī)案敗露等原因，照例出知宣州（今安徽省宣城一帶）。
熙寧十年（1077年），沈括出任宣州知州（今安徽宣城）。
元豐二年（1079年），爆發(fā)烏臺(tái)詩(shī)案，因政治立場(chǎng)不同，曾出面指責(zé)蘇軾。
元豐三年（1080年），為抵御西夏，改知延州（今陜西省延安一帶），兼任鄜延路經(jīng)略安撫使。
元豐五年（公元1082年），升龍圖閣直學(xué)士。但是不久又因?yàn)榕c給事中徐禧、鄜延道總管種諤、鄜延道副總管曲珍等人貪功冒進(jìn)，不聽(tīng)隨行內(nèi)侍李舜舉勸告，在死地筑城，釀成永樂(lè)城慘敗，損失軍人2萬(wàn)，民夫無(wú)算，高永亨、李舜舉等都?jí)蚜覡奚�。此�?zhàn)是北宋歷史上較大的慘敗之一，并使得平夏城大捷以后良好的統(tǒng)一形勢(shì)被葬送。此事沈括雖非首罪，但他畢竟負(fù)有領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，加之在戰(zhàn)役中救援不力，因此被貶為均州（今湖北省均縣）團(tuán)練副使，隨州安置，從此形同流放，政治生命宣告完結(jié)。
元祐二年(1087年)，他完成了在熙寧九年即已奉命編繪的“天下郡縣圖”，定名為《守令圖》，被特許親自到汴京進(jìn)呈。
元祐三年，沈括移居到潤(rùn)州（今江蘇鎮(zhèn)江市東面），將他以前購(gòu)置的園地，加以經(jīng)營(yíng)，名為“夢(mèng)溪園”，在此隱居，八年后即宋哲宗紹圣二年（公元1095年）去世。他一生著作多達(dá)幾十種，但保存到現(xiàn)在的，除《夢(mèng)溪筆談》外，僅有綜合性文集《長(zhǎng)興集》和醫(yī)藥著作《良方》等少數(shù)幾部了。《夢(mèng)溪筆談》是中國(guó)科學(xué)史上的坐標(biāo)，是沈括一生社會(huì)和科學(xué)活動(dòng)的總結(jié)，內(nèi)容極為豐富，包括天文、歷法、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理、地質(zhì)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、史學(xué)、考古、音樂(lè)、藝術(shù)等共600余條。其中200來(lái)?xiàng)l屬于科學(xué)技術(shù)方面，記載了他的許多發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和真知灼見(jiàn)。沈括可說(shuō)是一個(gè)科學(xué)通才。
沈括 - 沈括治水
沈括十分重視發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和興修水利。早在他青年時(shí)期任沭陽(yáng)縣主簿的時(shí)候，就主持了治理沭水的工 沭陽(yáng)縣的沈括塑像程，組織幾萬(wàn)民工，修筑渠堰不僅解除了當(dāng)?shù)厝嗣竦乃疄?zāi)威脅，而且還開(kāi)墾出良田七千頃，改變了沭陽(yáng)的面貌，那時(shí)他只有24歲。在任寧國(guó)縣令的時(shí)候，他積極倡導(dǎo)并且主持在今安徽蕪湖地區(qū)修筑規(guī)模宏大的堅(jiān)固的萬(wàn)春圩，開(kāi)辟出能排能灌、旱澇保收的良田一千二百七十頃，同時(shí)還寫(xiě)了《圩田五說(shuō)》、《萬(wàn)春圩圖書(shū)》等關(guān)于圩田方面的著作。
熙寧五年（公元1072年），沈括主持了汴河的水利建設(shè)。為了治理汴河，沈括親自測(cè)量了汴河下游從開(kāi)封到泗州淮河岸共八百四十多里河段的地勢(shì)。他采用“分層筑堰法”，測(cè)得開(kāi)封和泗州之間地勢(shì)高度相差十九丈四尺八寸六分。這種地形測(cè)量法，是把汴渠分成許多段，分層筑成臺(tái)階形的堤堰，引水灌注入內(nèi)，然后逐級(jí)測(cè)量各段水面，累計(jì)各段方面的差，總和就是開(kāi)封和泗州間“地勢(shì)高下之實(shí)”。這在世界水利史上是一個(gè)創(chuàng)舉。僅僅四五年時(shí)間里，就取得引水淤田一萬(wàn)七千多頃的顯著成績(jī)。在對(duì)地勢(shì)高度計(jì)算時(shí)，其單位竟細(xì)到了寸分，可見(jiàn)，沈括的治學(xué)態(tài)度是極其嚴(yán)肅認(rèn)真的。
沈括 - 環(huán)保觀念
沈括很有環(huán)保觀念，很早就指出我們不得隨便砍伐樹(shù)木。有一次，沈括在書(shū)中讀到“高奴縣有洧水，可燃”這句話(huà)。后來(lái)，他特地對(duì)書(shū)中所講的內(nèi)容實(shí)地考察�？疾熘校蚶òl(fā)現(xiàn)了一種褐色液體，當(dāng)?shù)厝私兴笆帷�，“石脂”，用它燒火做飯，點(diǎn)燈和取暖。沈括給這種液體取了一個(gè)新名字，叫石油。這個(gè)名字一直被沿用到今天。他當(dāng)時(shí)就想用石油代替松木來(lái)作燃料。他說(shuō)不到必要的時(shí)候決不能隨意砍伐樹(shù)木，尤其是古林，更不能破壞！在今看來(lái)其觀點(diǎn)是絕對(duì)正確的，可當(dāng)時(shí)并未得到重視。
沈括 - 唯物主義者
沈括具有樸素的唯物主義思想和發(fā)展變化的觀點(diǎn)。他認(rèn)為“天地之變，寒暑風(fēng)雨，水旱螟蝗，率皆有法”，并指出，“陽(yáng)順陰逆之理，皆有所從來(lái)，得之自然，非意之所配也。”就是說(shuō)，自然界事物的變化都是有規(guī)律的，而且這些規(guī)律是客觀存在的，是不依人們的意志為轉(zhuǎn)移的。他還認(rèn)為事物的變化規(guī)律有正常變化和異常變化，不能拘泥于固定不變的規(guī)則。正是這些比較正確的思想觀點(diǎn)，促使他取得了那個(gè)時(shí)代在科學(xué)技術(shù)方面達(dá)到的高度成就。沈括曾提出已知的知識(shí)是有限的，人的認(rèn)識(shí)是無(wú)限的觀點(diǎn)，對(duì)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。
唯物主義的思想傾向，還表現(xiàn)在沈括十分重視勞動(dòng)群眾的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和發(fā)明創(chuàng)造上，他不斷地從勞動(dòng)人民那時(shí)汲取智慧和力量。他曾說(shuō)：“至于技巧器械，大小尺寸，黑黃蒼赤，豈能盡出于圣人！百工、群有司、市井田野之人，莫不預(yù)焉”。為了探求醫(yī)藥知識(shí)，他“所至之處，莫不詢(xún)究，或醫(yī)師，或是巷，或小人，以至士大夫之家，山林隱者，無(wú)不求訪”。在《夢(mèng)溪筆談》中，他以敬佩的態(tài)度記載了宋朝勞動(dòng)人民在科學(xué)技術(shù)上的許多卓越貢獻(xiàn)。例如布衣畢升發(fā)明活字印刷術(shù)，民間匠師喻皓的建筑成就和編著的《木經(jīng)》，河工高超創(chuàng)造的合龍堵口的先進(jìn)方法，平民天文數(shù)學(xué)家衛(wèi)樸修歷的事跡，以及河北工作煉鋼、福建農(nóng)民種茶等許多無(wú)名英雄在生產(chǎn)斗爭(zhēng)中取得的寶貴經(jīng)驗(yàn)，等等。正是由于沈括的詳細(xì)記述，才使得不少作出貢獻(xiàn)的勞動(dòng)人民的業(yè)績(jī)得以保存流傳下來(lái)。
唯物主義的思想傾向，決定了沈括對(duì)于自然現(xiàn)象和科技成就的記述具有一定的科學(xué)性。他觀察和描述事物非常細(xì)致、具體、準(zhǔn)確，沒(méi)有封建時(shí)代一般文人虛詞浮夸的壞習(xí)慣。因此，通過(guò)他的記述，我們能夠明確地判斷他那個(gè)時(shí)期生產(chǎn)技術(shù)和自然科學(xué)所達(dá)到的水平。例如，沈括有關(guān)雷電、海市蜃樓、龍卷風(fēng)、地震以及隕鐵等自然現(xiàn)象的記載，非常細(xì)致貼切而生動(dòng)形象，使人們仿佛親臨現(xiàn)場(chǎng)。
沈括能夠用發(fā)展變化的觀點(diǎn)研究客觀事物，得出正確的結(jié)論。他在論述有關(guān)數(shù)學(xué)、氣象、醫(yī)藥等許多問(wèn)題的時(shí)候，多次強(qiáng)調(diào)要因地因時(shí)制宜。例如古代規(guī)定二月和八月是采藥的季節(jié)，是沈括指出，草藥生長(zhǎng)由于受自然條件和栽培情況的影響，同時(shí)采藥又有取根、取葉、取芽、取花、取實(shí)等不同的要求，因此，要根據(jù)不同情況選下采藥時(shí)間，不可死板地“拘以定月”。沈括的這一見(jiàn)解是十分合理的。
沈括對(duì)一些自然現(xiàn)象并不停留在表面的觀察上，他還努力探求它的科學(xué)道理，提出對(duì)事物發(fā)展變化規(guī)律性的解釋。象對(duì)雁蕩山諸峰和華北平原的形成原因、二十八宿的位置、化石的形成等許多問(wèn)題的說(shuō)明，是符合近代科學(xué)原理的。為了弄清陽(yáng)燧（凹面鏡）成像的道理，他觀察空中飛鳥(niǎo)的影子情況，并親自移動(dòng)自己的手，來(lái)比較成像的區(qū)別，終于作出了比較正確的解釋.這些都是他在科學(xué)事業(yè)上能夠獲得成功的重要原因。
沈括 - 提出“石油”一詞
最早考察煉銅與采油業(yè)的高官
沈括（１０３１～１０９５）不是鎮(zhèn)江人，而是浙江杭州人，生于宋明道元年（１０３１年）的一個(gè)官宦家庭，他的父親沈周當(dāng)過(guò)福建泉州、河南開(kāi)封、江蘇南京、四川成都的知府，使得沈括有機(jī)會(huì)隨父親走過(guò)全國(guó)許多地方，見(jiàn)識(shí)比限于一地一市的讀書(shū)人要開(kāi)闊得多。他讀的也是四書(shū)五經(jīng)，但他有與眾不同之處，就是每到一地，很關(guān)注當(dāng)?shù)嘏c自然科學(xué)相關(guān)的新鮮事，用今天的話(huà)來(lái)說(shuō)就是很注重勞動(dòng)人民的創(chuàng)造。在沈括紀(jì)念館里，記者就看到這樣一則記載：他隨父親居住在福建泉州時(shí)，就聽(tīng)說(shuō)江西鉛山縣有一泓泉水不是甜的，而是苦的，當(dāng)?shù)卮迕駥⒖嗳旁阱佒屑灏�，苦泉熬干后就得到了黃燦燦的銅。他對(duì)這一傳說(shuō)很感興趣，于是就不遠(yuǎn)千里來(lái)到鉛山縣，看到了村民“膽水煉銅”的過(guò)程，并在《夢(mèng)筆溪談》中記錄下來(lái)。這是我國(guó)有關(guān)“膽水煉銅”的最早記載，歷史的發(fā)展證明他的記載是正確而可靠的。原來(lái)在鉛山縣有幾道溪水不是清的，而是呈青綠色，味道是苦的，當(dāng)?shù)卮迕穹Q(chēng)為“膽水”，“膽水”就是亞硫酸溶液。村民將“膽水”放在鐵鍋中煎熬，生成了“膽凡”，“膽凡”就是亞硫酸銅，亞硫酸銅再在鐵鍋中煎熬，與鐵產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，就分解成銅與鐵。
由于歷史的局限，沈括還不能明確地揭示“膽水化銅”的化學(xué)原理，但已經(jīng)闡述了“膽水煉銅”的全過(guò)程，同時(shí)也記錄了在鉛山周?chē)幸粋�(gè)規(guī)模不小的銅礦。他的記載有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，沿著鉛山縣的膽水往北尋找，在貴溪縣果然找到了巨大的銅礦，這座銅礦就是現(xiàn)在江西銅業(yè)公司的開(kāi)采地。如今江西銅業(yè)公司的電解銅已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)９０萬(wàn)噸，產(chǎn)量在國(guó)內(nèi)居第一位，在世界居第三位，江西銅業(yè)的發(fā)展，常會(huì)使后人想起沈括有關(guān)“膽水煉銅”的記載。
我國(guó)最早記述石油與石油開(kāi)采的記載也來(lái)自于沈括的《夢(mèng)溪筆談》。那是北宋元豐三年（１０８０年），沈括５０歲，出任陜西延安府太守，在西北前線對(duì)抗強(qiáng)敵西夏的入侵。他在緊張的軍旅生活中，仍不忘考察民間開(kāi)采石油的過(guò)程，在《夢(mèng)溪筆談》中他記錄了石油的存在狀態(tài)與開(kāi)采過(guò)程。他是這樣寫(xiě)的：
“在鄜州、延州境內(nèi)有一種石油，就是過(guò)去說(shuō)的高奴縣脂水，脂水就是石油。石油產(chǎn)生在水邊，與砂石和泉水相混雜，時(shí)斷時(shí)續(xù)地流出來(lái)。當(dāng)?shù)鼐用裼靡半u尾毛將其沾取上來(lái)，采集到瓦罐里。這種油很像清漆，燃起來(lái)像火炬，冒著很濃的煙，帳幕沾上了油煙都變成了黑色。我猜測(cè)這種煙可以利用，于是試著掃上它的煙煤用來(lái)做成墨，墨的光澤像黑漆，即使是松墨也比不上它。于是就大量制造它，給它標(biāo)上文字，叫做‘延川石液’。這種墨以后一定會(huì)廣泛流行在世上，只是從我開(kāi)始做它罷了�！� 根據(jù)現(xiàn)有的史料，他是第一個(gè)使用石油的人，他將石油燃燒后產(chǎn)生的煙塵制成了墨，他還寫(xiě)過(guò)一首《延州詩(shī)》，描述了延州開(kāi)采石油形成煙塵滾滾的盛景：“二郎山下雪紛紛，旋卓穹廬學(xué)塞人�；M素衣冬未老，石煙多似洛陽(yáng)塵�！�
最早提出“石油”一詞的是沈括，最早描繪石油形態(tài)與開(kāi)采過(guò)程的是沈括，最早用石油煙塵代替松煙制墨的也是沈括。他筆下的延州石油如今已形成我國(guó)著名的長(zhǎng)慶油田，年產(chǎn)量達(dá)到了二千萬(wàn)噸，約占全國(guó)的十分之一，是我國(guó)重要的能源基地。
繪制地圖成為捍衛(wèi)國(guó)土的利器
在長(zhǎng)達(dá)三十余年的官宦生涯中，沈括很注重考察祖國(guó)的山河特點(diǎn)，形成了他的地理學(xué)說(shuō)。他考察了浙江的雁蕩山并提出雁蕩山的凌空巨石是雨水千百年沖刷的結(jié)果，他考察了黃河三角洲并提出三角洲是黃河泥沙堆積而成的，這些見(jiàn)解用今天的眼光來(lái)檢驗(yàn)也是正確的。他提出廣種樹(shù)木、保護(hù)樹(shù)木以涵養(yǎng)水份的觀點(diǎn)，也完全符合當(dāng)代的保護(hù)環(huán)境的理念。他還有一大創(chuàng)造，就是用“飛鳥(niǎo)圖”繪制了“大宋天下郡守圖”，使得北宋的地圖越來(lái)越精確。在宋代，由于測(cè)繪技術(shù)的局限，繪制地圖用的是“循路步之”法，也就是沿路步行丈量，用步行得出的數(shù)據(jù)繪制地圖，由于道路彎彎曲曲，山川高低錯(cuò)落，用“循路步之”法繪制的地圖與實(shí)況有很大的誤差，圖上差之一厘，實(shí)地就差之千米。他采用“飛鳥(niǎo)圖” 也就是“取鳥(niǎo)飛之?dāng)?shù)”，用的是飛鳥(niǎo)直達(dá)的距離，有點(diǎn)像現(xiàn)在的航空拍攝，使得地圖的精確度大為提高。令人沒(méi)想到的是，他的地理學(xué)說(shuō)與《大宋天下郡守地圖》在與遼國(guó)的邊界談判中發(fā)揮了重要作用，起到了十萬(wàn)士兵都難以達(dá)到的威力。
北宋與遼國(guó)之間戰(zhàn)爭(zhēng)不斷，簽訂《澶淵之盟》后雙方罷兵休戰(zhàn)。遼國(guó)垂涎中原地區(qū)的繁華，仗著驍勇的騎兵，不斷提出領(lǐng)土要求。宋熙寧八年（１０７５年），遼國(guó)派大臣蕭禧來(lái)到東京，要求重新劃定邊界，他提出的邊界是山西北部的黃嵬山，黃嵬山以北為遼國(guó)所有，以南為大宋朝所有，大宋朝如同意他的要求，等于將遼國(guó)的領(lǐng)土向南推進(jìn)了三十多里。黃嵬山是一座默默無(wú)聞、名不見(jiàn)經(jīng)傳的山脈，北宋大臣幾乎是一無(wú)所知，朝廷上上下下亂作一團(tuán)。這時(shí)，朝廷想起了熟識(shí)地理的沈括，命他出任談判特使，要他既不能輕開(kāi)戰(zhàn)釁，也不能向敵示弱而接受無(wú)理要求。沈括不卑不亢，胸有成竹，他所恃的武器就是他的地理學(xué)說(shuō)與《天下郡守圖》。他向蕭禧指出，兩國(guó)按《澶淵之盟》劃分邊界，邊界是白溝河，白溝河以北為遼國(guó)領(lǐng)土，以南為大宋領(lǐng)土，而黃嵬山在白溝河以南，是大宋的領(lǐng)土，而不是遼國(guó)的領(lǐng)土。蕭禧沒(méi)有一張自己的地圖，更不知道黃嵬山的準(zhǔn)確方位，在地圖面前，他感到理虧三分，氣焰不知不覺(jué)地矮了一截，爭(zhēng)論了幾天后，雙方無(wú)功而返，但沒(méi)有將爭(zhēng)論推向極端。
不久，沈括又受命出使遼國(guó)，在遼國(guó)首都上京再談兩國(guó)邊界，這時(shí)遼國(guó)的談判代表升了級(jí)，改成了遼國(guó)宰相楊益戒。在談判時(shí)，沈括再次提出以《澶淵之盟》為基礎(chǔ)，以《天下郡守圖》為依據(jù)，有理有節(jié)，寸步不讓?zhuān)|國(guó)宰相找不到重劃邊界的理由。這時(shí)，沈括又出示宋朝的木制地形模型，這使得遼國(guó)宰相大為驚奇，深感宋朝有奇才能人。沈括終于使得遼國(guó)放棄了對(duì)宋朝的領(lǐng)土要求，他不愧是一位出色的外交家與地圖學(xué)家，運(yùn)用智慧捍衛(wèi)了宋朝的尊嚴(yán)。
沈括 - 沈括出使
自從宋真宗以后，宋朝一直依靠每年送大量銀絹，維持了幾十年跟遼朝暫時(shí)妥協(xié)的局面，但是遼朝欺宋朝軟弱，想進(jìn)一步侵占宋朝土地。公元１０７５年，遼朝派大臣蕭禧到東京，要求劃定邊界。
宋神宗派大臣跟蕭禧談判，雙方爭(zhēng)論了幾天，沒(méi)有結(jié)果。蕭禧一定說(shuō)黃嵬山（在今山西原平西南，嵬音ｗéｉ）一帶三十里地方應(yīng)該屬于遼朝。宋神宗派去談判的大臣不了解那里的地形，明知蕭禧提出的是無(wú)理要求，又沒(méi)法反駁他。宋神宗就另派沈括去談判。
沈括，杭州錢(qián)塘人，原是支持王安石新法的官員。沈括不但辦事認(rèn)真細(xì)致，而且精通地理。他先到樞密院，從檔案資料中把過(guò)去議定邊界的文件都查清楚了，證明那塊土地應(yīng)該是屬于宋朝的。他向宋神宗報(bào)告，宋神宗聽(tīng)了很高興，就要沈括畫(huà)成地圖送給蕭禧看，蕭禧才沒(méi)話(huà)說(shuō)。
宋神宗又派沈括出使上京（遼朝的京城，在今內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗南）。沈括首先收集了許多地理資料，并且叫隨從的官員都背熟。到了上京，遼朝派宰相楊益戒跟沈括談判邊界，遼方提出的問(wèn)題，沈括和官員們對(duì)答如流，有憑有據(jù)。楊益戒一看沒(méi)有空子好鉆，就板起臉來(lái)蠻橫地說(shuō)：“你們連這點(diǎn)土地都斤斤計(jì)較，難道想跟我們斷絕友好關(guān)系嗎？”
沈括理直氣壯地說(shuō)：“你們背棄過(guò)去的盟約，想用武力來(lái)脅迫我們。真要鬧翻了，我看你們也得不到便宜�！�
遼朝官員說(shuō)不服沈括，又怕鬧僵了，對(duì)他們沒(méi)好處，只好放棄了他們的無(wú)理要求。
沈括帶著隨員從遼朝回來(lái)，一路上，每經(jīng)過(guò)一個(gè)地方，把那里的大山河流，險(xiǎn)要關(guān)口，畫(huà)成地圖，還把當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗人情，調(diào)查得清清楚楚�；氐綎|京以后，他把這些資料整理起來(lái)，獻(xiàn)給宋神宗。宋神宗認(rèn)為沈括立了功，拜他為翰林學(xué)士。
沈括為了維護(hù)宋朝邊境的安全，十分重視地形勘察。有一次，宋神宗派他到定州（今河北定縣）去巡視。他假裝在那里打獵，花了二十多天時(shí)間，詳細(xì)考察了定州邊境的地形，還用木屑和融化的蠟?zāi)笾瞥梢粋�(gè)立體模型�；氐蕉ㄖ莺�，沈括要木工用木板根據(jù)他的模型，雕刻出木制的模型，獻(xiàn)給宋神宗。這種立體地圖模型當(dāng)然比繪制在紙上的地圖更清楚了。
宋神宗對(duì)沈括畫(huà)的地圖和制作的地圖模型很感興趣。第二年，就叫沈括編制一份全國(guó)地圖。但是不久，沈括受人誣告，被朝廷貶謫到隨州（今湖北隨縣）去。在那里，環(huán)境雖然很困難，但是他堅(jiān)持繪制沒(méi)有畫(huà)完的地圖；后來(lái)，他換了幾個(gè)地方的官職，也是一面考察地理，一面修訂地圖，堅(jiān)持了十二年，終于完成了當(dāng)時(shí)最準(zhǔn)確的一本全國(guó)地圖――《天下郡國(guó)圖》。
沈括不但在地理研究上作出了出色的成就，而且是個(gè)研究興趣很廣泛的科學(xué)家。他在天文、歷法、音樂(lè)、醫(yī)藥、數(shù)學(xué)等方面，都十分精通。他很早就研究天文歷法。后來(lái)，他擔(dān)任司天監(jiān)的工作，發(fā)現(xiàn)在那里工作的人，不少是不學(xué)無(wú)術(shù)的人，不懂得用儀器觀測(cè)。他到了司天監(jiān)以后，添置了天文儀器。為了觀察北極星的位置，他一連三個(gè)月，每天夜里用渾天儀觀察，終于計(jì)算出北極星的正確位置。
沈括晚年的時(shí)候，閑居在潤(rùn)州（今江蘇鎮(zhèn)江）的夢(mèng)溪園。他把一生研究的成果記載下來(lái)，寫(xiě)了一本著作《夢(mèng)溪筆談》。在那本書(shū)里，除了記載他自己研究的成果以外，還記錄了當(dāng)時(shí)勞動(dòng)人民的許多創(chuàng)造發(fā)明，其中特別有名的是畢升的活字印刷技術(shù)。
印刷術(shù)是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。在北宋之前，已經(jīng)有了雕板印刷術(shù)。但是雕板花工夫大，而且刻好一塊木板，要改動(dòng)一個(gè)字，就要全部重刻。沈括在他錢(qián)塘老家看到一位老工匠畢升，用一種很細(xì)的粘土，做成許多小塊，刻上字后放在窯里燒硬，成為一個(gè)個(gè)活字。用這種活字排版印刷，比雕板印刷方便多了。沈括看到這件新鮮事，十分感興趣，就進(jìn)行詳細(xì)的觀察和了解，還把畢升的發(fā)明，記載在他的《夢(mèng)溪筆談》里，后代的人讀了他的書(shū)，才知道活字印刷術(shù)的來(lái)歷。
沈括 - 重大成就
天文成就
沈括還是一個(gè)杰出的天文學(xué)家。熙寧五年（公元1072年），也就在沈括負(fù)責(zé)汴河水建設(shè)時(shí)，沈括還負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)司天監(jiān)，在任職期間，他先后罷免了六名不學(xué)無(wú)術(shù)的舊歷官，不計(jì)出身，破格推薦精通天文歷算、出身平民的淮南人衛(wèi)樸進(jìn)入司天監(jiān)，主持修訂新歷的重要工作。沈括和衛(wèi)樸治學(xué)態(tài)度認(rèn)真，對(duì)舊歷官憑借演算湊數(shù)的修歷方法非常不滿(mǎn)，主張從觀測(cè)天象入手，以實(shí)測(cè)結(jié)果作為修訂歷法的根據(jù)。為此，沈括首先研究并改革了渾儀、浮漏和影表等舊式的天文觀測(cè)儀器。
渾儀是測(cè)量天體方位的儀器。經(jīng)過(guò)歷代的發(fā)展的演變，到宋朝，渾儀的結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得十分復(fù)雜，三重圓環(huán)，相互交錯(cuò)，使用起來(lái)很不方便。為此，沈括對(duì)渾儀作了比較多的改革。他一方面取消了作用不大的白道環(huán)，把儀器簡(jiǎn)化、分工，再借用數(shù)學(xué)工具把他們之間的關(guān)系聯(lián)系起來(lái)（“省去月道環(huán)，其侯月之出入，專(zhuān)以歷法步之”）；另一方面又提出改變一些環(huán)的位置，使它們不擋住觀測(cè)視線。沈括的這些改革措施為儀器的發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。后來(lái)元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）創(chuàng)制的新式測(cè)天儀器——簡(jiǎn)儀，就是在這個(gè)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。
漏壺是古代測(cè)定時(shí)刻的儀器，由幾個(gè)盛水的容器裝置成階梯的形式，每一容器下側(cè)都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器沒(méi)有孔，里面裝置有刻著時(shí)間標(biāo)度的“箭”，隨著滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，從顯露出來(lái)的刻度可以讀出時(shí)刻。沈括對(duì)漏壺也進(jìn)行了改革。他把曲筒銅漏管改做直頸玉嘴，并且把它的位置移到壺體下部。這樣流水更加通暢，壺嘴也堅(jiān)固耐用多了。
此外，沈括還制造了測(cè)日影的圭表，而且改進(jìn)了測(cè)影方法。
沈括在《渾儀議》、《浮漏議》和《景表議》等三篇論文中介紹了他的研究成果，詳細(xì)說(shuō)明改革儀器的原理，闡發(fā)了自己的天文學(xué)見(jiàn)解，在是我國(guó)天文學(xué)史上的具有重要的作用。
沈括和衛(wèi)樸的一系列革新活動(dòng)遭到守舊勢(shì)力的攻擊和陷害。在沈括和衛(wèi)樸的堅(jiān)決斗爭(zhēng)下，衛(wèi)樸主持修訂的奉元?dú)v終于在熙寧八年（公元1075年）修成頒行。但是，由于守舊勢(shì)力阻撓和破壞，比較先進(jìn)的奉元?dú)v只實(shí)行了十八年就被廢止了。但是沈括并不因此而灰心，在晚年又進(jìn)一步提出了用“十二氣歷”代替原來(lái)歷法的主張。我國(guó)原來(lái)的歷法都是陰陽(yáng)合歷，而“十二氣歷”卻是純粹的陽(yáng)歷。它以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個(gè)月，并且按節(jié)氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類(lèi)推。
大月三十一天，小月三十天，大小月相間，即使有“兩小相并”的情況，不過(guò)一年只有一次。有“兩小相并”的，一年共有三百六十五天；沒(méi)有的，一年共三百六十六天。這樣，每年的天數(shù)都很整齊，用不著再設(shè)閏月，四季節(jié)氣都是固定的日期。至于月亮的圓缺，和寒來(lái)署往的季節(jié)無(wú)關(guān)，只要在歷書(shū)上注明“朔”、“望”就行了。沈括所設(shè)計(jì)的這個(gè)歷法是比較科學(xué)的，它既符合天體運(yùn)行的實(shí)際，也有利于農(nóng)業(yè)活動(dòng)的安排。他預(yù)見(jiàn)到他的這一主張必定會(huì)遭到頑固守舊派的“怪怒攻罵”，極力阻撓，而暫時(shí)不能實(shí)行，但是，他堅(jiān)信“異時(shí)必有用予之說(shuō)者”。果然，近八百年后，偉大的農(nóng)民革命政權(quán)——太平天國(guó)所頒行的天歷的基本原理和沈括的“十二氣歷”是完全一致的�，F(xiàn)在世界各國(guó)采用的公歷，也就是陽(yáng)歷，其實(shí)在分月上還不如沈括的“十二氣歷”合理。
數(shù)理化成就
沈括對(duì)物理學(xué)研究的成果也是極其豐富而珍貴的。《夢(mèng)溪筆談》中所記載這方面的見(jiàn)解和成果，涉及力學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。特別是他對(duì)磁學(xué)的研究成就卓著。沈括在《夢(mèng)溪筆談》中第一次明確地談到磁針的偏角問(wèn)題。在光學(xué)方面，沈括通過(guò)親自觀察實(shí)驗(yàn)，對(duì)小孔成像、凹面鏡成象、凹凸鏡的放大和縮小作用等作了通俗生動(dòng)的論述。他對(duì)我國(guó)古代傳下來(lái)的所謂“透光鏡”（一種在背面能看到正面圖案花紋的銅鏡）的透光原因也做了一些比較科學(xué)的解釋?zhuān)苿?dòng)了后來(lái)對(duì)“透光鏡”的研究。此外，沈括還剪紙人在琴上做過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究聲學(xué)上的共振現(xiàn)象。沈括還是最早發(fā)現(xiàn)地理南北極與地磁場(chǎng)的N，S極并不重合，所以水平放置的小磁針指向跟地理的正南北方向之間有一個(gè)很小的偏角。被稱(chēng)為磁偏角。
在化學(xué)方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州時(shí)候曾經(jīng)考察研究漉延境內(nèi)的石油礦藏和用途。他利用石油不容易完全燃燒而生成炭黑的特點(diǎn)，首先創(chuàng)造了用石油炭黑代替松木炭黑制造煙墨的工藝。他已經(jīng)注意到石油資源豐富，“生于地中無(wú)窮”，還預(yù)料到“此物后必大行于世”，這一遠(yuǎn)見(jiàn)已為今天所驗(yàn)證。另外，“石油”這個(gè)名稱(chēng)也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石腦油、石燭等名稱(chēng)都貼切得多。在《夢(mèng)溪筆談》中有關(guān)“太陰玄精”（石膏晶體”的記載里，沈括形狀、潮解、解理和加熱失水等性能的不同區(qū)分出幾種晶體，指出它們雖然同名，卻并不是一種東西。他還講到了金屬轉(zhuǎn)化的實(shí)例，如用硫酸銅溶液把鐵變成銅的物理現(xiàn)象。他記述的這些鑒定物質(zhì)的手段，說(shuō)明當(dāng)時(shí)人們對(duì)物質(zhì)的研究已經(jīng)突破單純表面現(xiàn)象的觀察，而開(kāi)始向物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)探索進(jìn)軍了。
沈括在數(shù)學(xué)方面也有精湛的研究。他從實(shí)際計(jì)算需要出發(fā)，創(chuàng)立了“隙積術(shù)”和“會(huì)圓術(shù)”。沈括通過(guò)對(duì)酒店里堆起來(lái)的酒壇和壘起來(lái)的棋子等有空隙的堆體積的研究，提出了求它們的總數(shù)的正確方法，這就是“隙積術(shù)”，也就是二階等差級(jí)數(shù)的求和方法。沈括的研究，發(fā)展了自《九章算術(shù)》以來(lái)的等差級(jí)數(shù)問(wèn)題，在我國(guó)古代數(shù)學(xué)史上開(kāi)辟了高階等差級(jí)數(shù)研究的方向。此外，沈括還從計(jì)算田畝出發(fā)，考察了圓弓形中弧、弦和矢之間的關(guān)系，提出了我國(guó)數(shù)學(xué)史上第一個(gè)由弦和矢的長(zhǎng)度求弧長(zhǎng)的比較簡(jiǎn)單實(shí)用的近似公式，這就是“會(huì)圓術(shù)”。這一方法的創(chuàng)立，不僅促進(jìn)了平面幾何學(xué)的發(fā)展，而且在天文計(jì)算中也起了重要的作用，并為我國(guó)球面三角學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
醫(yī)學(xué)地理成就
沈括在地學(xué)方面也有許多卓越的論斷，反映了我國(guó)當(dāng)時(shí)地學(xué)已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平。他正確論述了華北平原的形成原因：根據(jù)河北太行山山崖間有螺蚌殼和卵形礫石的帶狀分布，推斷出這一帶是遠(yuǎn)古時(shí)代的海濱，而華北平原是由黃河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所攜帶的泥沙沉積而形成的。當(dāng)他察訪浙東的時(shí)候，觀察了雁蕩山諸峰的地貌特點(diǎn)，分析了它們的成因，明確地指出這是由于水流侵蝕作用的結(jié)果。他還聯(lián)系西北黃土地區(qū)的地貌特點(diǎn)，做了類(lèi)似的解釋。他還觀察研究了從地下發(fā)掘出來(lái)的類(lèi)似竹筍以及桃核、蘆根、松樹(shù)、魚(yú)蟹等各種各樣化石，明確指出它們是古代動(dòng)物和植物的遺跡，并且根據(jù)化石推論了古代的自然環(huán)境。
這些都表現(xiàn)了沈括可貴的唯物主義思想。在歐洲，直到文藝復(fù)興時(shí)期，意大利人達(dá)·芬奇對(duì)化石的性質(zhì)開(kāi)始有所論述，卻仍比沈括晚了四百多年。沈括視察河北邊防的時(shí)候，曾經(jīng)把所考察的山川、道路和地形，在木板上制成立體地理模型。這個(gè)做法很快便被推廣到邊疆各州。熙寧九年（公元1076年），沈括奉旨編繪《天下州縣圖》。他查閱了大量檔案文件和圖書(shū)，經(jīng)過(guò)近二十年的堅(jiān)持不懈的努力，終于完成了我國(guó)制圖史上的一部巨作——《守令圖》。這是一套大型地圖集，共計(jì)二十幅，其中有大圖一幅，高一丈二尺，寬一丈；小圖一幅；各路圖十八幅（按當(dāng)時(shí)行政區(qū)劃，全國(guó)分做十八路）。圖幅之大，內(nèi)容之詳，都是以前少見(jiàn)的。在制圖方法上，沈括提出分率、準(zhǔn)望、互融、傍驗(yàn)、高下、方斜、迂直等九法，這和西晉．裴秀著名的制圖六體是大體一致的。他還把四面八方細(xì)分成二十四個(gè)方位，使圖的精度有了進(jìn)一步提高，為我國(guó)古代地圖學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。
沈括對(duì)醫(yī)藥學(xué)和生物學(xué)也很精通。他在青年時(shí)期就對(duì)醫(yī)學(xué)有濃厚興趣，并且致力于醫(yī)藥研究，搜集了很多驗(yàn)方，治愈過(guò)不少危重病人。同時(shí)他的藥用植物學(xué)知識(shí)也十分廣博，并且能夠?qū)嶋H出發(fā)，辨別真?zhèn)�，糾正古書(shū)上的錯(cuò)誤。他曾經(jīng)提出“五難”新理論；沈括的醫(yī)學(xué)著作有《沈存中良方》（得稱(chēng)《良方》）等三種�，F(xiàn)存的《蘇沈良方》是后人把蘇軾的醫(yī)藥雜說(shuō)附入《良方》之內(nèi)合編而成的，現(xiàn)有多種版本行世。
《夢(mèng)溪筆談》及《補(bǔ)筆談》中，都有涉獵醫(yī)學(xué)，如提及秋石之制備，論及四十四種藥物之形態(tài)、配伍、藥理、制劑、采集、生長(zhǎng)環(huán)境等。
軍事成就
沈括文武雙全，不僅在科學(xué)上取得了輝煌的成績(jī)，而且為保衛(wèi)北宋的疆土也做出過(guò)重要貢獻(xiàn)。北宋時(shí)期，階級(jí)矛盾和民族矛盾都十分尖銳。遼和西夏貴族統(tǒng)治者經(jīng)常侵?jǐn)_中原地區(qū)，擄掠人口牲畜，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大破壞。沈括堅(jiān)定地站在主戰(zhàn)派一邊，在熙寧七年（公元1074年）擔(dān)任河北西路察訪使和軍器監(jiān)長(zhǎng)官期間，他攻讀兵書(shū)，精心研究城防、陣法、兵車(chē)、兵器、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)等軍事問(wèn)題，編成《修城法式條約》和《邊州陣法》等軍事著作，把一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成功地應(yīng)用在軍事科學(xué)上。同時(shí)，沈括對(duì)弓弩甲胄和刀槍等武器的制造也都作過(guò)深入研究，為提高兵器和裝備的質(zhì)量做出了一定貢獻(xiàn)。
沈括 - 《夢(mèng)溪筆談》簡(jiǎn)介
這是一本有關(guān)歷史、文藝、科學(xué)等各種知識(shí)的筆記文學(xué)體裁，因?qū)懹跐?rùn)州（今江蘇鎮(zhèn)江）夢(mèng)溪園而得名。沈括與《夢(mèng)溪筆談》□林炳偉（浙江衢州一中）沈括是北宋杭州錢(qián)塘縣人。元朝修的《宋史》稱(chēng)贊沈括“博學(xué)善文，于天文、方志、律歷、音樂(lè)、醫(yī)藥、卜算無(wú)所不能”。他所寫(xiě)的《夢(mèng)溪筆談》，被英國(guó)科技史專(zhuān)家李約瑟稱(chēng)為“中國(guó)科技史上的里程碑”和“中國(guó)科學(xué)史的坐標(biāo)”。夢(mèng)溪筆談》是宋朝的沈括所著的筆記體著作，大約成書(shū)于1086年～1093年，收錄了沈括一生的所見(jiàn)所聞和見(jiàn)解。
現(xiàn)存《夢(mèng)溪筆談》分為26卷，分故事、辯證、樂(lè)律、象數(shù)、人事、官政、權(quán)智、藝文、書(shū)畫(huà)、技藝、器用、神奇、異事、謬誤、譏謔、雜志、藥議17個(gè)門(mén)類(lèi)共609條。內(nèi)容涉及天文學(xué)、數(shù)學(xué)、地理、地質(zhì)、物理、生物、醫(yī)學(xué)和藥學(xué)、軍事、文學(xué)、史學(xué)、考古及音樂(lè)等學(xué)科。《夢(mèng)溪筆談》是中國(guó)科學(xué)技術(shù)史上的重要文獻(xiàn)，百科全書(shū)式的著作。
在數(shù)學(xué)方面開(kāi)創(chuàng)了“隙積術(shù)”和“會(huì)圓術(shù)”。天文方面指出極星不在天極；得出冬至日長(zhǎng)、夏至日短等結(jié)論。并且對(duì)天文儀器也有所改進(jìn)。歷法上大膽創(chuàng)新，提出《十二氣歷》。地理學(xué)方面以流水侵蝕作用解釋奇異地貌成因。物理方面記載了磁偏角、凹面鏡成像實(shí)驗(yàn)和聲音共振實(shí)驗(yàn)。書(shū)中還記述當(dāng)時(shí)一些重大科技成就，如指南針、活字印刷術(shù)、煉銅、煉鋼、石油等。其中“石油”一詞是在該書(shū)中首次提出的，并且沿用至今。
沈括在晚年用寫(xiě)成《夢(mèng)溪筆談》二十六卷，再加上《補(bǔ)筆談》三卷和《續(xù)筆談》，共列有條文六百零九條，遍及天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地學(xué)、生物以及冶金、機(jī)械、營(yíng)造、造紙技術(shù)等各個(gè)方面，內(nèi)容十分廣泛、豐富，是中國(guó)科學(xué)史的重要著作。《夢(mèng)溪筆談》中所記述的許多科學(xué)成就均達(dá)到了當(dāng)時(shí)世界的最高水平。英國(guó)著名科學(xué)史專(zhuān)家李約瑟稱(chēng)《夢(mèng)溪筆談》是“中國(guó)科學(xué)史上的坐標(biāo)”。
《夢(mèng)溪筆談》中涉及物理學(xué)方面的內(nèi)容主要有聲學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)等各方面，特別是在磁學(xué)方面的研究成就卓著。
沈括在《夢(mèng)溪筆談》中留下了歷史上對(duì)指南針的最早記載。他在書(shū)卷二十四《雜志一》中記載：“方家以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常偏東，不全南也。”這是世界上關(guān)于地磁偏角的最早記載。西方直到公元1492年哥倫布第一次航行美洲的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)了地磁偏角，比沈括的發(fā)現(xiàn)晚了四百年。沈括在《夢(mèng)溪筆談》的《補(bǔ)筆談》第三卷中《藥議》中又記載道：“以磁石磨針?shù)h，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不同�！鄙蚶ú粌H記載了指南針的制作方法，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出了四種放置指南針的的方法：把磁針橫貫燈芯、架在碗沿或指甲上，以及用絲線懸掛起來(lái)。最后沈括指出使用絲線懸掛磁針的方法最好。
在光學(xué)方面，《夢(mèng)溪筆談》中記載的知識(shí)也極為豐富。關(guān)于光的直線傳播，沈括在前人的基礎(chǔ)上，有更加深刻的理解。為說(shuō)明光是沿直線傳播的這一性質(zhì)。他在紙窗上開(kāi)了一個(gè)小孔，使窗外的飛鳥(niǎo)和樓塔的影子成像于室內(nèi)的紙屏上面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他生動(dòng)的指出了物、孔、像三者之間的直線關(guān)系。此外，沈括還運(yùn)用光的直線傳播原理形象的說(shuō)明了月相的變化規(guī)律和日月蝕的成因。在《夢(mèng)溪筆談》中，沈括還對(duì)凹面鏡成像、凹凸鏡的放大和縮小作用作了通俗生動(dòng)的論述。他對(duì)我國(guó)古代傳下來(lái)的所謂“透光鏡”的透光原因也作了一些科學(xué)解釋?zhuān)苿?dòng)了后來(lái)對(duì)“透光鏡”的研究。
在聲學(xué)方面，沈括在《夢(mèng)溪筆談》中精心設(shè)計(jì)了一個(gè)聲學(xué)共振實(shí)驗(yàn)。他剪了一個(gè)紙人，把它固定在一根弦上，彈動(dòng)和該弦頻率成簡(jiǎn)單整數(shù)比的弦時(shí)，它就振動(dòng)使紙人跳躍，而彈其它弦時(shí)，紙人則不動(dòng)。沈括把這種現(xiàn)象叫做“應(yīng)聲”。用這種方法顯示共振是沈括的首創(chuàng)。在西方，直到十五世紀(jì)，意大利人才開(kāi)始做共振實(shí)驗(yàn)。至今，在某些國(guó)家和地區(qū)的中學(xué)物理課堂上，教師還使用這個(gè)方法給學(xué)生做關(guān)于共振現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)。
宋代是中國(guó)古代數(shù)學(xué)最輝煌的時(shí)期之一。北宋大科學(xué)家沈括的名著《夢(mèng)溪筆談》中，有10多條有關(guān)數(shù)學(xué)的討論，內(nèi)容既廣且深，堪稱(chēng)我國(guó)古代數(shù)學(xué)的瑰寶。
沈括最重要的數(shù)學(xué)探討是隙積術(shù)和會(huì)圓術(shù)。隙積術(shù)在我國(guó)數(shù)學(xué)史上開(kāi)辟了高階等差級(jí)數(shù)求和的研究領(lǐng)域，對(duì)高階等差級(jí)數(shù)的研究始自沈括。
所謂“隙積”，指的是有空隙的堆積體、例如酒店中堆積的酒壇、疊起來(lái)的棋子等，這類(lèi)堆積體整體上就像一個(gè)倒扣的斗，與平截頭的長(zhǎng)方錐（芻童）很像。但是隙積的邊緣不是平的，而中間又有空隙，所以不能照搬芻童的體積公式。沈括經(jīng)過(guò)思考后，發(fā)現(xiàn)了正確的計(jì)算方法。他以堆積的酒壇為例說(shuō)明這一問(wèn)題：設(shè)最上層為縱橫各2個(gè)壇子，最下層為縱橫各12個(gè)壇子，相鄰兩層縱橫各差1壇，顯然這堆酒壇共11層；每個(gè)酒壇的體積不妨設(shè)為1，用芻童體積公式計(jì)算，總體積為3784／6，酒壇總數(shù)也應(yīng)是這個(gè)數(shù)。顯然，酒壇數(shù)不應(yīng)為非整數(shù)，問(wèn)題何在呢？沈括提出，應(yīng)在芻童體積基礎(chǔ)上加上一項(xiàng)“（下寬－上寬）×高／6”，即為110／6，酒壇實(shí)際數(shù)應(yīng)為（3784＋110）／6＝649。加上去的這一項(xiàng)正是一個(gè)體積上的修正項(xiàng)。在這里，沈括以體積公式為基礎(chǔ)，把求解不連續(xù)的個(gè)體的累積數(shù)（級(jí)數(shù)求和），化為連續(xù)整體數(shù)值來(lái)求解，可見(jiàn)他已具有了用連續(xù)模型解決離散問(wèn)題的思想。
會(huì)圓術(shù)是對(duì)圓的弧矢關(guān)系給出的比較實(shí)用的近似公式，主要思想是局部以直代曲。沈括進(jìn)一步應(yīng)用《九章算術(shù)》中弧田的面積近似公式，求出弧長(zhǎng)，這便是會(huì)圓術(shù)公式。沈括得出的雖是近似公式，但可以證明，當(dāng)圓心角小于45°時(shí)，相對(duì)誤差小于2％，所以該公式有較強(qiáng)的實(shí)用性。這是對(duì)劉徽割圓術(shù)以弦（正多邊形的邊）代替圓弧思想的一個(gè)重要佐證，很有理論意義。后來(lái)，郭守敬、王恂在歷法計(jì)算中，就應(yīng)用了會(huì)圓術(shù)。
在《夢(mèng)溪筆談》中，沈括還應(yīng)用組合數(shù)學(xué)法計(jì)算得出圍棋可能的局?jǐn)?shù)是3361種，并提出用數(shù)量級(jí)概念來(lái)表示大數(shù)3361的方法。沈括還在書(shū)中記載了一些運(yùn)籌思想，如將暴漲的汴水引向古城廢墟來(lái)?yè)尵群拥痰乃�，以及用挖路成河、取土、運(yùn)輸，最后又將建筑垃圾填河成路的方法來(lái)修復(fù)皇宮等。沈括對(duì)數(shù)的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)也很深刻，指出：“大凡物有定形，形有真數(shù)�！憋@然他否定了數(shù)的神秘性，而肯定了數(shù)與物的關(guān)系。他還指出：“然算術(shù)不患多學(xué)，見(jiàn)簡(jiǎn)即用，見(jiàn)繁即變，乃為通術(shù)也。”
沈括 - 人物軼事
“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開(kāi)”，(白居易<<大林寺桃花>>)當(dāng)讀到這句詩(shī)時(shí)，沈括的眉頭凝成了一個(gè)結(jié)，“為什么我們這里花都開(kāi)敗了，山上的桃花才開(kāi)始盛開(kāi)呢？”，為了解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，沈括約了幾個(gè)小伙伴上山實(shí)地考察一番，四月的山上，咋暖還寒，涼風(fēng)襲來(lái)，凍得人瑟瑟發(fā)抖，沈括茅塞頓開(kāi)，原來(lái)山上的溫度比山下要低很多，因此花季才來(lái)得比山下來(lái)得晚呀。憑借著這種求索精神和實(shí)證方法，長(zhǎng)大以后的沈括寫(xiě)出了《夢(mèng)溪筆談》。
朱彧在《萍洲可談》的記載，沈括前后有二任妻子，第二任是淮南轉(zhuǎn)張芻之女，張氏驕蠻兇悍，平時(shí)常虐待沈括，將胡須連皮帶肉扯將下來(lái)，兒女們抱頭痛哭，跪求張氏息怒；又驅(qū)逐元配之子，年年?duì)罡嫫涓缸�。但是張氏去世后，沈括竟郁郁寡歡，過(guò)揚(yáng)子江時(shí)，一度跳水尋短，并于隔年去世
沈括 - 著作名錄
《圩田五說(shuō)》
《萬(wàn)春圩圖記》
《渾儀議》
《浮漏議》
《景表議》
《營(yíng)陣法》
《守令圖》
《夢(mèng)溪筆談》
《續(xù)筆談》
《補(bǔ)筆談》
《夢(mèng)溪忘懷錄》
《長(zhǎng)興集》
《蘇沈良方》
《南郊式》
（以下皆佚）
《易解》
《喪服后傳》
《樂(lè)論》
《樂(lè)器圖》
《合門(mén)儀志》
《熙寧詳定諸色人廚料式》
《熙寧新修凡女道士給賜式》
《諸敕式》
《諸敕令格式》
《諸敕格式》
《使虜圖鈔》
《懷山錄》
《天下郡縣圖》
《清夜錄》
《熙寧奉元?dú)v經(jīng)》
《熙寧奉元?dú)v立成》
《熙寧奉元?dú)v備草》
《比較交食》
《熙寧晷漏》
《修城法式條約》
《茶論》
《良方》
《靈苑方》
《集賢院詩(shī)》
《詩(shī)話(huà)》
沈括 - 后記
在北宋那個(gè)崇文讀經(jīng)、吟詩(shī)填詞的主流時(shí)代，理科被視為末學(xué)，甚至被譏為奇技淫巧的旁門(mén)左道。在這樣的背景下，沈括（1031—1095）卻才學(xué)絕世，兼擅文理，是個(gè)文化、科技通人，一生從事的研究領(lǐng)域極為宏闊�！端问贰吩u(píng)價(jià)他說(shuō)：“博學(xué)善文，于天文、方志、律歷、音樂(lè)、醫(yī)藥、卜算無(wú)所不通，皆有所論著�！�
但是，沈括死后既沒(méi)人給他建碑，也沒(méi)人為他寫(xiě)墓志銘，就連他的生平傳記也僅僅附在《宋史·沈遘傳》之中。在科技領(lǐng)域獨(dú)步千古，作出重大貢獻(xiàn)的沈括，為什么史家沒(méi)有單獨(dú)為他列傳？為什么會(huì)才高名微，生前身后痛遭非議，寂寞身后呢？
宋代出現(xiàn)了一位百科全書(shū)式的科學(xué)家。他是地理學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、化學(xué)家、醫(yī)學(xué)家、天文學(xué)家，還是水利專(zhuān)家、兵器專(zhuān)家、軍事家，寫(xiě)下了科學(xué)經(jīng)典《夢(mèng)溪筆談》。他就是現(xiàn)代人熟知的沈括。然而，沈括還是一個(gè)檢舉揭發(fā)的“高手”，他政治嗅覺(jué)異常靈敏，善于在別人的詩(shī)文中嗅出異味，“上綱上線”。沈括檢舉揭發(fā)的對(duì)象，是中國(guó)文學(xué)的巔峰人物——蘇軾。
沈括在官場(chǎng)的蹭蹬和學(xué)術(shù)上的成就， 幾乎都可以從他的性格中找到解釋。他這人好學(xué)，喜歡研究各種新奇東西，干活兒好動(dòng)腦子，所以，在做主管治河、天文工作的技術(shù)官員時(shí)，成就突出，在做依靠地理學(xué)知識(shí)的外交談判使節(jié)時(shí)，也能不辱使命。但他缺少殺伐決斷的實(shí)際軍政才能，所以在做邊境軍政“一把手”時(shí)難免失敗。在政治活動(dòng)中，他的人格缺陷很明顯，他與王安石本是世交，沈括父親的墓志銘就是王安石寫(xiě)的，在王安石當(dāng)政時(shí)，沈括曾是他變法的支持者，因而被反對(duì)變法的人士視為是“新party”骨干，后來(lái)反對(duì)哲宗重新啟用沈括的梁燾等人，就是從“舊party”的立場(chǎng)出發(fā)，攻擊沈括的。但在王安石第一次下野后，沈括又曾上書(shū)反對(duì)過(guò)王安石的一些法令，導(dǎo)致王安石復(fù)出后，罵沈括是“小人”。這樣，沈括成了在“新舊”兩party都討不到好處的人物。他和蘇軾的關(guān)系也不好，很可能是出自某種“文人相輕”的心態(tài)，也許他認(rèn)為蘇軾所擅長(zhǎng)的詩(shī)詞文賦、書(shū)??文墨之類(lèi)的東西算不上什么，總之，不知出于什么動(dòng)機(jī)，他參與到了迫害蘇軾的“烏臺(tái)詩(shī)案”中，羅織罪名、攻擊蘇軾，這又令后世一大批蘇軾的擁躉，對(duì)沈括的政治人品大加撻伐。
但他最大的長(zhǎng)處是好學(xué)，而且沒(méi)有任何知識(shí)視野上的偏狹，他不像當(dāng)時(shí)主流士大夫那樣，輕視在社會(huì)底層工作的工匠、水手，所以，記錄下了布衣畢升發(fā)明的活字印刷術(shù)和水手們航海用的指南針，中國(guó)“四大發(fā)明”中的兩大發(fā)明是靠沈括的記錄而揚(yáng)名于世的。對(duì)于延安老百姓使用的石油，他不僅記錄，而且還親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，用石油制做墨錠。從這方面來(lái)，他至少是位實(shí)驗(yàn)科學(xué)家。與蘇軾、朱熹這些大文人不同，他對(duì)于數(shù)學(xué)有著出奇的興趣，所以在數(shù)學(xué)上做出了杰出的貢獻(xiàn)。平心而論，論治學(xué)的淵博程度以及對(duì)人民實(shí)際物質(zhì)生活的貢獻(xiàn)來(lái)講，沈括比蘇軾、朱熹之輩強(qiáng)多了，但他在中國(guó)文化史上的名氣卻沒(méi)有這兩位大，只能說(shuō)明古代中國(guó)是多么缺少科學(xué)的傳統(tǒng)。
紹圣元年（1094年），65歲的沈括竟真的追隨亡妻而去。臨死前，沈括交代長(zhǎng)子沈博毅及次子沈清直將他的遺體歸葬在故鄉(xiāng)浙江杭州錢(qián)塘的龍居里。
沈括作為官吏是失敗的，為人也是失敗的，但作為科學(xué)家卻是成功的，也正因這種成功，使我們對(duì)這位有著瑕疵的古代科學(xué)家仍然懷有一種崇敬之情。
沈括 - 人物評(píng)價(jià)
沈括（1031－1095）不僅是我國(guó)北宋時(shí)期一位有經(jīng)世之才的杰出政治家，也是 一位學(xué)識(shí)淵博、成就卓絕的自然科學(xué)家�！端问罚蚶▊鳌氛f(shuō)他“博學(xué)善文，于天 文、方志、律歷、音樂(lè)、醫(yī)藥、卜算無(wú)所不通，皆有所論著”。他晚年所著的《夢(mèng) 溪筆談》是一部十幾萬(wàn)言的皇皇巨著，內(nèi)容極其豐富，反映了我國(guó)古代尤其是北宋 時(shí)期自然科學(xué)所取得的偉大成就，記載了他自己許多精辟的學(xué)術(shù)見(jiàn)解。沈括和他的 著作在我國(guó)科技史上占據(jù)著特別突出的地位，在世界科技只上也享有很高的聲譽(yù)。 日本數(shù)家三上羲夫稱(chēng)贊沈括說(shuō)：“日本的數(shù)學(xué)家沒(méi)有一個(gè)比得上沈括，……沈括這 樣的人物，在全世界數(shù)學(xué)史上找不到，唯有中國(guó)出了這一個(gè)人”。英國(guó)著名科技史 家李約瑟也認(rèn)為沈括是“中國(guó)科學(xué)史上最奇特的人物”，《夢(mèng)溪筆談》是“中國(guó)科 學(xué)史上的座標(biāo)”。
