沈括（公元1031～1095年），字存中，杭州錢塘（今浙江杭州）人，漢族。北宋科學家、政治家。1歲時南遷至福建的武夷山、建陽一代，后隱居于福建的尤溪一帶。仁宗嘉佑八年（公元1063年）進士。神宗時參與王安石變法運動。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，駁斥遼的爭地要求。次年任翰林學士，權三司使，整頓陜西鹽政。后知延州（今陜西延安），加強對西夏的防御。元豐五年（1082年）以宋軍于永樂城之戰(zhàn)中為西夏所敗，連累被貶。晚年以平生見聞，在鎮(zhèn)江夢溪園撰寫了《夢溪筆談》。

沈括的科學成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新歷法，與今天的陽歷相似。在物理學方面，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的原理；還對共振等規(guī)律加以研究。在數(shù)學方面，他創(chuàng)立「隙積術」（二階等差級數(shù)的求和法）、「會圓術」（已知圓的直徑和弓形的高，求弓形的弦和弧長的方法）。在地質(zhì)學方面，他對沖積平原形成、水的侵蝕作用等，都有研究，并首先提出石油的命名。醫(yī)學方面，對于有效的方藥，多有記錄，并有多部醫(yī)學著作。此外，他對當時科學發(fā)展和生產(chǎn)技術的情況，如畢升發(fā)明活字印刷術、金屬冶煉的方法等，皆詳為記錄。

沈括自幼對天文、地理等有著濃厚的興趣，勤學好問，刻苦鉆研。少年時代他隨做泉州州官的父親在福建泉州居住多年，當時的一些見聞，均收入《夢溪筆談》。在天文學方面，沈括也取得了很大成就，他曾經(jīng)制造過我國古代觀測天文的主要儀器——渾天儀；表示太陽影子的景表等。為了測得北極星準確位置，他連續(xù)三個月，每天用渾天儀觀測北極星位置，把初夜、中夜、后夜所見到的北極星方位，分別畫于圖上，經(jīng)過精心研究，最后得出北極星與北極距三度。這一科學根據(jù)在《夢溪筆談》中有詳細的記載。《夢溪筆談》中還記載了沈括在數(shù)學方面的貢獻，他發(fā)展了《九章算術》以來的等差級數(shù)，創(chuàng)造了新的高等級數(shù)求和法——隙級數(shù)。幾何學中，他發(fā)明了會圓術，即從已知圓的直徑和弓形高度來求弓形底和弓形弧的方法。為此日本數(shù)學家三上義夫曾給予沈括以極高的評價。（節(jié)選自《應用寫作》學術月刊1987年第2期，《沈括和<夢溪筆談>》 沈括很有環(huán)保觀念，很早就指出我們不得個隨便砍伐樹木。有一次，沈括在書中讀到“高奴縣有洧水，可燃”這句話。后來，他特地對書中所講的內(nèi)容實地考察?？疾熘?，沈括發(fā)現(xiàn)了一種褐色液體，當?shù)厝私兴笆帷?，“石脂”，用它?火 做飯，點燈和取暖。沈括給這種液體取了一個新名字，叫石油。這個名字一直被沿用到今天。他當時就想用石油代替松木來作燃料。他說不到必要的時候決不能隨意砍伐樹木，尤其是古林，更不能破壞！在今看來其觀點是絕對正確的，可當時并未得到重視。在我國北宋時代，有一位非常博學多才、成就顯著的科學家，他就是沈括——我國歷史上最卓越的科學家之一。他精通天文、數(shù)學、物理學、化學、生物學、地理學、農(nóng)學和醫(yī)學；他還是卓越的工程師、出色的外交家；同時，他博學善文，對方志律歷、音樂、醫(yī)藥、卜算等無所不精。他晚年所著的《夢溪筆談》詳細記載了勞動人民在科學技術方面的卓越貢獻和他自己的研究成果，反映了我國古代特別是北宋時期自然科學達到的輝煌成就。《夢溪筆談》不僅是我國古代的學術寶庫，而且在世界文化史上也有重要的地位。被譽為“中國科學史上的坐標”。

沈括，字存中，生于浙江錢塘（今浙江杭州市）一官僚家庭。他的父親沈周（字望之）曾在泉州、開封、江寧做過地方官。母親許氏，是一個有文化教養(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，在母親的指導下，十四歲就讀完了家中的藏書。后來他跟隨父親到過福建泉州、江蘇潤州（今鎮(zhèn)江）、四川簡州（今簡陽）和京城開封等地，有機會接觸社會，對當時人民的生活和生產(chǎn)情況有所了解，增長了不少見聞，也顯示出了超人的才智。他二十四歲開始踏上仕途，最初做海州沭陽縣（在今江蘇?。┲鞑荆院髿v任東海（在今江蘇?。?、寧國（在今安徽?。⑼鹎穑ń窈幽鲜』搓柨h）等縣縣令。三十三歲考中進士，被任命做揚州司理參軍，掌管刑訟審訊。三年后，被推薦到京師昭文館編校書籍。在這里他開始研究天文歷算。宋神宗熙寧五年（公元1072年），兼任提舉司天監(jiān)，職掌觀測天象，推算歷書。接著，沈括又擔任了史館檢討，熙寧六年（公元1073年）做集賢院校理。因職務上的便利條件，他有機會讀到了更多的皇家藏書，充實了自己的學識。1075年曾出使遼國，進行邊界談判，次年任翰林學士，權三司使。

宋神宗熙寧二年（公元1069年），王安石被任命為宰相，開始進行大規(guī)模的變法運動。沈括積極參預變法運動，受到王安石的信任和器重，擔任過管理全國財政的最高長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。沈括因為受到牽連以及詩案敗露等原因，照例出知宣州（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。因抵御以西夏梁太后為首的黨項貴族集團入侵有功，于元豐五年（公元1082年），升龍圖閣直學士。但是不久又因為與給事中徐禧、鄜延道總管種諤、鄜延道副總管曲珍等人貪功冒進，不聽隨行內(nèi)侍李舜舉勸告，在死地筑城，釀成永樂城慘敗，損失軍人2萬，民夫無算，高永亨、李舜舉等都壯烈犧牲。此戰(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)一形勢被葬送。此事沈括雖非首罪，但他畢竟負有領導責任，加之在戰(zhàn)役中救援不力，因此被貶為均州（今湖北省均縣）團練副使，隨州安置，從此形同流放，政治生命宣告完結(jié)，于是專心于著述。哲宗元二年（公元1087年），沈括花費十二年心血編修的《天下州縣圖》完成，被特許親自到汴京進呈。次年，定居潤州（今江蘇省鎮(zhèn)江東郊）夢溪園，在此安度晚年。

沈括晚年在夢溪園認真總結(jié)自己一生的經(jīng)歷和科學活動，寫出了聞名中外的科學巨著《夢溪筆談》和《忘懷錄》等。宋哲宗紹圣二年（公元1095年）逝世。他一生著作多達幾十種，但保存到現(xiàn)在的，除《夢溪筆談》外，僅有綜合性文集《長興集》和醫(yī)藥著作《良方》等少數(shù)幾部了?！秹粝P談》是中國科學史上的坐標，是沈括一生社會和科學活動的總結(jié)，內(nèi)容極為豐富，包括天文、歷法、數(shù)學、物理、化學、生物、地理、地質(zhì)、醫(yī)學、文學、史學、考古、音樂、藝術等共600余條。其中200來條屬于科學技術方面，記載了他的許多發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和真知灼見。沈括可說是一個科學通才。沈括十分重視發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和興修水利。早在他青年時期任沭陽縣主簿的時候，就主持了治理沭水的工程，組織幾萬民工，修筑渠堰不僅解除了當?shù)厝嗣竦乃疄耐{，而且還開墾出良田七千頃，改變了沭陽的面貌，那時他只有24歲。在任寧國縣令的時候，他積極倡導并且主持在今安徽蕪湖地區(qū)修筑規(guī)模宏大的堅固的萬春圩，開辟出能排能灌、旱澇保收的良田一千二百七十頃，同時還寫了《圩田五說》、《萬春圩圖書》等關于圩田方面的著作。

熙寧五年（公元1072年），沈括主持了汴河的水利建設。為了治理汴河，沈括親自測量了汴河下游從開封到泗州淮河岸共八百四十多里河段的地勢。他采用“分層筑堰法”，測得開封和泗州之間地勢高度相差十九丈四尺八寸六分。這種地形測量法，是把汴渠分成許多段，分層筑成臺階形的堤堰，引水灌注入內(nèi)，然后逐級測量各段水面，累計各段方面的差，總和就是開封和泗州間“地勢高下之實”。這在世界水利史上是一個創(chuàng)舉。僅僅四五年時間里，就取得引水淤田一萬七千多頃的顯著成績。在對地勢高度計算時，其單位竟細到了寸分，可見，沈括的治學態(tài)度是極其嚴肅認真的。 沈括還是一個杰出的天文學家。熙寧五年（公元1072年），也就在沈括負責汴河水建設時，沈括還負責領導司天監(jiān)，在任職期間，他先后罷免了六名不學無術的舊歷官，不計出身，破格推薦精通天文歷算、出身平民的淮南人衛(wèi)樸進入司天監(jiān)，主持修訂新歷的重要工作。沈括和衛(wèi)樸治學態(tài)度認真，對舊歷官憑借演算湊數(shù)的修歷方法非常不滿，主張從觀測天象入手，以實測結(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儀器。

渾儀是測量天體方位的儀器。經(jīng)過歷代的發(fā)展的演變，到宋朝，渾儀的結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得十分復雜，三重圓環(huán)，相互交錯，使用起來很不方便。為此，沈括對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)，把儀器簡化、分工，再借用數(shù)學工具把他們之間的關系聯(lián)系起來（“省去月道環(huán)，其侯月之出入，專以歷法步之”）；另一方面又提出改變一些環(huán)的位置，使它們不擋住觀測視線。沈括的這些改革措施為儀器的發(fā)展開辟了新的途徑。后來元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）創(chuàng)制的新式測天儀器——簡儀，就是在這個基礎上產(chǎn)生的。

漏壺是古代測定時刻的儀器，由幾個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。最下面的容器沒有孔，里面裝置有刻著時間標度的“箭”，隨著滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，從顯露出來的刻度可以讀出時刻。沈括對漏壺也進行了改革。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，壺嘴也堅固耐用多了。

此外，沈括還制造了測日影的圭表，而且改進了測影方法。

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，詳細說明改革儀器的原理，闡發(fā)了自己的天文學見解，在是我國天文學史上的具有重要的作用。

沈括和衛(wèi)樸的一系列革新活動遭到守舊勢力的攻擊和陷害。在沈括和衛(wèi)樸的堅決斗爭下，衛(wèi)樸主持修訂的奉元歷終于在熙寧八年（公元1075年）修成頒行。但是，由于守舊勢力阻撓和破壞，比較先進的奉元歷只實行了十八年就被廢止了。但是沈括并不因此而灰心，在晚年又進一步提出了用“十二氣歷”代替原來歷法的主張。我國原來的歷法都是陰陽合歷，而“十二氣歷”卻是純粹的陽歷。它以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，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，不過一年只有一次。有“兩小相并”的，一年共有三百六十五天；沒有的，一年共三百六十六天。這樣，每年的天數(shù)都很整齊，用不著再設閏月，四季節(jié)氣都是固定的日期。至于月亮的圓缺，和寒來署往的季節(jié)無關，只要在歷書上注明“朔”、“望”就行了。沈括所設計的這個歷法是比較科學的，它既符合天體運行的實際，也有利于農(nóng)業(yè)活動的安排。他預見到他的這一主張必定會遭到頑固守舊派的“怪怒攻罵”，極力阻撓，而暫時不能實行，但是，他堅信“異時必有用予之說者”。果然，近八百年后，偉大的農(nóng)民革命政權——太平天國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)在世界各國采用的公歷，也就是陽歷，其實在分月上還不如沈括的“十二氣歷”合理。沈括對物理學研究的成果也是極其豐富而珍貴的?！秹粝P談》中所記載這方面的見解和成果，涉及力學、光學、磁學、聲學等各個領域。特別是他對磁學的研究成就卓著。沈括在《夢溪筆談》中第一次明確地談到磁針的偏角問題。在光學方面，沈括通過親自觀察實驗，對小孔成像、凹面鏡成象、凹凸鏡的放大和縮小作用等作了通俗生動的論述。他對我國古代傳下來的所謂“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的解釋，推動了后來對“透光鏡”的研究。此外，沈括還剪紙人在琴上做過實驗，研究聲學上的共振現(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很小的偏角。被稱為磁偏角。

在化學方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州時候曾經(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，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，“生于地中無窮”，還預料到“此物后必大行于世”，這一遠見已為今天所驗證。另外，“石油”這個名稱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、石燭等名稱都貼切得多。在《夢溪筆談》中有關“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，說明當時人們對物質(zhì)的研究已經(jīng)突破單純表面現(xiàn)象的觀察，而開始向物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)探索進軍了。

沈括在數(shù)學方面也有精湛的研究。他從實際計算需要出發(fā)，創(chuàng)立了“隙積術”和“會圓術”。沈括通過對酒店里堆起來的酒壇和壘起來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”，也就是二階等差級數(shù)的求和方法。沈括的研究，發(fā)展了自《九章算術》以來的等差級數(shù)問題，在我國古代數(shù)學史上開辟了高階等差級數(shù)研究的方向。此外，沈括還從計算田畝出發(fā)，考察了圓弓形中弧、弦和矢之間的關系，提出了我國數(shù)學史上第一個由弦和矢的長度求弧長的比較簡單實用的近似公式，這就是“會圓術”。這一方法的創(chuàng)立，不僅促進了平面幾何學的發(fā)展，而且在天文計算中也起了重要的作用，并為我國球面三角學的發(fā)展作出了重要貢獻。沈括在地學方面也有許多卓越的論斷，反映了我國當時地學已經(jīng)達到了先進水平。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，推斷出這一帶是遠古時代的海濱，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。當他察訪浙東的時候，觀察了雁蕩山諸峰的地貌特點，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，做了類似的解釋。他還觀察研究了從地下發(fā)掘出來的類似竹筍以及桃核、蘆根、松樹、魚蟹等各種各樣化石，明確指出它們是古代動物和植物的遺跡，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，直到文藝復興時期，意大利人達·芬奇對化石的性質(zhì)開始有所論述，比沈括晚了四百多年。沈括視察河北邊防的時候，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，經(jīng)過近二十年堅持不懈的努力，終于完成了我國制圖史上巨作《守令圖》。這是一套大型地圖集，共計二十幅，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（按當時行政區(qū)劃，全國分做十八路）。圖幅之大，內(nèi)容之詳，都是以前少見的。在制圖方法上，沈括提出分率、準望、互融、傍驗、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。他還把四面八方細分成二十四個方位，使圖的精度有了進一步提高，為我國古代地圖學做出了重要貢獻。

沈括對醫(yī)藥學和生物學也很精通。他在青年時期就對醫(yī)學有濃厚興趣，并且致力于醫(yī)藥研究，搜集了很多驗方，治愈過不少危重病人。同時他的藥用植物學知識也十分廣博，并且能夠?qū)嶋H出發(fā)，辨別真?zhèn)?，糾正古書上的錯誤。他曾經(jīng)提出“五難”新理論；沈括的醫(yī)學著作有《良方》等三種?，F(xiàn)存的《蘇沈良方》是后人把蘇軾的醫(yī)藥雜說附入《良方》之內(nèi)合編而成的。 沈括具有樸素的唯物主義思想和發(fā)展變化的觀點。他認為“天地之變，寒暑風雨，水旱螟蝗，率皆有法”，并指出，“陽順陰逆之理，皆有所從來，得之自然，非意之所配也?！本褪钦f，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，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，促使他取得了那個時代在科學技術方面達到的高度成就。沈括曾提出已知的知識是有限的，人的認識是無限的觀點，對科學的發(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群眾的實踐經(jīng)驗和發(fā)明創(chuàng)造上，他不斷地從勞動人民那時汲取智慧和力量。他曾說：“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，莫不預焉”。為了探求醫(yī)藥知識，他“所至之處，莫不詢究，或醫(yī)師，或是巷，或小人，以至士大夫之家，山林隱者，無不求訪”。在《夢溪筆談》中，他以敬佩的態(tài)度記載了宋朝勞動人民在科學技術上的許多卓越貢獻。例如布衣畢升發(fā)明活字印刷術，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方法，平民天文數(shù)學家衛(wèi)樸修歷的事跡，以及河北工作煉鋼、福建農(nóng)民種茶等許多無名英雄在生產(chǎn)斗爭中取得的寶貴經(jīng)驗，等等。正是由于沈括的詳細記述，才使得不少作出貢獻的勞動人民的業(yè)績得以保存流傳下來。

唯物主義的思想傾向，決定了沈括對于自然現(xiàn)象和科技成就的記述具有一定的科學性。他觀察和描述事物非常細致、具體、準確，沒有封建時代一般文人虛詞浮夸的壞習慣。因此，通過他的記述，我們能夠明確地判斷他那個時期生產(chǎn)技術和自然科學所達到的水平。例如，沈括有關雷電、海市蜃樓、龍卷風、地震以及隕鐵等自然現(xiàn)象的記載，非常細致貼切而生動形象，使人們仿佛親臨現(xiàn)場。

沈括能夠用發(fā)展變化的觀點研究客觀事物，得出正確的結(jié)論。他在論述有關數(shù)學、氣象、醫(yī)藥等許多問題的時候，多次強調(diào)要因地因時制宜。例如古代規(guī)定二月和八月是采藥的季節(jié)，是沈括指出，草藥生長由于受自然條件和栽培情況的影響，同時采藥又有取根、取葉、取芽、取花、取實等不同的要求，因此，要根據(jù)不同情況選下采藥時間，不可死板地“拘以定月”。沈括的這一見解是十分合理的。

沈括對一些自然現(xiàn)象并不停留在表面的觀察上，他還努力探求它的科學道理，提出對事物發(fā)展變化規(guī)律性的解釋。象對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題的說明，是符合近代科學原理的。為了弄清陽燧（凹面鏡）成像的道理，他觀察空中飛鳥的影子情況，并親自移動自己的手，來比較成像的區(qū)別，終于作出了比較正確的解釋.這些都是他在科學事業(yè)上能夠獲得成功的重要原因。 沈括文武雙全，不僅在科學上取得了輝煌的成績，而且為保衛(wèi)北宋的疆土也做出過重要貢獻。北宋時期，階級矛盾和民族矛盾都十分尖銳。遼和西夏貴族統(tǒng)治者經(jīng)常侵擾中原地區(qū)，擄掠人口牲畜，給社會經(jīng)濟帶來很大破壞。沈括堅定地站在主戰(zhàn)派一邊，在熙寧七年（公元1074年）擔任河北西路察訪使和軍器監(jiān)長官期間，他攻讀兵書，精心研究城防、陣法、兵車、兵器、戰(zhàn)略戰(zhàn)術等軍事問題，編成《修城法式條約》和《邊州陣法》等軍事著作，把一些先進的科學技術成功地應用在軍事科學上。同時，沈括對弓弩甲胄和刀槍等武器的制造也都作過深入研究，為提高兵器和裝備的質(zhì)量做出了一定貢獻。

《醫(yī)源資料庫》：沈括（1031～1095年），宋代科學家、醫(yī)家。字存中，錢塘（今浙江杭州）人。嘉佑末年（1063年）進。嘗官至翰林學士，學識廣博，其代表作《夢溪筆談》涉及各個學科，舉凡天文、律歷、兵法、音樂、卜算、物理等等，莫不涉獵，書中對我國古代重大發(fā)明，如指南針之裝置、活字印刷、石油冶煉等，皆有提及。于醫(yī)學方面，嘗著有《沈存中良方》（得稱《良方》），以及《夢溪筆談》及《補筆談》中，都有涉獵，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、生長環(huán)境等。其《良方》由后人與蘇軾之《醫(yī)藥雜說》合并，成《蘇沈良方》，現(xiàn)有多種版本行世。

《夢溪筆談》簡介

北宋沈括撰。這是一本有關歷史、文藝、科學等各種知識的筆記文學體裁，因?qū)懹跐欀荩ń窠K鎮(zhèn)江）夢溪園而得名。沈括與《夢溪筆談》□林炳偉（浙江衢州一中）沈括是北宋杭州錢塘縣人。元朝修的《宋史》稱贊沈括“博學善文，于天文、方志、律歷、音樂、醫(yī)藥、卜算無所不能”。他所寫的《夢溪筆談》，被英國科技史專家李約瑟稱為“中國科技史上的里程碑”。

《夢溪筆談》是宋朝的沈括所著的筆記體著作，大約成書于1086年～1093年，收錄了沈括一生的所見所聞和見解。

現(xiàn)存《夢溪筆談》分為26卷，分故事、辯證、樂律、象數(shù)、人事、官政、權智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、異事、謬誤、譏謔、雜志、藥議17個門類共609條。內(nèi)容涉及天文學、數(shù)學、地理、地質(zhì)、物理、生物、醫(yī)學和藥學、軍事、文學、史學、考古及音樂等學科?！秹粝P談》是中國科學技術史上的重要文獻，百科全書式的著作。

在數(shù)學方面開創(chuàng)了“隙積術”和“會圓術”。天文方面指出極星不在天極；得出冬至日長、夏至日短等結(jié)論。并且對天文儀器也有所改進。歷法上大膽創(chuàng)新，提出《十二氣歷》。地理學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、凹面鏡成像實驗和聲音共振實驗。書中還記述當時一些重大科技成就，如指南針、活字印刷術、煉銅、煉鋼、石油等。其中“石油”一詞是在該書中首次提出的，并且沿用至今。

沈括在晚年用寫成《夢溪筆談》二十六卷，再加上《補筆談》三卷和《續(xù)筆談》，共列有條文六百零九條，遍及天文、數(shù)學、物理、化學、地學、生物以及冶金、機械、營造、造紙技術等各個方面，內(nèi)容十分廣泛、豐富，是中國科學史的重要著作?！秹粝P談》中所記述的許多科學成就均達到了當時世界的最高水平。英國著名科學史專家李約瑟稱《夢溪筆談》是“中國科學史上的坐標”。

《夢溪筆談》中涉及物理學方面的內(nèi)容主要有聲學、光學和磁學等各方面，特別是在磁學方面的研究成就卓著。

沈括在《夢溪筆談》中留下了歷史上對指南針的最早記載。他在書卷二十四《雜志一》中記載：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常偏東，不全南也?！边@是世界上關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《夢溪筆談》的《補筆談》第三卷中《藥議》中又記載道：“以磁石磨針鋒，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，而且通過實驗研究，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。最后沈括指出使用絲線懸掛磁針的方法最好。

在光學方面，《夢溪筆談》中記載的知識也極為豐富。關于光的直線傳播，沈括在前人的基礎上，有更加深刻的理解。為說明光是沿直線傳播的這一性質(zhì)。他在紙窗上開了一個小孔，使窗外的飛鳥和樓塔的影子成像于室內(nèi)的紙屏上面進行實驗。根據(jù)實驗結(jié)果，他生動的指出了物、孔、像三者之間的直線關系。此外，沈括還運用光的直線傳播原理形象的說明了月相的變化規(guī)律和日月蝕的成因。在《夢溪筆談》中，沈括還對凹面鏡成像、凹凸鏡的放大和縮小作用作了通俗生動的論述。他對我國古代傳下來的所謂“透光鏡”的透光原因也作了一些科學解釋，推動了后來對“透光鏡”的研究。

在聲學方面，沈括在《夢溪筆談》中精心設計了一個聲學共振實驗。他剪了一個紙人，把它固定在一根弦上，彈動和該弦頻率成簡單整數(shù)比的弦時，它就振動使紙人跳躍，而彈其它弦時，紙人則不動。沈括把這種現(xiàn)象叫做“應聲”。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，意大利人才開始做共振實驗。至今，在某些國家和地區(qū)的中學物理課堂上，教師還使用這個方法給學生做關于共振現(xiàn)象的演示實驗。

宋代是中國古代數(shù)學最輝煌的時期之一。北宋大科學家沈括的名著《夢溪筆談》中，有10多條有關數(shù)學的討論，內(nèi)容既廣且深，堪稱我國古代數(shù)學的瑰寶。

沈括最重要的數(shù)學探討是隙積術和會圓術。隙積術在我國數(shù)學史上開辟了高階等差級數(shù)求和的研究領域，對高階等差級數(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、疊起來的棋子等，這類堆積體整體上就像一個倒扣的斗，與平截頭的長方錐（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)過思考后，發(fā)現(xiàn)了正確的計算方法。他以堆積的酒壇為例說明這一問題：設最上層為縱橫各2個壇子，最下層為縱橫各12個壇子，相鄰兩層縱橫各差1壇，顯然這堆酒壇共11層；每個酒壇的體積不妨設為1，用芻童體積公式計算，總體積為3784／6，酒壇總數(shù)也應是這個數(shù)。顯然，酒壇數(shù)不應為非整數(shù)，問題何在呢？沈括提出，應在芻童體積基礎上加上一項“（下寬－上寬）×高／6”，即為110／6，酒壇實際數(shù)應為（3784＋110）／6＝649。加上去的這一項正是一個體積上的修正項。在這里，沈括以體積公式為基礎，把求解不連續(xù)的個體的累積數(shù)（級數(shù)求和），化為連續(xù)整體數(shù)值來求解，可見他已具有了用連續(xù)模型解決離散問題的思想。

方家用磁石磨成針(的形狀針頭鋒利),于是可以指向南方,然而常常略微偏東,不全在正南方,(放在)水上常震動搖擺.(在)手中或碗邊都有可能這樣,運轉(zhuǎn)的速度很快,但在堅硬光滑(的表面)容易滑落掉下,不過(在這幾種方法中)以懸掛為最好的.這個方法是取新產(chǎn)的絲綿中獨好的繭絲一縷,用芥菜的種子蘸蠟(抹在上面),系在針的中間(位置),在沒有風的地方懸掛,則針常常指向南方. 其中有的針則指向北方. 余家(的方法)指南,指北的都有.

盛文肅為尚書右丞，知（楊）[揚]州，簡重少所許可。時夏有章自建州司戶參軍授鄭州推官，過（楊）[揚]州，文肅驟稱其才雅，明日置酒召之。人有謂有章回：“盛公未嘗燕過客，甚器重者方召一飯?！庇姓潞善湟?，別日為一詩謝之。至客次，先使人持詩以入。公得詩，不發(fā)封，即還之，使人謝有章曰：“度已衰老無用，此詩不復得見?！庇姓率獠灰?，往見通判刁繹，具言所以，繹亦不諭其由，曰：“府公性多忤，詩中得無激觸否？”有章曰：“（無）[元]未曾發(fā)封?！庇衷唬骸盁o乃筆札不嚴？”曰：“有章自書，極嚴謹?！痹唬骸叭绱吮厥菍⒚哂兴v耳。。乃往見文肅而問之：“夏有章今日獻詩何如？”公曰：“不曾讀，已還之?！崩[曰：“公始待有章甚厚，今乃不讀其詩，何也？”公曰：“始見其氣韻清修，謂必遠器，今封詩乃自稱‘新圃田從事’，得一幕官遂爾輕脫！君但觀之，必止于此官，志已滿矣。切記之，他日可驗。”賈文元時為參政，與有章有舊，乃薦為館職，有詔候到任一年召試。明年，除館閣校勘，御史發(fā)其舊事，遂寢，奪改差國子監(jiān)主簿，仍帶鄭州推官。未幾，卒于京師。文肅閱人物多（多）如此，不復挾他術。

德佑二年二月十九日，予除右丞相兼樞密使，都督諸路軍馬。時北兵已迫修門外，戰(zhàn)、守、遷皆不及施?？N紳、大夫、士萃于左丞相府，莫知計所出。會使轍交馳，北邀當國者相見，眾謂予一行為可以紓(shū)禍。國事至此，予不得愛身；意北亦尚可以口舌動也。初，奉使往來，無留北者，予更欲一覘北，歸而求救國之策。于是辭相印不拜，翌日，以資政殿學士行。

初至北營，抗辭慷慨，上下頗驚動，北亦未敢遽輕吾國。不幸呂師孟構(gòu)惡于前，賈余慶獻諂于后，予羈縻不得還，國事遂不可收拾。予自度不得脫，則直前詬(gòu)虜帥失信，數(shù)(shǔ)呂師孟叔侄為逆。但欲求死，不復顧利害。北雖貌敬，實則憤怒。二貴酋名曰館伴，夜則以兵圍所寓舍，而予不得歸矣。未幾，賈余慶等以祈請使詣北；北驅(qū)予并往，而不在使者之目。予分(fèn)當引決，然而隱忍以行。昔人云：“將以有為也。”

至京口，得間(jiàn)奔真州，即具以北虛實告東西二閫(kǔn)，約以連兵大舉。中興機會，庶幾在此。留二日，維揚帥下逐客之令。不得已，變姓名，詭蹤跡，草行露宿，日與北騎相出沒(mò)于長淮間。窮餓無聊，追購又急，天高地迥，號呼靡及。已而得舟，避渚洲，出北海，然后渡揚子江，入蘇州洋，展轉(zhuǎn)四明天臺，以至于永嘉。

嗚呼！予之及于死者不知其幾矣！詆大酋當死；罵逆賊當死；與貴酋處二十日，爭曲直，屢當死；去京口，挾匕首以備不測，幾自剄死；經(jīng)北艦十余里，為巡船所物色，幾從魚腹死；真州逐之城門外，幾旁徨死；如揚州，過瓜洲揚子橋，竟使遇哨，無不死；揚州城下，進退不由，殆例送死；坐桂公塘土圍中，騎數(shù)千過其門，幾落賊手死；賈家莊幾為巡徼(jiào)所陵迫死；夜趨高郵，迷失道，幾陷死；質(zhì)明，避哨竹林中，邏者數(shù)十騎，幾無所逃死；至高郵，制府檄下，幾以捕系死；行城子河，出入亂尸中，舟與哨相后先，幾邂逅死；至海陵，如高沙，?？譄o辜死；道海安、如皋，凡三百里，北與寇往來其間，無日而非可死；至通州，幾以不納死；以小舟涉鯨波，出無可奈何，而死固付之度外矣！嗚呼！死生，晝夜事也，死而死矣；而境界危惡，層見錯出，非人世所堪。痛定思痛，痛何如哉！

予在患難中，間以詩記所遭，今存其本不忍廢，道中手自鈔錄：使北營，留北關外，為一卷；發(fā)北關外，歷吳門、毗(pí)，渡瓜洲，復還京口，為一卷；脫京口，趨真州、揚州、高郵、泰州、通州，為一卷；自海道至永嘉來三山，為一卷。將藏之于家，使來者讀之，悲予志焉。

是年夏五，改元景炎，廬陵文天祥自序其詩，名曰《指南錄》。

磁石的指南，好比側(cè)柏樹葉的指西，沒人能知道它們的原理。