沈括

北宋时期的著名科学家,他所撰写的《梦溪笔谈》是中国科学史上的一部伟大著作,他重视观察、实践的科学精神也为历代科学工作者所称颂。

人物档案

姓名:沈括

生卒年:1031年~1095年

出生地:浙江钱塘(今浙江杭州)

身份:北宋科学家、政治家

生平纪事

沈括,字存中,浙江钱塘人,生于 1031年。他自幼勤奋好读,据说不到14岁就读完了家中所有的藏书。从24岁开始,沈括开始踏上仕途。

沈括曾担任过海州沭阳县主簿,并历任东海、宁国、宛丘等县县令。33岁那年考中进士后,被任命为扬州司理参军,掌管刑讼审讯。三年后,被推荐到京师昭文馆编校书籍。在这里,他开始研究天文历算。这期间,沈括写成了《南效式》,对朝廷祭祀天地的效祭典礼进行了修改和简化。1069年,沈括担任管理全国财政的最高长官三司使等许多重要官职,1072年,兼任提举司天监,职掌观测天象,推算历书。这一年,他还写成了《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文,是中国天文学史上的重要文献。接着,沈括又担任了史馆检讨,1073年任集贤院校理,这使他有机会接触到更多皇家藏书,从而进一步充实自己的学识。1074年,沈括担任河北西路察访使和军器监长官期间,编成 《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作,为保卫北宋的疆土做出了重要贡献。同时,沈括还十分重视发展农业生产和兴修水利,写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于圩田方面的著作。

1 0 7 6年,沈括遭诬陷而被贬至宣州,后又因守边有功,1082年升任龙图阁直学士,但是不久又遭诬陷,降职做均州团练副使。1087年,沈括花费二十年心血编修的《天下州县图》完成,被特许亲自到汴京进呈。次年,定居润州梦溪园。

沈括晚年在梦溪园认真总结自己一生的经历和科学活动,写出了闻名中外的科学巨著《梦溪笔谈》和《忘怀录》等。 1095年,沈括逝世。沈括一生著作多达几十种,但保存到现在的除《梦溪笔谈》外,仅有《长兴集》和医药著作《良方》等少数几部了。

科技贡献

沈括学识渊博,从事研究的领域极其广阔,因此取得的成就也是多方面的。但他最著名的科学成就,就是晚年在梦溪园著成的《梦溪笔谈》。

《梦溪笔谈》共二十六卷,再囊括 《补笔谈》三卷和《续笔谈》一卷,总计三十卷。全书分成十七类,共六百零九条,十几万字,是一部内容十分丰富、集前代科学成就之大成的光辉巨著。该书主要总结了我国劳动人民在日常劳作中发现并发展的各种科学技术,特别是北宋时期自然科学的辉煌成就。内容涉及天文、历法、气象、数学、水利、地质、地理、物理、化学、生活、医药、建筑、冶金、文史考古以及音乐艺术等领域,涉猎十分广阔,而且上述各方面的研究成果都达到很高水平。

沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到了磁针偏角问题。他指出“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”这是世界上关于地磁偏角的最早记录。到1492年哥伦布第一次航行美洲时,西方人才提出这一理论,比沈括的发现晚了四百年。在化学方面,沈括注意到我国石油资源的丰富,“生于地中无穷”,还预料到“此物后必大行于世”,这一远见今天已为事实所验证。“石油”一词也是沈括首次使用的。他还曾观察、研究了从地下发掘出来的各种化石,明确指出它们是古代动物和植物的遗迹,并且根据化石推论了古代的自然环境。在欧洲,直到四百多年后的文艺复兴时期,意大利人达·芬奇才对化石的性质开始有所论述。

在数学研究方面,沈括创立了著名的“隙积术”和“会圆术”。所谓“隙积术”,就是高阶等差级数的术积法。“隙积法”在西洋学中称为“积弹”,比沈括的记载出现晚五百多年。在平面几何学上,沈括创有“会圆术”。

在地理学方面,沈括对我国的地形地貌进行了大量观测研究,指出泥沙淤积作用是形成华北平原的真正原因。他首创的立体地图很快得到推广,并影响到当代地理学的发展。在医药学方面,沈括曾对药物名称做了大量的证同辨异工作,并注意收集验方,编有《苏沈良方》十五卷。他在实地考察、认真观测和科学实验的基础上,应用合理的逻辑推理方法,从自然界引出符合科学的结论。

沈括在光学方面,也有很高造诣。他通俗地解释了凹面镜成像和针孔成像原理,还对光的直线传播和光的折射现象进行了研究,解释了虹的科学道理。他还在前人的基础上进一步解释了月亮盈亏和日、月食现象。沈括对天文学的研究建立在长期观察的基础之上,他曾经制作和改进了不少仪器,如改进浑天仪,制作浮漏和景表等。沈括把他的研究成果写成《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文,是我国天文学史上的重要文献。

影响评述

在中国科学技术史上,沈括可谓古代科学家中最优秀的一人。他的博学多才,几乎是一个让人无法相信的奇迹,他在天文、地理、数学、物理、化学、生物、医药、水利、文学、音乐甚至军事等方面都取得了令人叹为观止的卓越成就。而他的著作《梦溪笔谈》则是他一生科学研究成果的集中记载,是一部包罗万象、内容宏大的百科全书。

沈括的成就对后世产生巨大的影响。他发明的“隙积术”,后经南宋杨辉、元代朱世杰等人的发展,成为中国传统数学的一大项目—跺积术;他发明了“会圆术”,在中国数学史上第一个提出用圆的直径和弓形的高度来求弓形的弧长的公式,这为元代的郭守敬以四次方程式求天球“黄道积度”和时差奠定了基础;沈括还是世界上发现地磁偏角的第一人,他总结的指南针装置方法为后世航海指南做出了巨大贡献;他编制的《十二气历》则为后世的历法改革提供了新的理念;他的地质学理论和研究方法,至今仍为科学工作者广泛应用。这样一位博学多才的科学巨人,确实是我国国家和民族的骄傲,他以勤奋不懈的努力将中国的科学技术水平推向了一个新的高峰。这位伟大的科学家曾经被英国著名的科学史研究专家李约瑟赞誉为 “中国整部科学史中最卓越的人物”;被美国科学史研究专家席文称为“中国科学与工程史上最多才多艺的人物之一”;他的著作《梦溪笔谈》被誉为“中国科学史上的里程碑”。