一、沈括其人

（一）沈括小传

在我国北宋时期，有一位博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的外交家；同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学取得的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也占有重要的地位，被誉为“中国科学史上的坐标”。

沈括生于官宦之家，父亲和祖父都曾任大理寺丞，他的母亲也是来自官宦之家。外曾祖父曾任刑部尚书，外公许仲容曾任太子洗马，二舅许洞(976-1015年)不但是咸平三年(1000年)的进士，也是军事名著《虎钤经》的作者(成于景德元年，共二十卷，二百一十篇，是一部综合性兵书，留存至今)，这些家族背景对沈括未来的影响很大。少年时期的沈括随父亲宦游，得以见到各地的风物，在《梦溪笔谈》一书中有许多记录就是来自这一时期。12岁时，父亲沈周在泉州为他延师，开展对礼乐制度的学习。18岁至南京，他又对医药产生了极大的兴趣。

皇祐三年(1051年)父亲沈周去世，三年后沈括因荫官成为沭阳主簿。在这段期间，他历任东海县令、宁国县令，他平定海州之乱，整治沭水和芜湖，对于地方事务有深刻的体验，这对他后来推行新政有极大的帮助。

嘉祐八年(1063年)沈括登进士第，于次年(1064年)任扬州司理参军。治平三年(1066)，沈括入京，任昭文馆编校。由于馆职闲暇，沈括开始研究天文和历法。到了熙宁五年(1072)沈括被任命为兼提举司天监，正式主持司天监的修历工作。这段期间，他整顿人事，推荐对历算专精的民间人士卫朴进入司天监参校新历，于熙宁八年修成《奉元历》。

鉴于编历时发现观测天象的准确十分重要，他发现司天监和翰林天文院所用的浑仪、浮漏和圭表准确度有问题。因此，他仔细研究后发表了《浑仪议》《浮漏议》《景表议》和《熙宁晷漏》等文，讨论并修订了这些天文仪器的误差。其后因制成新观象仪，随即在熙宁七年(1074年)升迁为右正言，司天秋官正。右正言是八品官，担任的是谏诤之职，而司天监的秋官正则是正五品上的官职，相当于国家天文台的专员，可见朝廷对他才华的肯定。

熙宁年间王安石推行新法，沈括很快地投入到这一声势浩大的改革行动当中，他这一时期最关切的问题是军事、经济和外交。

熙宁七年九月，沈括任河北西路察访使，于次月再兼判军器监，在这一职位任职两年，撰写了《重定九军阵法》一书讨论军队的战术。为了建立更有效的城防制度，他又撰写了《修城法式条约》一书。

在王安石的保举下，他于熙宁六年出访两浙，并于两浙推行保甲法和青苗法。并于熙宁八年十月被任命为权发遣三司使，掌管邦国财用大计，对于盐钞、钱币、役法等财政事务贡献良多。

沈括于熙宁七年十一月出使辽国，由于对敌情的认识，他于次年三月在资政殿上奏揭发辽国争地无据的事实，并于次年闰四月再次出使辽国，六月归时，完成《使契丹图钞》。

沈括于元丰三年(1080年)六月转任鄜延路经略，开始担任军事将领。元丰四年(1081)春，西夏引兵来犯，沈括师出上郡，克强敌七万。但随即因徐禧专擅，执意兴建永乐城，西夏遂发兵三十万围永乐，以八万袭沈括所驻绥德。沈括虽以一万之众力克强敌，但终因永乐城之不保，被坐降为团练副使。

沈括在扬州任司理参军时，为淮南转运使张刍所赏识。因此，当沈括丧妻时，张刍遂将女儿许配给沈括，然而，张氏悍虐，根据沈括在《萍洲可谈》的记载，她平时常殴虐沈括，并迫逐元配之子。居秀州时，甚至每年惊动官府，父子被控，吵闹不休。然而，沈括却不念于此，张氏死后，他曾投水寻短，于次年过世。

沈括的著作颇多，但目前存者仅十之一二，而存者又多为残本，尚可见有以下几种：

《图画歌》(存)，《苏沈良方》(存) ，《乙卯入国奏请并别录》(残) ，《忘怀录》(残)，《笔谈》(残) ，《补笔谈》(残) ，《续笔谈》(残) ，《长兴集》(残) 。

亡佚书目如下：

《易解》《丧服后传》《乐论》《乐器图》

《三乐谱》《乐律》《春秋机括》《左氏记传》

《南郊式》《合门仪志》《熙宁详定诸色人厨料式》

《熙宁新修凡女道士给赐式》《诸敕式》《诸敕令格式》

《诸敕格式》《使虏图钞》《怀山录》《天下郡县图》

《清夜录》《熙宁奉元历经》《熙宁奉元历立成》

《熙宁奉元历备草》《比较交食》《熙宁晷漏》

《修城法式条约》《茶论》《良方》《灵苑方》《集贤院诗》《诗话》

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。宋哲宗绍圣二年（1095年）逝世。他一生著作多达几十种，但保存到现在的，除《梦溪笔谈》外，仅有综合性文集《长兴集》和医药著作《良方》等少数几部了。《梦溪笔谈》是中国科学史上的坐标，是沈括一生社会和科学活动的总结，内容极为丰富，包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐、艺术等共六百余条。其中二百余条属于科学技术方面，记载了他的许多发明、发现和真知灼见。

（二）沈括轶事

据说有一次，许多人议论白居易写的《游庐山大林寺》中“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”两句诗，嘲笑白居易写错了，理由是这首诗写于唐元和十二年四月九日，那时桃花已经谢了。可是沈括却认为，深山里气候比较寒冷，所以桃花比平原上开得迟，白居易尊重事实，没有写错。

还有一次，一些人看开封相国寺里一幅壁画，壁画上画着管乐队在演奏。有人说画家画错了，理由是管乐演奏者在吹四字音，可是那个弹琵琶的手指不是在拨四字音所在的上弦，而是掩着下弦。沈括仔细琢磨以后，钦佩地说：“这位画家太高明了，很精通音乐！”接着他亲身示范，并作了精辟的说明：“弦乐同管乐是不同的。吹奏管乐，手指按在什么部位就发什么音，是同时的；弹琵琶就不同了，手指先拨弦，然后才发音，也就是动作要比声音早。所以，演奏管乐的人在吹四字音的时候，弹琵琶的人的手指已准备拨下一个音了。”在场的人无不为沈括的高见所折服。

沈括不但办事认真细致，而且精通地理。

自从宋真宗以后，宋朝一直依靠每年送给辽朝大量银绢，维持跟辽朝暂时和平的局面，但是辽朝欺宋朝软弱，想进一步侵占宋朝土地。1075年，辽朝派大臣萧禧到东京，要求划定边界。

宋神宗派大臣跟萧禧谈判，双方争论了几天，没有结果。萧禧一定说黄嵬山（在今山西原平西南）一带三十里地方应该属于辽朝。宋神宗派去谈判的大臣不了解那里的地形，明知萧禧提出的是无理要求，却没法反驳他。宋神宗就另派沈括去谈判。

沈括先到枢密院，从档案资料中把过去议定边界的文件都查清楚了，证明那块土地应该是属于宋朝的。他向宋神宗报告了此事，宋神宗听了很高兴，就要沈括画成地图送给萧禧看，萧禧这才无话可说。

宋神宗又派沈括出使上京（辽朝的京城，在今内蒙古自治区巴林左旗南）。沈括首先收集了许多地理资料，并且叫随从的官员都背熟。到了上京，辽朝派宰相杨益戒跟沈括谈判边界问题，辽方提出的问题，沈括和官员们都对答如流，有凭有据。杨益戒一看没有空子好钻，就板起脸来蛮横地说：“你们连这点土地都斤斤计较，难道想跟我们断绝友好关系吗？”

沈括理直气壮地说：“你们背弃过去的盟约，想用武力来胁迫我们。真要闹翻了，我看你们也得不到便宜。”

辽朝官员说不服沈括，又怕闹僵了，对自己没好处，只好放弃了无理要求。

沈括带着随员从辽朝回来，一路上，每经过一个地方，就把那里的大山河流和险要关口画成地图，还把当地的风俗人情，调查得清清楚楚。回到东京以后，他把这些资料整理起来，献给宋神宗。宋神宗很高兴，拜他为翰林学士。

沈括为了维护宋朝边境的安全，十分重视地形勘察。有一次，宋神宗派他到定州（今河北定县）去巡视。他假装在那里打猎，花了二十多天时间，详细考察了定州边境的地形，还用木屑和融化的蜡捏制成一个立体地图模型。回到定州后，沈括要木工用木板根据他的模型，雕刻出木制的模型，献给宋神宗。这种立体地图模型自然比绘制在纸上的地图更清楚。

宋神宗对沈括画的地图和制作的地图模型很感兴趣。第二年，就叫沈括编制一份全国地图。但是不久，沈括受人诬告，被朝廷贬谪到随州（今湖北随县）了。在那里，环境虽然很艰苦，但是他坚持绘制没有画完的地图，后来，他换了几个地方的官职，也是一面考察地理，一面修订地图，坚持了十二年，终于完成了当时最准确的一本全国地图—《天下州县图》。

沈括是研究兴趣非常广泛的科学家。他在天文、历法、音乐、医药、数学等方面都十分精通。为了观察北极星的位置，他一连三个月，每天夜里用浑天仪观察，终于计算出北极星的正确位置。他晚年闲居在润州（今江苏镇江）的梦溪园，就把自己一生研究的成果记载下来，写了一本著作《梦溪笔谈》。这本书除了记载他自己研究的成果外，还记录了当时劳动人民的许多创造发明，如毕昇的活字印刷术等。这部我国古代科学技术史上的重要文献，被誉为“中国科学史上的坐标”，沈括也成为我国古代杰出的科学家。