沈括

沈括簡介：沈括（公元1031～1095年），字存中，號夢溪丈人，北宋浙江杭州錢塘縣（今浙江杭州）人，漢族。北宋科學傢、政治傢。仁宗嘉佑進士，後任翰林學士。晚年在鎮江夢溪園撰寫瞭《夢溪筆談》。我國歷史上最卓越的科學傢之一。精通天文、數學、物理學、化學、地質學、氣象學、地理學、農學和醫學、工程師、外交傢。

排擠蘇軾

在以立德、立言、立功為"三不朽"的傳統中國，產生科學傢很難。不過宋代卻出現瞭一位百科全書式的科學傢，他是地理學傢、物理學傢、數學傢、化學傢、醫學傢、天文學傢，還是水利專傢、兵器專傢、軍事傢，寫下瞭科學經典《夢溪筆談》。他就是沈括。

然而，在諸多偉大稱譽之外，沈括還是一個檢舉揭發的"高手"，幹過文字獄的勾當。沈括的理性求實精神，到瞭政治生活中卻消失瞭。他政治嗅覺異常靈敏，善於在別人的詩文中嗅出異味，捕風捉影，"上綱上線"。沈括檢舉揭發的對象中有中國文學的巔峰人物——蘇軾。南宋初王銍《元祐補錄》記載瞭沈括的這一事跡。

沈括生於1031年，大蘇軾五歲，卻晚他六年中進士。中國科學與人文的兩位大師很有緣分，在"皇傢圖書館"做過同事。1065年，蘇軾進入史館，而沈括在前一年調入昭文館工作。北宋沿唐制，以史館、昭文館、集賢院為三館，通名崇文院。

短暫的同事經歷後，蘇軾於1066年父喪後回鄉兩年多，等他再返回東京，就與沈括走上瞭不同的政治道路。1069年（宋神宗熙寧二年），王安石被任命做宰相，進行瞭激進的改革。沈括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。蘇軾卻與改革總設計師王安石意見相左，他與"保守黨"領袖司馬光一起，組成著名的反對派。

由於獲得瞭皇上的信任，王安石的改革自是無人能擋。1071年，作為反對派代表，蘇軾下放到瞭杭州擔任"二把手"的通判一職。當時，他已成瞭最著名的青年作傢，連皇上的奶奶都是他的"粉絲"。其間，沈括作為"中央督察"，到杭州檢查浙江農田水利建設。臨行前，宋神宗告訴沈括："蘇軾通判杭州，卿其善遇之。"

到瞭杭州，雖然政見不同，詩人蘇軾還是把沈括當老同事、好朋友。年長的沈括表面上也該相當和善吧，"與軾論舊"，把蘇軾的新作抄錄瞭一通。但回到首都，他立即用附箋的方式，把認為是誹謗的詩句一一加以詳細的"註釋"，"發現"、"發明"這些詩句如何居心叵測，反對"改革"，諷刺皇上等等，然後交給瞭最高領袖。

不久，蘇軾因為在詩文中"愚弄朝廷"、"無君臣之義"而入獄，險些喪命。例如蘇軾歌詠檜樹的兩句："根到九泉無曲處，世間唯有蜇龍知"———"皇帝如飛龍在天，蘇軾卻要向九泉之下尋蜇龍，不臣莫過於此！"這就是文字獄歷史上著名的"烏臺詩案"，牽連蘇軾三十多位親友，涉及他一百多首詩詞。

當然，沈括不是蘇軾入獄的主謀，主謀是王安石手下的李定、舒亶、何正臣、李宜等四人。但他是始作俑者，"烏臺詩案"正是以沈括上呈的那些"發現"為基礎的，"其後李定舒亶論軾詩置獄，實本於括。"

沈括為何要陷害蘇軾呢？按照餘秋雨的說法，"這大概與皇帝在沈括面前說過蘇東坡的好話有關，沈括心中產生瞭一種默默的對比，不想讓蘇東坡的文化地位高於自己。另一種可能是他深知王安石與蘇東坡政見不同，他投註投到瞭王安石一邊。"

嫉妒一般隻在差距不大的人中發生。按照沈括在當時的文名，與蘇軾22歲中進士，令文壇領袖歐陽修稱"當避其一頭地"，根本沒有可比基礎，"嫉妒說"根據不足。"政見不同說"也不盡是，政治觀點不同，人們還是可以君子式地互相爭論，未必就要置人於死地。

筆者理解，沈括的政治選擇確實決定瞭他與蘇軾的對立，但是，他陷害蘇軾卻是由於道德操守不夠，進入政治漩渦後，隨波逐流、耳濡目染的結果。很不幸，王安石改革大旗一揮，從者卻多為李定、舒亶、何正臣、李宜等不講"費厄潑賴"精神的投機政客，也是官場大醬缸中無所不為的高手。他們對不同政見者不擇手段；但是，風向轉的時候，對於自己的戰友也同樣殘酷。

九百多年前王安石領導的改革，想一舉改天換地，挽救宋朝。隻可惜，這劑革命的藥太猛，還把沈括這樣的人裹挾進去，制造瞭文字獄(烏臺詩案）的惡劣案例。而後，這樣的惡的智慧和傳統到瞭明清兩朝被發揚光大。做過和尚的朱元璋對諸如僧、光、亮、禿之類的詞語很是忌諱，常州府學訓導蔣鎮作《正旦賀表》中有"睿性生智"一句，因"生"與"僧"同，被斬。到瞭滿清，一句"清風不識字，何故亂翻書"，詩人丟瞭性命。

中國皇權專制在北宋畢竟還算寬松，如果在明清，蘇軾早就沒命瞭。結果，蘇軾在監獄中被關押130天，被下放到湖北黃岡任團練副使。在那裡，歷經囹圄、死裡逃生的蘇軾取號為東坡居士，蟬蛹脫繭，寫出瞭中國文學史上不朽作品赤壁三詠，即《念奴嬌·赤壁懷古》、《赤壁賦》、《後赤壁賦》。沈括很幸運，他也算這些偉大作品的間接的"助產士"。

唯物主義者

沈括具有樸素的唯物主義思想和發展變化的觀點。他認為"天地之變，寒暑風雨，水旱螟蝗，率皆有法"，並指出，"陽順陰逆之理，皆有所從來，得之自然，非意之所配也。"就是說，自然界事物的變化都是有規律的，而且這些規律是客觀存在的，是不依人們的意志為轉移的。他還認為事物的變化規律有正常變化和異常變化，不能拘泥於固定不變的規則。正是這些比較正確的思想觀點，促使他取得瞭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，對科學的發展產生瞭很大的影響。

唯物主義的思想傾向，還表現在沈括十分重視勞動群眾的實踐經驗和發明創造上，他不斷地從勞動人民那時汲取智慧和力量。他曾說："至於技巧器械，大小尺寸，黑黃蒼赤，豈能盡出於聖人！百工、群有司、市井田野之人，莫不預焉"。為瞭探求醫藥知識，他"所至之處，莫不詢究，或醫師，或是巷，或小人，以至士大夫之傢，山林隱者，無不求訪"。在《夢溪筆談》中，他以敬佩的態度記載瞭宋朝勞動人民在科學技術上的許多卓越貢獻。例如佈衣畢升發明活字印刷術，民間匠師喻皓的建築成就和編著的《木經》，河工高超創造的合龍堵口的先進方法，平民天文數學傢衛樸修歷的事跡，以及河北工作煉鋼、福建農民種茶等許多無名英雄在生產鬥爭中取得的寶貴經驗，等等。正是由於沈括的詳細記述，才使得不少作出貢獻的勞動人民的業績得以保存流傳下來。

唯物主義的思想傾向，決定瞭沈括對於自然現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誇的壞習慣。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象的記載，非常細致貼切而生動形象，使人們仿佛親臨現場。

沈括能夠用發展變化的觀點研究客觀事物，得出正確的結論。他在論述有關數學、氣象、醫藥等許多問題的時候，多次強調要因地因時制宜。例如古代規定二月和八月是采藥的季節，是沈括指出，草藥生長由於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。

沈括對一些自然現象並不停留在表面的觀察上，他還努力探求它的科學道理，提出對事物發展變化規律性的解釋。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。為瞭弄清陽燧（凹面鏡）成像的道理，他觀察空中飛鳥的影子情況，並親自移動自己的手，來比較成像的區別，終於作出瞭比較正確的解釋。這些都是他在科學事業上能夠獲得成功的重要原因。

軼事典故

"人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開"，（白居易《大林寺桃花》）當讀到這句詩時，沈括的眉頭凝成瞭一個結，"為什麼我們這裡花都開敗瞭，山上的桃花才開始盛開呢？"，為瞭解開這個謎團，沈括約瞭幾個小夥伴上山實地考察一番，四月的山上，乍暖還寒，涼風襲來，凍得人瑟瑟發抖，沈括茅塞頓開，原來山上的溫度比山下要低很多，因此花季才來得比山下來得晚呀。憑借著這種求索精神和實證方法，長大以後的沈括寫出瞭《夢溪筆談》。

沈括看問題很精細，常有自己獨特精辟的見解。比如，在開封的相國寺裡有一幅壁畫，畫著一個管弦樂隊在演奏。有人看瞭以後，說畫傢畫錯瞭：當管樂演奏者在吹"四"字音的時候，那個彈琵琶的居然與大傢不合調，手指不是在撥"四"字音所在的上弦，卻是在掩著下弦。沈括看瞭後卻認為畫傢很高明，深知音樂。他說：弦樂跟管樂不同。演奏管樂時，手指頭按在什麼音，就發出什麼音，是同時的。演奏琵琶則不同，隻有當手指撥弦之後，才會發音，動作是早於聲音。正因為這樣，當管樂演奏者在吹"四"字音的時候，彈琵琶的人的手指看上去不在彈"四"字音。

朱彧在《萍洲可談》的記載，沈括前後有二任妻子，第二任是淮南轉張芻之女，張氏驕蠻兇悍，平時常虐待沈括，將胡須連皮帶肉扯將下來，兒女們抱頭痛哭，跪求張氏息怒；又驅逐元配之子，年年狀告其父子。但是張氏去世後，沈括竟鬱鬱寡歡，過揚子江時，一度跳水尋短，並於隔年去世。

主要成就

興修水利

沈括十分重視發展農業生產和。早在他青年時期任沭陽縣主簿的時候，就主持瞭治理沭水的工程，組織幾萬民工，修築渠堰不僅解除瞭當地人民的水災威脅，而且還開墾出良田七千頃，改變瞭沭陽的面貌，那時他隻有24歲。在任寧國縣令的時候，他倡導並且主持在今安徽蕪湖地區修築萬春圩，開辟出能排能灌、旱澇保收的良田一千二百七十頃，同時還寫瞭《圩田五說》、《萬春圩圖書》等關於圩田方面的著作。熙寧五年（公元1072年），沈括主持瞭汴河的水利建設。為瞭治理汴河，沈括親自測量瞭汴河下遊從開封到泗州淮河岸共八百四十多裡河段的地勢。他采用"分層築堰法"，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，分層築成臺階形的堤堰，引水灌註入內，然後逐級測量各段水面，累計各段方面的差，總和就是開封和泗州間"地勢高下之實"。僅僅四五年時間裡，就取得引水淤田一萬七千多頃的成績。在對地勢高度計算時，其單位竟細到瞭寸分，沈括的治水態度是極其嚴肅認真的。

發現石油

有一次，沈括在書中讀到"高奴縣有洧水，可燃"這句話，覺得很奇怪，他決定進行實地考察。考察中，沈括發現瞭一種褐色液體，當地人叫它"石漆"、"石脂"，用它燒火做飯，點燈和取暖。沈括弄清楚這種液體的性質和用途，給它取瞭一個新名字，叫石油。並動員老百姓推廣使用，從而減少砍伐樹木。沈括在其著作《夢溪筆記》中寫道："鄜、延境內有石油……頗似淳漆，燃之如麻，但煙甚濃，所沾幄幕甚黑……此物後必大行於世，自餘始為之。蓋石油至多，生於地中無窮，不若松木有時而竭。"沈括發現瞭石油，並且預言"此物後必大行於世"，是非常難得的。沈括發明的"石油"這個名詞便一直沿用到今天。

膽水煉銅

沈括生於宋明道元年（1031年）的一個官宦傢庭，他的父親沈周當過福建泉州、河南開封、江蘇南京、四川成都的知府，使得沈括有機會隨父親走過全國許多地方，見識比限於一地一市的讀書人要開闊得多。他讀的也是四書五經，但他有與眾不同之處，就是每到一地，很關註當地與自然科學相關的新鮮事，用現代的話來說就是很註重勞動人民的創造。在沈括紀念館裡，可以看到這樣一則記載：他隨父親居住在福建泉州時，就聽說江西鉛山縣有一泓泉水不是甜的，而是苦的，當地村民將苦泉放在鍋中煎熬，苦泉熬幹後就得到瞭黃燦燦的銅。他對這一傳說很感興趣，於是就不遠千裡來到鉛山縣，看到瞭村民""的過程，並在《夢溪筆談》中記錄下來。這是我國有關""的最早記載，歷史的發展證明他的記載是正確而可靠的。在鉛山縣有幾道溪水不是清的，而是呈青綠色，味道是苦的，當地村民稱為"膽水"，"膽水"就是硫酸銅溶液。村民將"膽水"放在鐵鍋中煎熬，就生成瞭"膽礬"。"膽礬"就是硫酸銅，硫酸銅在鐵鍋中煎熬，與鐵產生瞭化學反應，就析出瞭銅。

繪制地圖

在長達三十餘年的官宦生涯中，沈括很註重考察祖國的山河特點，形成瞭他的地理學說。他考察瞭浙江的雁蕩山並提出雁蕩山的凌空巨石是雨水千百年沖刷的結果，他考察瞭黃河三角洲並提出三角洲是黃河泥沙堆積而成的。他還有一大創造，就是用"飛鳥圖"繪制瞭"大宋天下郡守圖"，使得北宋的地圖越來越精確。在宋代，由於測繪技術的局限，用的是"循路步之"法，也就是沿路步行丈量，用步行得出的數據，由於道路彎彎曲曲，山川高低錯落，用"循路步之"法繪制的地圖與實況有很大的誤差，圖上差之一厘，實地就差之千米。他采用"飛鳥圖" 也就是"取鳥飛之數"，用的是飛鳥直達的距離，有點像航空拍攝，使得地圖的精確度大為提高。他的地理學說與《大宋天下郡守地圖》在與遼國的邊界談判中發揮瞭重要作用。北宋與遼國之間戰爭不斷，簽訂《澶淵之盟》後雙方罷兵休戰。遼國垂涎中原地區的繁華，仗著驍勇的騎兵，不斷提出領土要求。宋熙寧八年（1075年），遼國派大臣蕭禧來到東京，要求重新劃定邊界，他提出的邊界是山西北部的黃嵬山，黃嵬山以北為遼國所有，以南為大宋朝所有，大宋朝如同意他的要求，等於將遼國的領土向南推進瞭三十多裡。黃嵬山是一座默默無聞、名不見經傳的山脈，北宋大臣沒人知道，朝廷上上下下亂作一團。這時，朝廷想起瞭熟識地理的沈括，命他出任談判特使，要他既不能輕開戰釁，也不能向敵示弱而接受無理要求。沈括他所恃的武器就是他的地理學說與《天下郡守圖》。他向蕭禧指出，兩國按《澶淵之盟》劃分邊界，邊界是白溝河，白溝河以北為遼國領土，以南為大宋領土，而黃嵬山在白溝河以南，是大宋的領土，而不是遼國的領土。蕭禧沒有一張自己的地圖，更不知道黃嵬山的準確方位，在地圖面前，他感到理虧三分，氣焰不知不覺地矮瞭一截，爭論瞭幾天後，雙方無功而返，但沒有將爭論推向極端。不久，沈括又受命出使遼國，在遼國首都上京再談兩國邊界，這時遼國的談判代表升瞭級，改成瞭遼國宰相楊益戒。在談判時，沈括再次提出以《澶淵之盟》為基礎，以《天下郡守圖》為依據，有理有節，寸步不讓，而遼國宰相找不到重劃邊界的理由。這時，沈括又出示宋朝的木制地形模型，這使得遼國宰相大為驚奇，深感宋朝有奇才能人。沈括終於使得遼國放棄瞭對宋朝的領土要求，他以一位外交傢與地圖學傢，運用智慧捍衛瞭宋朝的尊嚴，把祖國的領土奪瞭回來。

天文方面

沈括還是一個天文學傢。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，在任職期間，他先後罷免瞭六名舊歷官，不計出身，破格推薦精通天文歷算、出身平民的淮南人衛樸進入司天監，主持修訂新歷的重要工作。沈括和衛樸治學態度認真，對舊歷官憑借演算湊數的修歷方法非常不滿，主張從觀測天象入手，以實測結果作為修訂歷法的根據。為此，沈括首先研究並改革瞭渾儀、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。經過歷代的發展的演變，到宋朝，渾儀的結構已經變得十分復雜，三重圓環，相互交錯，使用起來很不方便。為此，沈括對渾儀作瞭比較多的改革。他一方面取消瞭作用不大的白道環，把儀器簡化、分工，再借用數學工具把他們之間的關系聯系起來（"省去月道環，其侯月之出入，專以歷法步之"）；另一方面又提出改變一些環的位置，使它們不擋住觀測視線。沈括的這些改革措施為儀器的發展開辟瞭新的途徑。後來元朝郭守敬於元世祖至元十三年（公元1276年）創制的新式測天儀器——簡儀，就是在這個基礎上產生的。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，每一容器下側都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器沒有孔，裡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。沈括對漏壺也進行瞭改革。他把曲筒銅漏管改做直頸玉嘴，並且把它的位置移到壺體下部。這樣流水更加通暢，壺嘴也堅固耐用多瞭。此外，沈括還制造瞭測日影的圭表，而且改進瞭測影方法。沈括在《渾儀議》、《浮漏議》和《景表議》等三篇論文中介紹瞭他的研究成果，詳細說明改革儀器的原理，闡發瞭自己的天文學見解，這在我國天文學史上具有重要的作用。沈括和衛樸的一系列革新活動遭到守舊勢力的攻擊和陷害。在沈括和衛樸的鬥爭下，衛樸主持修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）修成頒行。但是，由於守舊勢力阻撓和破壞，奉元歷隻實行瞭十八年就被廢止瞭。但是沈括並不因此而灰心，在晚年又進一步提出瞭用"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，並且按節氣定月份，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"兩小相並"的情況，不過一年隻有一次。有"兩小相並"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，每年的天數都很整齊，用不著再設閏月，四季節氣都是固定的日期。至於月亮的圓缺，和寒來署往的季節無關，隻要在歷書上註明"朔"、"望"就行瞭。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，也有利於農業活動的安排。他預見到他的這一主張必定會遭到守舊派的"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，八百年後，農民革命政權——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。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。

數理化

《夢溪筆談》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。他對磁學的研究在《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瞭通俗生動的論述。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）的透光原因也做瞭一些比較科學的解釋，推動瞭後來對"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象。沈括還是最早發現地理南北極與地磁場的N，S極並不重合，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。化學成就：在化學方面，沈括在出任延州時候曾經考察研究漉延境內的石油礦藏和用途。他利用石油不容易完全燃燒而生成炭黑的特點，首先創造瞭用石油炭黑代替松木炭黑制造煙墨的工藝。他註意到石油資源豐富，"生於地中無窮"，預料到"此物後必大行於世"，這一遠見已被驗證。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"的記載裡，沈括形狀、潮解、解理和加熱失水等性能的不同區分出幾種晶體，指出它們雖然同名，卻並不是一種東西。他還講到瞭金屬轉化的實例，如用硫酸銅溶液把鐵變成銅的化學現象。他記述的這些鑒定物質的手段，說明當時人們對物質的研究已經突破單純表面現象的觀察，而開始向物質的內部結構探索進軍瞭。數學成就：沈括在從實際計算需要出發，創立瞭"隙積術"和"會圓術"。沈括通過對酒店裡堆起來的酒壇和壘起來的棋子等有空隙的堆體積的研究，提出瞭求它們的總數的正確方法，這就是"隙積術"，也就是二階等差級數的求和方法。沈括的研究，發展瞭自《九章算術》以來的等差級數問題，在我國古代數學史上開辟瞭高階等差級數研究的方向。此外，沈括還從計算田畝出發，考察瞭圓弓形中弧、弦和矢之間的關系，提出瞭我國數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"。這一方法的創立，不僅促進瞭平面幾何學的發展，而且在天文計算中也起瞭重要的作用，並為我國球面三角學的發展作出瞭重要貢獻。

醫學地理

沈括在地學方面反映瞭中國當時地學已經達到瞭先進水平。他正確論述瞭華北平原的形成原因：根據河北太行山山崖間有螺蚌殼和卵形礫石的帶狀分佈，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，觀察瞭雁蕩山諸峰的地貌特點，分析瞭它們的成因，明確地指出這是由於水流侵蝕作用的結果。他還聯系西北黃土地區的地貌特點，做瞭類似的解釋。他還觀察研究瞭從地下發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，並且根據化石推論瞭古代的自然環境。這些都表現瞭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·芬奇對化石的性質開始有所論述，卻仍比沈括晚瞭四百多年。沈括視察河北邊防的時候，曾經把所考察的山川、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》。他查閱瞭大量檔案文件和圖書，經過近二十年的堅持不懈的努力，終於完成瞭我國制圖史上的一部巨作——《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（按當時行政區劃，全國分做十八路）。圖幅之大，內容之詳，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，使圖的精度有瞭進一步提高，為中國古代地圖學做出瞭重要貢獻。沈括對醫藥學和生物學在青年時期就對醫學有濃厚興趣，並且致力於醫藥研究，搜集瞭很多驗方，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，並且能夠實際出發，辨別真偽，糾正古書上的錯誤。他曾經提出"五難"新理論；沈括的醫學著作有《沈存中良方》（得稱《良方》）等三種。現存的《蘇沈良方》是後人把蘇軾的醫藥雜說附入《良方》之內合編而成的，現有多種版本行世。《夢溪筆談》及《補筆談》中，都有涉獵醫學，如提及秋石之制備，論及四十四種藥物之形態、配伍、藥理、制劑、采集、生長環境等。

軍事方面

沈括，不僅在科學上取得瞭成績，而且為保衛北宋的疆土也做出過貢獻。北宋時期，階級矛盾和民族矛盾都十分尖銳。遼和西夏貴族統治者經常侵擾中原地區，擄掠人口牲畜，給社會經濟帶來很大破壞。沈括堅定地站在主戰派一邊，在熙寧七年（公元1074年）擔任河北西路察訪使和軍器監長官期間，他攻讀兵書，精心研究城防、陣法、兵車、兵器、戰略戰術等軍事問題，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。沈括對弓弩甲胄和刀槍等武器的制造也都作過研究，為提高兵器和裝備的質量做出瞭一定貢獻。

評價

在北宋那個崇文讀經、吟詩填詞的主流時代，理科被視為末學，甚至被譏為旁門左道。在這樣的背景下，沈括（1031—1095）卻是個文化、科技通人，一生從事的研究領域極為宏闊。《宋史》評價他說："博學善文，於天文、方志、律歷、音樂、醫藥、卜算無所不通，皆有所論著。"

沈括在官場的蹭蹬和學術上的成就， 幾乎都可以從他的性格中找到解釋。他這人好學，喜歡研究各種新奇東西，幹活兒好動腦子，所以，在做主管治河、天文工作的技術官員時，在做依靠地理學知識的外交談判使節時，也能不辱使命。但他缺少殺伐決斷的實際軍政才能，所以在做邊境軍政"一把手"時難免失敗。在政治活動中，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的，在王安石當政時，沈括曾是他變法的支持者。但在王安石第一次下野後，沈括又曾上書反對過王安石的一些法令，導致王安石復出後，罵沈括是"小人"。這樣，沈括成瞭在新舊兩派都討不到好處的人物。他和蘇軾的關系也不好，很可能是出自某種"文人相輕"的心態，也許他認為蘇軾所擅長的詩詞文賦、書法文墨之類的東西算不上什麼，總之，不知出於什麼動機，他參與到瞭迫害蘇軾的"烏臺詩案"中，羅織罪名、攻擊蘇軾，這又令後世一大批蘇軾的擁躉，對沈括的政治人品大加撻伐。

但他最大的長處是好學，而且沒有任何知識視野上的偏狹，他不像當時主流士大夫那樣，輕視在社會底層工作的工匠、水手，所以，記錄下瞭佈衣畢升發明的活字印刷術和水手們航海用的指南針，中國"四大發明"中的兩大發明是靠沈括的記錄而揚名於世的。對於延安老百姓使用的石油，他不僅記錄，而且還親自動手做實驗，用石油制做墨錠。從這方面來，他至少是位實驗科學傢。與蘇軾、朱熹這些大文人不同，他對於數學有著出奇的興趣，所以在數學上做出瞭傑出的貢獻。平心而論，論治學的淵博程度以及對人民實際物質生活的貢獻來講，沈括比蘇軾、朱熹之輩強多瞭，但他在中國文化史上的名氣卻沒有這兩位大，隻能說明古代中國是多麼缺少科學的傳統。

紹聖元年（1094年），65歲的沈括竟真的追隨亡妻而去。臨死前，沈括交代長子沈博毅及次子沈清直將他的遺體歸葬在故鄉浙江杭州錢塘的龍居裡。

沈括作為官吏是失敗的，為人也是失敗的，但作為科學傢卻是成功的，也正因這種成功，使我們對這位有著瑕疵的古代科學傢仍然懷有一種崇敬之情。

英國科學史傢李約瑟評價沈括"中國科學史上的坐標"和"中國科技史上的的裡程碑"。

人物生平

早年經歷

宋仁宗天聖九年（1031年），沈括出生於浙江錢塘（今杭州市）沈氏傢族，祖父沈曾慶曾任大理寺丞，父親沈周、伯父沈同均為進士。沈括自幼勤奮好學，十四歲就讀完瞭傢裡的藏書，並隨父親宦遊州縣，到過泉州、潤州、簡州和汴京等地，接觸社會，增長見識，表現出對大自然的強烈興趣和敏銳觀察力。

沈括自幼體弱，加上讀書十分用功，經常需要服食中藥調理。錢塘沈氏在醫藥學頗有建樹，有傢傳藥學書籍《博濟方》，受傢庭影響，沈括也從搜集醫方開始鉆研醫學。

皇祐二年（1050年），沈周知明州（寧波），沈括借居蘇州母舅傢，從舅舅許洞的著作與藏書中得益甚多，開始對軍事產生強烈的興趣。

步入仕途

皇祐三年（1051年），父親沈周去世；至和元年（1054年），沈括以父蔭入仕，任海州沭陽縣主簿，遂治理沭水，開發農田，頗有政績。工程結束後，沈括辭去職務，來到哥哥沈披在任的寧國縣，準備科舉考試。嘉祐六年（1061年），沈披主持蕪湖萬春圩工程，沈括有治水經驗，遂獻計獻策並作瞭詳細記錄。

嘉祐八年（1063年），沈括進士及第，因排名在前六名之外，按制守選。次年，沈括守選期滿，授揚州司理參軍，負責一州刑獄。

治平二年（1065年），經淮南路轉運使張蒭推薦，沈括被調入京師，編校昭文館書籍，參與詳訂渾天儀，並在閑暇研究天文歷法之學。熙寧元年（1068年），沈括升任館閣校勘，有機會接觸皇傢藏書，進一步充實自己的學識。八月，母親病逝，沈括辭官護送靈柩回錢塘。

參與變法

熙寧四年（1071年），沈括守喪期滿，進京述職，得到神宗和王安石的器重，被任為檢正中書刑房公事。

熙寧五年（1072年），沈括奉命主持汴河疏浚工程，七月，加官史館檢討。按照慣例，皇帝每三年要到圜丘祭祀天地，吏員常借此修建園林、謀取私利。沈括便考察南郊大禮的歷史沿革，撰成《南郊式》 ，被任命掌管郊祀事務。沈括按照新禮儀辦事，所省費用數以萬計，神宗十分滿意。

八月，淮南饑荒，沈括受命巡察，發放常平倉錢糧，疏通河渠，修治荒田，取得明顯成效，升任集賢校理，巡察兩浙農田水利。兩浙水利工程規模浩大，沈括建議出錢雇用饑民興建水利，得到神宗的贊同。九月，沈括升任太子中允、提舉司天監。當時的日官都是些庸碌之人，對天文幾乎全然不知。沈括遂改革機構，改進儀器，召請衛樸修造新歷法，並向全國征集觀測天象的書籍。

十一月，朝廷登記民間車輛，市易司打算填封私井以阻止四川私販井鹽，民議紛紛。沈括進言：民間都是太平車，不利於機動作戰；小鹽井很多，填封私井勢必要加強警戒，得不償失。神宗贊同，次日詔停此二事，擢升沈括為知制誥、兼管通進、銀臺司。

熙寧七年（1074年）八月，沈括調任河北西路察訪使，提舉河北西路義勇、保甲公事。河北西路地處北疆，沈括上任後，將工作重點放在改革軍政和鞏固國防上。次年二月返京後，沈括上疏，提出三十一條整改意見，多數都被神宗肯定與采納。九月，沈括兼任判軍器監，負責兵器的鑄造與儲備。沈括對弓有很深的研究，提出"弓有六善"的觀點，並建議大批制造"神臂弓"。到次年五月，軍器監上報朝廷時，兵器產量提高瞭十幾倍。

熙寧八年（1075年）二月，沈括奉命修訂"九軍戰法"，分九軍為九營，各自為陣，背背相承，面面相向，靈活多變，名之為"邊州陣法"。九月，編撰城壘、軍營等建築的營造法式。

出使遼國

熙寧八年（1075年）三月，宋遼邊界沖突，遼要求以黃嵬山為分界線，宋廷不同意。遼使蕭禧到汴京，指責宋廷談判不誠，拖而不決，留在館舍不肯離去。沈括就到樞密院查閱以前的檔案文件，發現宋遼過去商定的協議是以古長城為界，而黃嵬山在古長城以南，相距有三十裡之遙，遂上表呈報朝廷。神宗賞賜沈括白金一千兩，讓他以回謝使的身份。

四月中旬，沈括從汴京出發時，預先找出相關書信檔案數十件，讓幕僚和吏員背熟。契丹宰相楊益戒每有問題提出，沈括就讓手下吏員列舉檔案條文作答。談判先後進行六次，楊益戒無言可對，就威脅說，以數裡之地、絕兩國之好，不利於和平。沈括以國之道義、民之根本為理由，申明寸土不讓。在沈括一行力爭下，遼廷最終有所退讓，緊張的宋遼關系得以暫時緩解。

七月，沈括起程回國，據沿途地理形勢、風俗民情畫撰為《使契丹圖抄》，獻給朝廷。因出使有功，沈括被提拔為淮南、兩浙災傷州軍體量安撫使；十月，權發遣三司使。次年十月，拜為翰林學士、權三司使。

彈劾被貶

熙寧九年（1076年）十月，王安石罷相，吳充繼任同中書門下平章事。沈括到丞相府匯報政務，吳充問及免役法，沈括建議減免窮人的役錢，吳充贊同並上疏匯報給神宗。十一月，沈括再次上書要求減免下戶役錢，並建議朝廷將舊有的差役法和現行的免役法有機結合起來，實行"差雇並行"。沈括的這個觀點是在王安石罷相後才提出的，對免役法的態度前後出現瞭微妙的變化，這就給反對他的人提供瞭口實。

熙寧十年（1077年），侍禦史蔡確以依附大臣（吳充）、越權言事（免役法歸司農寺負責）、前後態度不一等理由彈劾沈括。七月，沈括被罷去三司使、翰林學士，貶為起居舍人、集賢院學士、知宣州。

元豐元年（1078年），神宗打算起用沈括為知制誥、知潭州，蔡確再次上書，指責沈括"反復無常、附會大臣，被貶不足一年，不宜擢升"，詔命被撤回。元豐二年（1079年）七月，沈括復職龍圖閣待制、知審官院。

戍守西夏

元豐三年（1080年），沈括改知延州，兼任鄜延路經略安撫使，抵禦西夏。到瞭延州，沈括以朝廷所賜之錢買酒，召集邊民子弟開展騎馬射箭活動，並親自給優勝者敬酒祝賀，邊境百姓群情踴躍。活動持續瞭一年，沈括從中選拔出精銳之士，充實到邊防部隊，延州軍隊的聲威遠超其他州府。

元豐四年（1081年）十月，蕃部數萬人進攻邊關要塞順寧寨，沈括派少將景思誼、屈理帶三千兵馬進攻蕃軍；接著命前鋒李達領千人出擊，攜帶十萬人的軍糧，宣稱鄜延路總帥沈括將親自率軍督戰。蕃兵不知虛實，軍心渙散。宋軍乘勢進攻，攻下磨崖寨，得男女萬人，牛羊三萬。

十一月，奉命西討的河東兵十二將率軍東還，經過鄜延，沈括抓住時機，命部將在綏德城炫耀武力，聲稱宋廷已任命沈括兼領河東十二將的兵力，不日即興兵西討。駐守的西夏軍聞訊前來打探，果見大隊人馬聚集，聲勢浩大，信以為真，連夜棄城而逃。沈括兵不血刃的拿下瞭浮圖、吳堡、義合。

元豐五年（1082年）二月，沈括以"守安疆界、就副邊事有勞"，升為龍圖閣學士。四月，西夏打算以金湯城為據點，招兵買馬，攻打鄜延。沈括采取聲東擊西的戰術，派副總管曲珍率軍兩萬進軍東川，揚言要去攻打葭蘆，吸引西夏兵力佈防，趁機攻下金湯。接著，沈括又用同樣的策略攻下瞭葭蘆。

兵敗永樂

元豐五年（1082年）五月，沈括與副使種諤奉詔條陳制夏方略，提出進取橫山以築城、以地理優勢直接威脅西夏的戰略主張，宋廷派給事中徐禧前往鄜延路節制軍事，共同申議。七月，沈括建議築城石堡、種諤提議銀州、徐禧主張永樂埭，終定為永樂城。八月，神宗降詔徐禧總領築城事宜，命沈括將帥府移到邊界，以接濟軍用物資和救援。十四日後築成，徐禧令景思誼領四千人鎮守，率餘部返回米脂。

九月九日，西夏出兵三十萬攻永樂城，曲珍忙報知徐禧，徐禧統兵兩萬五千往援，令沈括留守米脂。由於兵力相差懸殊，宋軍失利，夏軍乘勝圍城，截斷水源，永樂城危在旦夕。沈括率兵一萬前去支援，被夏軍阻在永定河岸；又羌兵八萬襲擊綏德，沈括權衡利弊，決定舍永樂而保綏德。種諤因反對築永樂城遭徐禧排擠，心懷舊恨，遂以守延州為名拒絕出兵解圍。九月二十日，永樂城失陷，徐禧、李稷、高永能、李舜舉等殉國，折官兩百三十人，損兵一萬兩千有餘（永樂城之戰），謀取橫山的計劃宣告失敗。

沈括作為一路帥臣，在明知永樂城"路險而遠、不利協防與救助；且地理位置險要，敵軍必爭"的情況下，不堅持己見，而選擇迎合徐禧，對永樂城之敗有不可推卸的責任。

歸隱夢溪

元豐五年（1082年）十月十七日，宋廷以沈括"議築永樂城，敵至卻應對失當"為由，貶為筠州團練副使，隨州安置。沈括到隨州後，寓居於法雲禪寺，無親無故，且行動受到很大限制。隨州的三年是沈括一生中最憂傷、灰暗的時期，他開始重新審視自己的政治生涯，甚至對從政萌生出一絲"悔意"。

元豐八年（1085年）三月，神宗駕崩，太子趙煦繼位，是為宋哲宗，大赦天下。沈括也得以內遷，改任秀州團練副使，本州安置、不得簽書本州公事。秀州地處江南，毗鄰故鄉杭州，沈括的心情得以從頹廢中好轉起來，遂專心於學問，開始整理熙寧九年奉旨編繪的《天下郡縣圖》。

元祐三年（1088年）八月，沈括編訂完成《天下郡縣圖》，被特許到汴京進呈。哲宗賜絹百匹，準許沈括在秀州境內自由行動。

元祐四年（1089年）九月，沈括改任朝散郎、守光祿少卿、分司南京，準於外州居住。接到詔命後，沈括就舉傢搬遷至早年在潤州購置的夢溪園，在此隱居，創作《夢溪筆談》。

紹聖二年（1095年），沈括因病辭世，享年六十五歲。

紀念物

故居

鎮江市區夢溪園，是北宋時期科學傢沈括晚年居住的地方。夢溪園原有面積約十畝左右，園裡有岸老堂、蕭蕭堂、殼軒、深齋、遠亭、蒼峽亭等建築，還有一條溪水流經園內。夢溪園是原夢溪園的一部分，於1985年恢復，占地2畝，計2幢建築。前幢為清代修建的硬山頂平瓦房，坐東朝西，當中設正門入園，門上方嵌有茅以升題寫的"夢溪園"大理石橫額。後幢為清式廳房，坐北朝南，內有沈括雕像和文字圖片、模型、實物，展現瞭沈括在天文、地理、數學、化學、物理、生物、地質、醫學等方面的科研成就。

行星

1979年7月1日為瞭紀念他，中國科學院紫金山天文臺將該臺在1964年發現的一顆小2027命名為沈括。