沈括(1031—1095),字存中,浙江钱塘(今杭州市)人。北宋天圣九年,出生于一个下层官吏的家庭,家境并不富裕,沈括常自谓“出自寒门”。母徐氏,是苏州吴县人,知书达礼,谙通文墨;父沈周,为官清正,不主张严刑苛法,到泉州任职时,沈括随往。
皇佑三年(1051),沈周病殁,按宋朝职官死后荫子的制度,沈括守父丧到至和元年(1054)。他24岁出任冰阳主簿。此时,冰水为患,河道淤塞,漫淹成泽,灾害频仍,许多田地“熟不长粮,荒不长草”,人民生活十分困苦,而当时的冰阳县令,不管人民生计,反而横征暴敛,曾激起农民反抗事件。上司为平息民愤,调走了这一县令,授命沈括代行县令,治理冰阳。由于他深入下层,体察民情,顺乎民意,撤销了百姓反对的无理禁约,“择可为而后为”,“专心致意,毕力于其事”。率民开“百渠九堰,得上田七干顷”,一度克服了冰河下游的连年水患,促进了农业的发展,缓解了当时当地的社会矛盾。他这种勤政务实精神,赢得广大人民的爱戴。嘉佑年间,沈括考取进士,开始了上层的官宦生涯。神宗时累官至太子中允,翰林院学士,终为光禄寺少卿。 沈括的一生,可以概括为从政和科学研究两个方面,兹举其要点:熙宁三年(1070),他参加了王安石变法,并且是改革派的中坚人物;熙宁八年(1075),他出使辽国,“正驳斥辽国无理争地要求,维护了宋室主权;继而镇守延州(今陕西延安),加强武备,设防边睡,有效地抵御西夏。他一向重视兴修水利、监制兵器、管理财政等,希望促进国家强盛。沈括在从政的同时,一生重视科学研究和科学发明的记载。他所进行的科研,堪称广博,诸如观测天象,绘制浑仪景表,补修《奉元历》(类似今天的阳历);在数学方面,创立“隙积术”和“会圆术”;在物理学方面,他发现地磁偏角的存在,早于欧洲400多年,对共振规律也有研究;在地质学方面,从岩石生物遗迹中推论出冲积平原的形成,还提出石油的命名。此外,又钻研药用植物与医术。他平生著述颇多,著名的传世之作有《梦溪笔谈》、《长兴集》、《苏沈良方》等。在《资治通鉴长编》中,尚有一部分他所撰写的《乙卯入国奏请》、《入国别录》等资政史料。 元丰五年(1082),因徐禧失陷永乐城,沈括连累受贬,居润州,筑梦溪园(今镇江东郊),潜心著述,至绍圣元年复官爵,次年(1095)辞世,终年65岁。 一、沈括的生平 沈抬(1031~1095)是我国北宋时期杰出的科学家。1031年,他生于浙江杭州的一个封建官僚家庭。1051年冬,沈括的父亲去世了,根据朝廷的规定“承袭父荫”他当上了江苏海州沐阳县主簿(县令的助手)。几年后,因兴修水利有功,1055年调任代理东海县令。1061年任安微宁国县令。1064年考中进土。1066年入京(开封),在国家的昭文馆做编校书籍工作。这里珍藏着许多民间难以看到的书籍,他利用工作上的便利条件,夜以继日地刻苦读书,几年时间便使他的学识又得到进一步充实。直到1074年,他在京都历任司天监、军器监、翰林院学士等职,他思想进步,积极参与王安石变法运动。1085年由于政事倾轧,离京到秀州(今浙江嘉兴)人事《天下州县图》编绘工作。1087年完稿后,又迁润州(今江苏镇江),那时他已是58岁了,在那儿买了一座园子,据说和他年青时梦见的地方相似,因而起名为“梦溪园”。在这座园中,他用晚年的全部精力完成了中国科学史上划时的科学巨等《梦溪笔谈》。 《梦溪笔谈》共三十卷,包括《补笔谈》三卷和《续笔谈》一卷。该书是一部包罗万象的百科全书式的著作。内容涉及天文、历法、气象、地质、数学、物理等等。沈括在64岁那年,他的《梦溪笔谈》正进入最后修改定稿阶段,他的妻子不幸去世,他自己也病魔缠身,身体一天不如一天。终于在1095年的一天。这位我国科技史上最卓越的科学家与世长辞。 二、沈括的学习与研究方法 沈括在他小时,就勤奋好学,喜欢读书,遇到问题肯动脑筋,自幼就养成了实事求是,遵重科学的好品格,在他童年曾随做官的父亲先后游览了四川、福建、河南和江苏等许多地方,这使他大开眼界,从中获得许多知识,沈括在科学研究上的最大特点是:除了他的知识渊博外,他注重汇集平生见闻。强调调查研究,重视观察实践,亲自参加科学实验。因此,为我们留下了内容丰富而珍贵的科学巨著《梦溪笔谈》。 三、沈括在物理的方面的主要贡献 电磁学方面:(1)最早记载了人工磁化的一种简便方法。即“以磁石磨针锋”,造指南针。(2)在历史上第一个指出了地磁场存在磁偏角。即磁针所指“常微偏东,不全南也”。 光学方面:(l)对针孔成像与球面镜成像问题,做了仔细研究。(2)研究过透光镜,即一种特制的铜镜。 声学方面:(1)用纸人显示声音的共振。(2)“虚能纳声”是沈括在声学上的另一个见解。指出:将牛革箭袋(矢服)放在地上当枕头,就能听到数里之内的人马之声。