沈括

沈括(1031-1095)中国北宋科学家、政治家。字存中。杭州钱塘(今浙江杭州)人。仁宗嘉祐进士。神宗时参加王安石变法运动。在数学方面,创立“隙积术”(二阶等差级数的求和法)、“会圆术”(已知圆的直径和弓形的高,求弓形的弦和弧长的方法)。在物理学方面,他发现了地磁偏角的存在,比欧洲早四百多年;曾阐述凹面镜成像的原理及共振的规律等。在地质学方面,他由雁荡等山的地形,认识水的侵蚀作用;从太行山岩石中生物遗迹,推论冲积平原形成的过程。晚年居润州,筑梦溪园,举平生见闻,撰《梦溪笔谈》,是中国古代科技史上的一部杰作。

1.公元1031年,沈括出生于钱塘(今杭州)。父亲是个地方官,一直在外地任职;母亲是一位有文化教养的妇女,她担负着培养教育幼年儿子的义务。沈括从小勤奋好学,在母亲的指导下,读完了家中的藏书,对各门学科都有浓厚的兴趣。

2.少年时代的沈括跟随父亲走过不少地方。壮丽的山水,广阔的田野,一幅又一幅地在他的眼前展开,引发了他对大自然的热爱,波涛汹涌的钱塘江潮,敏捷灵活的四川鸬鹚,锋牙利爪的南海鳄鱼,在沈括的脑海里留下了深刻的印象。

3.丰富的旅游生活不仅使沈括开阔了眼界,也使得他接触了社会,对劳动人民的生产和生活有所了解。自他24岁踏上仕途开始,就注重兴修水利。在担任沭阳县主薄时,亲自考察治理沭水河,最终消除了水患,并开垦了7000多顷良田。

4.1061年,沈括任宁国县令。当时,江南转运使张颙拟修复秦家圩,遭到很多人反对。张颙特派沈括前往考察。沈括在那里进行了实地踏勘,将地势绘画成图,呈报给张颐,竭力主张修复圩田,并提出了施工方案和筑成后保护圩堤的措施。

5.沈括还写成了《圩田五说》,驳斥了社会上对于圩田的各种谬论。阐述了他在水利学方面的真知灼见。如汛期时水势虽大,但圩田周围也可容纳洪水。圩田修复对于洪水的消长,没有大问题。因此不会造成水灾。

6.修复的圩田被宋仁宗赐名为“万春圩”。圩成后的第四年,长江下游又发洪水,江浙等地大受其害,安徽境内也有一千多个圩田遭淹没,只有万春圩屹立无恙,并且屏蔽了附近小圩,使它们幸免于洪灾。

7.可是,万春圩附近,一个由地方官主持敷衍塞责修建成仁百丈圩被洪水冲垮了。圩田的反对派多了一个借口,张颙等人因此遭贬。沈括仍初衷不改,写下了《万春圩图记》。广泛宣传圩田的好处。到南宋时,他那推广圩田的愿望,终于得以实现。

8.1062年,32岁的沈括中了进士第一名。几年后入京,担任昭文馆编校书籍。沈括在昭文馆利用时间和职务之便,阅读了大量馆藏书籍,尤其深入钻研了与农业生产密切相关的天文学。还常摆弄着弹丸,比划日月星辰的运行。

9.一个编校书籍的青年官员,在天文学方面如此下苦功夫,不由得引起了人们的注意。一天,昭文馆官长向他提出几个天文学的问题,如有关二十八宿黄道经度、日月的形状和日月食发生条件等。他根据自己的研究成果一一作了令人信服的回答。

10.正因为沈括具有相当丰富的天文学知识,到昭文馆的当年,宋神宗就要他负责改造浑天仪。1072年,又指派他兼任提举司天监。司天监是中央政府掌管天文历法的机构。主要业务是观测天象,推算历书。

11.可是,当时监内的情况很糟,既缺少懂得天文的专门人才,也匮乏可供观测的科学仪器。主要官员大多不学无术,于是,沈括推荐平民天文数学家卫朴入监修历。并起用了一批士人,为他们分五科进行技术培训,学成后分配在监内工作。

12.沈括和卫朴通力合作,修成了《奉天历》。《奉天历》虽然比旧历有许多进步,可是在修历过程中,遭到守旧派们的百般阻挠,实测工作受到很大影响,新历的精密程度大打折扣。然而,沈括在晚年时提出了更为先进的“十二气历”,即阳历。

13.当时监内的仪器大多为前朝的遗物,很不精确,有的已不能使用。沈括便精心研制了浑仪、浮漏、景表等。并写成了著名的《浑仪》、《浮漏》、《景表》三仪。不光说明了改制仪器的原理,而且阐述了好几个重要的天文学说。

14.1072年沈括奉命主治汴水,这是王安石农田水利法的重点项目。沈括亲自察看了河段地势。他采取了“分层筑堰法”,测得开封与泗州之间地势高度差。对治理汴水起了重要作用。沈括的测量方法,在世界水利史上也是一个创举。

15.沈括治汴的次年,经王安石保荐,被宋神宗任命前往两浙考察农旧水利、差役,兼察访。其间沈括察访到各地没有很好执行王安石新法项目中的“方田均税法”。不少豪强官绅地主十分狡猾,在他们名下收列了许多民户,以达到逃税避役的目的。

16.沈括一面选派官吏逐州根查,一面定出隐漏人户“自首”办法。地方官如能尽心查究欺瞒隐漏,可以将功抵过,免于追究;隐漏户如能在限期前“自首”也可一律免去追究。这一措施,应当说是有一定效果的。

17.沈括惜农爱民,为了减轻老百姓的负担,他奏请朝廷罢免了两浙人民每年额外上供的十二万绢帛。他又建议设立和籴仓,定出敛散办法,来救济贫苦农民,以免在青黄不接期间,大地主大商人乘人之急,贱买贵卖,加重对农民的剥削。

18.1074年,沈括又被委任为军器监,沈括在任期间着重研究了阵法、城防等军事科学,并对兵器进行了改革,提高了兵器的质量。他还编写了《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作,为完善边防军备做出了贡献。

19.1075年,辽国使者萧禧来到开封,提出河东黄嵬一带是属于辽的,要求宋把这块土地交给他们。宋方负责与萧禧谈判的官员,同他辩论,常常到深夜还不得休息。萧禧留在宾馆不肯回去,以不办好这件事决不回国进行要挟。

20.为解决这一棘手的外交事件,沈括奉命与萧禧谈判。谈判前,他到枢密院翻阅了大量档案资料。他用充分的证据,说明过去宋辽协议是以古长城为界的,如今辽国提出新的要求,是不遵守诺言。萧禧理屈词穷,最后只好接受划界文书。

21.为了使边界事实最终得到肯定,沈括冒着生命危险赴辽谈判。到了辽国,他出示历史文件,严厉指责辽方强占宋朝国土的行为。辽相杨益戒承认宋辽国十以古长城为界,可他又说:“黄嵬之地在占长城以北呀,应该属于辽呀!”

22.沈括立即出示地图,地图上黄嵬北距古长城还有50多里路。看了这巨幅的精确地图,杨益戒没法强辩了,前后6次谈判,沈括始终处之泰然,随时举出有关文件作证,以科学的手段赢得了外交谈判的胜利。

23.沈括在辽方,除了出色地完成了朝廷使命外,还考察了契丹民族的风俗人情、生物气象,并将沿途所见山川险要,道路曲直,绘制了一套《使契丹图钞》,作为地理资料献呈朝廷。

24.沈括担任代理财政最高长官三司使1年多,成绩卓然。其中以改革盐钞法、论说钱币制度和减免下户役钱三项最为著名。然而,由于宋神宗对变法的态度起了变化,加之沈括因请求减免两浙下户役钱的事被人诬告,被罢免了三司使职务。

25.沈括被罢免后,任宣州知州。这时期,西北局势一再紧张,边境谍报频传,说西夏人不断集结兵力,甚至有越界筑堡的迹象。沈括在宣州的3年里,时时为忧国忧民的情绪所困扰,为边疆局势的紧张而不安。

26.1080年,宋神宗想主动出兵解除西夏对宋的威胁,便又启用文武全才的沈括,将他改知延州,兼任鄜延路经略安抚使,委以军政重任。1081年7月,宋军会合五路人马步骑兵数10万,分道出兵,正使沈括镇守接应。出击取得了辉煌的战绩。

27.鄜延路后方在沈括指挥下,接连获得德靖、顺宁大捷,并乘胜占领了浮图、昊堡、义合三寨。由于后方的胜利,牵制了夏军的兵力。前方得到有力配合,连战连捷,势如破竹,先后攻克石州、夏州、银州等地。

28.鄜延路宋军在沈括的直接指挥下,多次斩将夺寨,获得性利,不仅解救了许多受党项统治阶级压迫的汉人,而且在已占领的地方筑垒置兵,增强了西北的边防力量。

29.然而后来,由于朝廷派来的顾问官徐禧独断专权,不听沈括的汁策,导致永乐兵败,损失惨重。为此,沈括受到牵连,再次遭贬。沈括含泪告辞了曾经一起浴血奋战的将士,惆怅地蹭上了南下的漫漫黄土大路。沈括的政治生涯从此宣告结束。

30.沈括被贬后,并不甘心于碌碌无为。他积多年的心血,在秀州完成了12年前奉旨绘制的《天下州县图》。这是一套大型地图集,又称《守令图》。是我国古代地图学上的重要成果。沈括因此受到朝廷奖励,得旨允许择地隐居。

31.1088年,58岁的沈括在润州(今江苏镇江)定居下来,他的住所旁边有个幽美的花园,叫梦溪园。就在这里,沈括闭门谢客,潜心著述。他对自己平生积累的各科资料进行整理,抱病写成了笔记体的科学巨著《梦溪笔谈》。

32.《梦溪笔谈》30卷,共609条,内容涉及数学、天文、物理、化学、地质、地理、气象、医学和工程技术等方面。记载了劳动人民在科技方面的伟大贡献和他自己的科研成果。这是我国古代科技史上的杰作,也是世界科技史中宝贵的遗产。