科技史名著《梦溪笔谈》

科技史名著《梦溪笔谈》

沈括：科技史名著《梦溪笔谈》

沈括(1031—1095)，字存中，杭州钱塘(今浙江杭州)人，是我国宋代知识面广博的科学家。他于嘉祐年间(1056—1063)考中进士，历任司礼参军、馆阁校勘、刑房公事、提举天监、知制诰等职。神宗熙宁七年(1074)，为河北西路察访使，整修边备，改旧政数十起。熙宁八年(1075)辽国代表来京谈判边界问题，坚持按分水岭划界，把边界划在山西境内，宋方代表与之争执不休。朝廷改派时任知制诰的沈括为谈判代表。沈括先到枢密院查阅档案，查到原议定书和地图，在谈判中维护了宋方的疆域，使辽国代表哑口无言。熙宁九年(1076)，正是王安石变法第八年，拥护变法革新的沈括调任权三司使，管理财政。次年，他提出免除下户役钱、轻役轮差的主张，这本是利民的好事，却因被御史蔡确弹劾，被贬为宣州知府。元丰三年(1080)，又迁延州知府。元丰五年(1082)，西夏攻陷永乐城，他因此获罪被贬为均州团练副使，又迁秀州。仕途困顿的沈括，晚年闲居润州梦溪园，潜心著述，《梦溪笔谈》就完成于此，直至哲宗绍圣二年(1095)逝世。

沈括毕生从事科学研究，触类旁通，从实践中积累了多方面的知识，据《宋史·沈括传》记载：“括博学善文，于天文、地理、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著。”他晚年成书的《梦溪笔谈》共26卷，分故事(一、二)、辩证(一、二)、乐律(一、二)、象数(一、二)、人事(一、二)、官政(一、二)、权智、艺文(一、二、三)、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误(附敲诈)、讥谑、杂志(一、二)、药议;《补笔谈》3卷，分辨证、象数、杂志;又《续笔谈》1卷，11篇。《梦溪笔谈》及《补笔谈》、《续笔谈》共30卷，罗列609条，内容涉及天文、地理、政治、经济、历法、军事、史学、数学、地质、气象、水利、建筑、物理、化学、农业、生物、医药、机械、印刷、矿冶、考古、音乐等方方面面，瞄准了北宋及以前科技尖端。其主要成就体现在以下几个方面。

一、天文与历法

《梦溪笔谈》中记述了熙宁年间，沈括奉令主管历官，用浑天仪观察北极星，开始可以看到，其后北极星就移到窥管外面，于是扩大窥管，经三个月试验，使北极星始终在窥管中运动，把初夜、半夜、后夜的情况，绘制成200余张北极星运行图。他还改造了铜浑仪，首创了铜表、玉壶浮漏，使浑天仪更为适用。他正确地认识到日食、月食的成因，是日月运行相遇、相对、相凌、相交、相掩的缘故。他还从月的盈亏验证了日月之形如丸，作出：“月本无光，犹银丸，日耀之乃光也”的科学判断。沈括本人就是富于创建的天文学家，代表了当时世界先进水平。

沈括以丰富的天文学知识，对改进历法也作出了贡献，《梦溪笔谈》记述了他主持编订《奉元历》的经过。《梦溪笔谈》还记述了一个以江湖术士面貌出现的姓李的奇人，此人制造了一个舞动的木钟况，把香饵置于其左手，引诱并抓住老鼠，右手执铁锏将老鼠击毙。他把这个新奇的玩意儿献给荆王，此时荆王正在馆驿中会见太史，太史谈到当晚有月食，李某说可以用法术解除，当晚果然没有月食出现。太史立即上奏，内侍奉诏讯问，李某才说出实话，自己并不会法术，只是精通历法，故意用耸人听闻的言词惊动朝廷罢了。皇帝下诏司天监验证，采纳此人建议，改正了历法的错误。

二、建筑与水利

《梦溪笔谈》中记述了古代名匠喻浩建筑专著《木经》“尾有三分”的建筑方法和加固杭州梵天寺木塔的事迹。喻浩考察了钱塘江堤，石堤常被江潮冲垮，有人献计在堤坝前立大木桩十余行的“榥柱”，使江涛不能为害，肯定了这种方法的优越性。庆历年间，黄河在北都(大名府)段决口，很久堵塞不住，长达六十步的埽(用竹木柳条编织，内实土石)被河水冲走，一个老河工提出分三节把埽逐一沉入水底的建议，未被采纳。直到管河工官员因合龙失败被降职后，才采纳老河工的建议，巧合龙门。

《梦溪笔谈》中记述了真州复闸的建设，节省过坝的劳力，每年节省劳力500人，杂费125万，“至今为利”的事。这里的“今”指北宋时，其实，现代水坝如长江上的“葛洲坝”，从原理上说何尝不是采用这种“复闸”呢?

《梦溪笔谈》中还记载了自古以来的汙田法，引用《史记》所载：“泾水一斛，其泥数斗，其粪且溉，长我禾黍。”认为“粪”即汙田。沈括谈到他在出使宿州时发现一块石碑，上面记载唐代人开凿六座斗门，引汴水汙田，故民众刻碑颂扬刺史的功绩之事。

三、开采与工艺

《梦溪笔谈》中记述了陵州盐井，深百余尺，上下宽广，中间稍窄，设大车绞水，年久干涸，下雨时井尚可出水，后人设计了一个洒水如雨滴的“雨盘”，使干井变成了新井。还记录了方圆120里的解州盐池，四面山水注入，中有一泉，如果河水流入，盐就不结晶了，于是当地人筑大堤防水，以保持盐利的事。《梦溪笔谈》中还记述了炼钢方法：取精铁锻百余次，每炼一次减轻一些重量，直至不再减轻就百炼成钢了。此外，还记载采用湿冶铜的铜胆法、泥封冶炼的灌钢法。《梦溪笔谈》中关于石油的记述甚详，鹿、延两州都有石油，旧说称为“脂水”，沈括对它作了细致观察：“黑光如漆”，“燃之如麻”。他思考其用途，预见到“石油至多生于地中无穷”，“此物后必大行于世。”令人不能不佩服作为科学家的沈括的远见卓识，因为今日的世界，石油已成为支撑全球经济的主要能源。《梦溪笔谈》在印刷技术方面，记载了毕昇的活字印刷术，详述了活版的材料、制作、印刷过程，使活字印刷术得以流传，让一个布衣毕昇的名字得以载入史册，在全世界享有无可争议的发明权。

四、数学与物理

为什么当代把数学叫做缀术?《梦溪笔谈》作了通俗的解释：“亩不可以形察，但以算数缀之而已”。就是把算数连接起来，以弥补图形的不足。《梦溪笔谈》中除详细记录了各种形态的体积和面积的古代数学计算方法外，还记录了作者独创的积隙和会圆术，即后来数学中称为立体几何和平面几何的计算方法，代表了当时最精确算法。

在物理方面，沈括进行了一系列实验，如球面镜成像、月的圆缺模拟，还做了古代伟大发明指南针的实验。

五、医术与医药

《梦溪笔谈》还通过实证阐明了某些中医理论，说明药物、空气进入人体的运转过程、人体毛发与五脏的关系、方书中“五不散”对人体的危害，记录了名医运用“泻肝救肺”原理治病的病例。

《梦溪笔谈》中还对许多植物如对金罂子、天麻、枸杞、丁香等及矿物药的形状、特征、采制、功效作了详细的记述，对采集草药适宜的季节及汤、散、丸剂的功效等作了深入浅出的阐述。这些都为后世订正《本草》作出了贡献。

六、财政与经济

沈括不仅关注自然科学的各个方面，而且也关注社会科学的成就。他在变法中曾主管财政，对关系国计民生的经济问题，曾提出“钱利于流”的观点，鼓励货币流通。《梦溪笔谈》中记载了范仲淹主管浙西时，在大灾之年倡导民间开展竞渡等娱乐活动，虽曾遭非议和弹劾，但这种散富人财力以惠贫民的做法，收到“两浙唯杭州宴然，民不流徙”的好效果。

《梦溪笔谈》还记录了刘晏掌握国家财政时，当天就知道各地物价的事情。沈括本人主管三司时也采用刘晏的办法，把粮价与收粮数各分为五等，价高少收，价低多收，当天就知道物价，这对于平抑物价起到一定作用。

《梦溪笔谈》还记录了兵部员外郎范祥使用钞法，从外地输送钱财，在陕西提取盐，避免了押运之劳，又将京城食盐，低于定价不发，高出定价出仓全发，使盐价保持平衡的事迹。这实际上是采用财政手段平抑物价的有效措施。

《梦溪笔谈》是中国古代科技史上的里程碑，其影响深远，驰誉中外。英国著名科学史研究学者李约瑟高度评价《梦溪笔谈》，称之为“中国科学史上的坐标”。