北宋卓越的科学家沈括

●北宋卓越的科学家沈括

33●北宋卓越的科学家沈括

沈括，字存中，号梦溪丈人，杭州钱塘人。英国学者李约瑟称他是“中国整部科学史中最卓越的人物”，美国科学史家席文称他是“中国科学与工程史上最多才多艺的人物之一”。

沈括的父亲沈周为进士出身，做过多处地方官。他的母亲许氏出身于士大夫家庭，知书明礼，沈括和他的哥哥都是由许氏亲自辅导读书的。在许氏的指导下，沈括勤奋读书，十四岁就读遍了家中的藏书。后来，沈括跟随父亲到各地任职，走过很多地方，开阔了视野，增长了见识，这一切对他后来的成才奠定了极好的基础。

沈括二十几岁步入仕途，但他一生都没有放弃对科学的研究，晚年总结一生的科学研究撰写了举世闻名的科学巨著《梦溪笔谈》，给人们留下了一笔宝贵的文化遗产。

在天文学方面，沈括主持修订了《奉元历》，提出了《十二气历》，制造了一批新的天文观测仪器。

沈括提出的《十二气历》，是纯粹的阳历，它以十二气作为一年，一年分为四季，每季分为三个月，大月三十一天，小月三十天，大小月相间，一年共三百六十五天，每年的天数整齐，免去了闰月的繁琐，四季节气都在固定的日期。这比现行的公历还要合理。在西方，到本纪三十年代英国才出现类似的历法。然而，在那个特定的年代，由于保守派的顽固反对，《十二气历》未能得到实行。沈括当时预言，日后必有采用我的学说者。今天，事实证明沈括所提倡的阳历，已被人们普遍接受。

沈括制造的浑仪、浮漏仪、测日影表等新观测仪器，都有许多独到之处。浮漏仪是古代测定时刻的仪器，沈括对其进行了大胆改革，把原来的曲筒铜漏管改为直颈玉嘴，使流水更为通畅，延长了浮漏的使用寿命。直到清代，人们还沿用沈括的这一发明。

在数学方面，沈括有两项重大贡献，即创立了“隙积术”和“会圆术”。日本数学家山上义夫曾说：“沈括这样的人物，在全世界数学史上都找不到，唯有中国出了这样一个。我把沈括称作中国数学家的模范人物和理想人物，是很恰当的。”

沈括通过认真观察，对酒店里堆放的酒坛等有空隙的堆体积进行研究，得到了求它们总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是现在所说的高阶等差级数的求和方法。后来“隙积术”发展为“垛积术”，这是沈括的重要发明之一。

沈括从计算田亩的实际需要出发，研究了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，得出了由弦和矢的长度求弧长的近似公式，这就是“会圆术”。这在我国数学史上属首次推导由弦、矢求孤长的公式，它对平面几何学的发展具有重要的促进作用。球面三角学就是由此而发展来的。

在物理方面，沈括也有杰出贡献。沈括在世界上首次提到了地磁偏角的存在，这比西方要早四百年。沈括在《梦溪笔谈》中指出，磁针能指南，然常偏东。他还详细记录了四种不同装置的磁钟，认为用丝线悬挂磁针的方法最好。除磁学外，在光学方面，沈括还对针孔成像和阳燧取火进行了研究。在声学方面，他还用纸人在琴上做声学共振的实验，验证差八度音时两弦的谐振现象，欧洲到十七世纪才有类似的实验。

在化学方面，沈括首创了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺，沈括首次使用了“石油”这个名称，并对石油进行了认真研究。他预言石油将来一定会被广泛应用，这一见解今天已得到充分证明。

在地学方面，沈括提出了许多著名的论断。他提出了流水侵蚀作用的思想，认为雁荡山的成因是水凿而成。他对冲积平原的成因进行了科学的解释，认为华北平原是由泥沙沉积而成。在沈括之前，世界上还没有人对冲积平原的成因做过像他那样详细的说明。沈括还对化石进行了认真研究，并根据化石来推论古代的自然环境，四百年后，意大利的达·芬奇才对化石的性质有所记述。

沈括在地图学方面也做出过重要贡献。他提出了制图九法，比西晋裴秀的制图六体更加进步。他还绘制成一套大型地图集《守令图》，共计二十幅，其中最大一幅长一丈二尺，宽一丈。

沈括在医药学和生物学方面也有建树。他著有《良方》等三种专著，搜集了大量验方，从药用植物学的角度，对古书上的错误进行了纠正。

沈括一生所从事的科学活动和成果，集中反映在《梦溪笔谈》一书之中。《梦溪笔谈》一书分为故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议等十七类，共计六百零九条，其中二百五十五条与科学技术有关，内容涉及到考古、语言、史学、音乐、绘画、财政、经济等方面，可以说是中国科学史上的一座里程碑。

《梦溪笔谈》一书反映了我国古代特别是北宋时期自然科学所达到的辉煌成就，活字印刷术的发明就记载在这部巨著之中。这部书不仅在中国，就是在世界也是十分珍贵的重要文献。

◆沈括在天文、地学、数学、物理、化学、生物、医学、水利、军事、文学，音乐等领域都取得了杰出成就。今天，我们为祖国历史上曾经出现过沈括这样杰出的人物而由衷地感到自豪。