沈括——中国科学史上的坐标人

　　沈括出生在中国北宋年间的封建贵族家庭，曾参与王安石变法。变法失 败后受到牵连，遭贬职。沈括一生对天文、历法、外交、军事、物理、化学、数 学、书画、音乐等方面均有重大成就。宋仁宗元丰五年，因宋军永乐城之败， 再遭贬谪，从此离开宋朝行政中心。晚年隐居镇江,安心著书。　　初露锋芒，水试牛刀　　沈括出生于北宋仁宗天圣九年。父亲沈周，字望之，曾在泉州府、开封 府、江宁府等地担任地方行政长官，祖父曾任职大理寺丞，外祖父曾任太子 洗马，舅舅许洞是北宋咸平三年的进士。母亲许氏也是当地有名的才女。在 这样的背景和家庭环境下，沈括无疑受到父母的影响。他自幼勤奋好学,十 四岁便读尽家中的藏书。后来因父亲去外地为官的缘故，沈括随父母到过福 建泉州、江苏润州（即今天的江苏镇江)以及川陕、京师开封等地。广阔的见 闻丰富了沈括的视野，也使得少年沈括有机会深入、接近社会，了解当时人民的生活和生产情况。　　沈括的生活在中国封建文化、经济均达到了顶峰的朝代。北宋朝廷因为 兵制的变革，加上中央集权的需要，制定了重文抑武的国策。这项国策造成 了北宋军事上的不利,使得宋朝同外敌作战的时候,屡屡处于下风。但从另 外一方面来说,这项国策客观地为宋朝提供了一个良好的国内政治环境。自 唐朝“安史之乱”后，中国陷人了长期的动荡不安中,而宋朝却在结束了五代 十国的动乱后，社会局面迅速的稳定、繁荣起来，这些都不能说跟宋朝的国 策无关。在宋朝经济、文化空前繁荣的同时,宋朝科学技术也达到了中国历 史的巅峰，四大文明，在这个年代就包罗了三项。　　生活在这一日寸期的沈括在见识到宋朝的繁荣后，也发现了北宋社会政治 上的弊端,同时接触到中国当时社会的最先进科技，并产生了深厚的兴趣。　　北宋皇佑三年,沈括生父沈周去世。至和元年，沈括因为父荫人仕为官， 出任海州沭阳县主簿的小吏,为官期间,沈括初露锋芒。因为中国长久以来 都是以农业、手工业为主的封建经济制度，特别在商鞅变法后，“重农抑商” 更是历代王朝主要的经济措施。沈括也就十分重视农业生产,他便效仿秦朝 李冰修建都江堰,组织当地数万民工，主持修建了水利工程。同时，他修筑渠 堰，让老百姓用来浇灌农田，鼓励农民生产。这些工程不仅解除了洪涝灾害 的威胁,还为新开垦出来的良田提供了灌溉用的水资源。这些政策下来取得 了好成绩，沈括也受到朝廷赏识,在七年后出任安徽宁国县县令，当时的沈 括年仅二十四岁。　　调任宁国县县令后，沈括亲自主持修建了规模宏大的万春圩，另外开垦 出旱涝保收的千亩良田，同时,沈括也完成了《圩田五说》、《万春圩图书》等 关于圩田方面的书籍著作。　　在水利工程上,沈括最大的成就是对汗河的治理。熙宁五年，公元1072 年，沈括主持修建了汗河的水利工程。当时的汴河,水流湍急，时刻影响着两 岸农田和当地居民的生命。为了一劳永逸地解除汴河对人民的威胁，沈括不 辞辛劳治理好汴水，他亲自探测了汴河下流河段，从开封到四洲淮河一带， 共有八百四十多公里河段，他通过“分层筑堰法”，将汴渠高高低低的河段分 成许多地段，分层筑成台阶形状的堤堰，然后引水灌入。　　沈括逐步探测各段水面后，他勘测出开封到泗洲之间地势高低相差达 十九丈四尺八寸六分。他在计算精细到了“分、寸”的地步，由此可见，沈括治 水态度的严谨和认真。他勘测水流地势的方法也是世界水利史上的创举。　　在短短四五年内，沈括引水灌田，开垦出万顷良田，成为他仕途上的又 —显赫政绩。　　变法干将　　嘉祐八年，33岁的沈括考取进士,任扬州司理参军，掌管刑讼审讯。治 平三年,担任了十几年地方官的沈括被推举到京城中，任昭文馆，编校书籍。 在这里，沈括开始了对天文历法的研究。　　当时，北宋朝廷的财政被官僚家门垄断，虽然社会繁荣，但是国家的财政 出现短缺贫苦的现象，于是，这时候就有人提出变法的要求。有变法，那么就 会有人支持有人反对,当时,范仲淹、王安石等主张实行新法，而以司马光为 首的保守派坚决反对实行新政。两派之间激烈对抗，一直持续到北宋末年。　　宋徽宗被金人據去之前，他也支持王安石的变法，蔡京等奸臣知道宋徽宗的心思后，便大力称赞新法的好处，以迎和宋徽宗，蔡京等奸臣竟因此而官运亨通。宋徽宗被掳走后，宋神宗继位,他听取了王安石的意见后，也决定实行新政。　　熙宁二年，王安石调任北宋参知政事，在宋神宗的支持下,开始积极的 准备实施新政。沈括也是王安石变法的支持者、参与者。元丰年间，苏轼的 “乌台诗案”，因为怀疑苏轼的词句中有攻击新政的说法，苏轼被捕人狱。因 为政见不同,沈括也曾当面斥责苏拭。　　沈括的才华和知识深受王安石的赏识和器重，在王安石的提拔下，沈括 担任了宋朝掌管全国财政的最高官员——三司使。熙宁五年，沈括又被提拔 担任提举司天监，主要职务是观测天象，编纂历书。次年’沈括升为集贤院校 理,他利用职务，阅读了到了皇家丰富的藏书，进一步充实、开阔了自己的学 识与眼界。在此期间，沈括先后完成了《景表议》、《修城法式条约》、《营阵法》 等著作。　　熙宁九年,沈括升任翰林学士,权三司使。同年，王安石在经过一系列的 准备后,开始了政治改革运动。新政的改革措施是好的,但在实行过程中出现 了很多失误。加上新政的实施触犯了很多保守派人物的利益,他们联合起来 抵制王安石变法，特别是宋神宗的母亲，她也坚决地反对新法，这让本就决心 不太坚定的神宗有所动摇。当时，中原诸多地区天灾连连，一些旧权贵便将天 灾归责于王安石的新政措施上，声称是王安石的变法让上天很不高兴,才会 出现这些天灾。最终,王安石变法没有实施成功,在历史上昙花一现。　　变法失败后，王安石本人被宋庭贬官罢职’沈括也受到牵连，一同被贬出京。沈括任宣州(今安徽省宣城一带)知州。　　北宋王朝这一次的政治革新运动虽然遭到失败。但是，人们没能想到的 是，这次变法造成了北宋守旧派、维新派两派的政治斗争。　　出使辽国　　沈括可以说是文武双全,他不光在科学文化上大有成就，在外交、军事上也颇有建树。　　宋朝时，少数民族矛盾颇深。自唐朝灭亡后，中原大地再一次陷入了政 权割据争霸的局面。辽河上流的契丹，建立了强大辽朝政权,然后称帝，之后 辽国又攫取了燕云十六州。宋朝统一中原后，曾经多次讨伐辽国，却均遭到 了失败,宋朝对辽国逐渐地由主动进攻到被动的防御。　　熙宁七年，辽国借口宋朝在山西宋辽边境增修堡垒’破坏了宋辽边界， 要求重新划定两国界线。熙宁八年，辽国派大臣萧禧来到北宋首都开封，要 求宋辽以山西北部的黄嵬山为界限，以北地区归辽国所有，以南地区归大宋 朝所有。宋王朝不敢同辽国开战,但也不愿白白的丟弃大片江山，加上不明 地理，对辽国要求,宋朝官员完全的不清楚。　　就在北宋朝廷乱作一团的情形下，沈括为了国家利益主动请缨，宋王朝 朝廷命他以翰林院学士的身份为谈判特使,令他既不能轻开战端,也不能示 弱。不能损失大宋国威接受辽国人的要求。沈括秉旨意，他先是在北宋都城 开封接见了辽国使臣萧禧,沈括据理力争，让萧禧无言以对。为了进一步巩 固国家的领土，不久，沈括出使大辽，同辽国宰相杨益戒谈判。　　在谈判过程中，沈括不卑不亢，凭借自己所熟知的地理知识和宋辽双方 签订的“檀渊之盟”，辽国宰相杨益戒对沈括更是刮目相看。沈括维护了宋王 朝领土权，捍卫了国家的威望，出色显示了一位外交家的风范，让辽国人也 对他十分敬佩。　　沈括出使辽国回来后，他完成了《使虏图抄》一书，详细记述了辽国的山 川险阻和风土人情，并上呈朝廷。守护边疆　　宋仁宗年间，党项族首领元昊建立了西夏政权，并经常侵扰宋朝疆土， 进一步加剧了中国民族纷争。宋军由于指挥系统混乱，经常被西夏打败。面 对夏、辽等外敌的人侵，沈括坚持站在主战派一面。　　熙宁七年,沈括担任河北西路察访使和军器监长官期间。沈括曾攻读兵 书，在仔细的研究了城防、兵器、战略战术军事之后，他提出将一些科技融人 到兵器制造当中,尤其是对火药的应用，对后世的军事发展造成了深刻的影 响。沈括还先后编著了《修城法式条约》和《边州阵法》等影响力颇深的兵书， 对宋朝的军事理论和装备质量方面，做出了重大贡献。　　宋仁宗元丰三年，宋朝再次面临西夏南下的侵扰，为此，朝廷任命沈括为延州知州,兼任鄘延路经略安抚使。三年后，沈括升任龙图阁大学士。不久后，在与西夏的战争中，因部下徐禧、鄘延道总管种谔、鄘延道副总管曲珍等 人急功近利,不听沈括劝告,在边城筑城死守,结果懈怠，被西夏乘虚而人， 造成了永乐城惨败，近两万宋军阵亡。　　永乐之败葬送了北宋在平夏城大捷后的有利形势,不少民夫死于战火， 高永亨、李舜等将领殉国。沈括虽然不是永乐城战败的罪魁祸首，但是他身 为当地军政的统帅，在战役中救援不力，难辞其咎。沈括被贬为均州团练副使,从此，结束了自己的政治生涯。　　《梦溪笔谈》　　元祐二年,沈括完成了神宗下令编绘的“天下郡县图”，名为《守令图》， 这是他对北宋王朝的最后一点贡献，同时也是对中国地理上的贡献。次年， 沈括住进了在镇江购买的一处房产，仔细精修后，将园子更名为“梦溪园”， 开始在这里隐居’专心编纂《梦溪笔谈》。　　沈括的一生可以用“辉煌”二字来形容，他曾经提出了自己的环保思想， 他最早提出不能随便砍伐树木,尤其对古林应当加以保护，并认为，砍伐树 木会对人类造成很大的恶劣影响。　　沈括发现“石油”也是意外，他在读“高奴县有洧水，可燃”的一句话时， 沈括便亲自四处考察，最终发现了当时被称为“油脂”的燃料,也就是后来的 石油。在他的《梦溪笔谈》中,沈括第一个系统地介绍了石油的开采和作用。　　在天文研究上，沈括研究并改革了浑仪、浮漏和影表等传统的天文观测 器，并著有《浑仪议》、《浮漏议》和《影表议》，详细记述了他在天文上的研究。　　在物理上，沈括发现了磁石“同名相斥，异名相吸”的性质，为指南针的 发现和应用提供了最坚实的理论基础。除了上述外,沈括在光学、数学上都 有很大的成功。　　他的奇思妙想和研究都被收录在《梦溪笔谈》一书中，这部书是中国科 学史上的坐标，是沈括对中国历史的最大贡献，同时也是沈括一生的总结。 书中记载的内容十分丰富,主要包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地 理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐、艺术等方面的共600余条知识，可谓 是无所不包，无所不专。　　为了纪念沈括对中国科学、文化上的巨献，在今天的镇江、杭州等地，还 建有沈括石像。沈括虽然在历史的尘埃中被掩埋,但是他的功绩永远存在， 一直被人们所掂记。