沈括对物理学研究的成果是极其丰富而珍贵的，其见解和成果涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著，在世界上第一次明确地谈到磁针的偏角问题，指出磁针所指“常微偏东，不全南也”。西方的这一发现要比沈括的发现晚400年。在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成像、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”（一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜）的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外。沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。
在化学方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点，首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富，“生于地中无穷”，还预料到“此物后必大行于世”。另外，“石油”这个名称也是沈括首先使用的，他还讲到了金属转化的实例，如用硫酸铜溶液把铁变成铜的物理现象。
沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。
沈括在地学方面也有许多卓越的论断。他正确论述了华北平原、雁荡山诸峰的成因和黄土地区的地貌特点。他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。熙宁九年（1076年），沈括奉旨编绘《天下州县图》，经过近20年的坚持不懈的努力，完成了我国制图史上的一部巨作《守令图》，并创造了分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等制图方法，为我国古代地图学做出了重要贡献。
沈括还是一个水利专家。青年时期任沭阳县主簿和宁国县令的时候，他就主持了治理沭水的工程，修筑了规模宏大的坚固的万春圩，开垦出良田几千顷，解除了当地人民的水灾。熙宁五年（1072年），沈括主持了汴河的水利建设。为了治理汴河，沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸共840多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”，测得开封和泗州之间地势实际相差高度。这种地形测量法，在世界水利史上是一个创举。
沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣，并且致力于医药研究，搜集了很多验方，治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博，并且能够实际出发，辨别真伪，纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论，论及四十四种药物之形态、配伍、药理、制剂、采集、生长环境等。
沈括文武双全，不仅在科学上取得了辉煌的成绩，而且为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。在熙宁七年（1074年），担任河北西路察访使和军器监长官期间，他攻读兵书，精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作，把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时，沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究，为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献。
沈括的研究成果和科学见解主要收录在《梦溪笔谈》一书中。《梦溪笔谈》分为26卷，分故事、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17个门类共609条，内容涉及天文学、数学、地理、地质、物理、生物、医学和药学、军事、文学、史学、考古及音乐等学科。《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，百科全书式的著作。英国科技史专家李约瑟称之为“中国科技史上的里程碑”和“中国科学史的坐标”，认为沈括“是中国科学史上最奇特的人物”。
名人名言
专心致意毕力于其事而后可。
郭守敬：13世纪中国的第谷
郭守敬（1231—1316年），字若思，顺德邢台（今河北邢台）人，中国元朝杰出的天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家。
郭守敬的祖父郭荣学识渊博，不但通晓经书，对数学、天文、水利等都有研究。郭守敬少年时候，在祖父的影响下，对科学发生浓厚的兴趣。那时候，刘秉忠和他的朋友张文谦等正在邢州西南紫金山讲学，郭荣把他孙子送到刘秉忠那里学习。郭守敬在那里认识了许多爱好科学的朋友，学问就长进得更快。
忽必烈统一北方以后，为了发展农业生产，决定整治水利，征求这方面的人材。张文谦把郭守敬推荐给忽必烈，忽必烈很快就在开平（今内蒙古正蓝旗东）召见郭守敬。郭守敬对北方水利情况十分熟悉，当时就提出六条整治水利的措施。忽必烈听了十分满意，每听完一条，就点头赞许。最后，他很感慨地说：“让这样的人去办事，才不会是摆空架子吃闲饭的呢。”接见以后，就派郭守敬担任提举各路河渠的职务，经办河道水利的事。
过了两年，郭守敬又被派到西夏一带去整治水利。那里经过多年战乱，河道淤塞，土地荒芜，生产遭到严重破坏。郭守敬到了西夏，经过详细勘察以后，发动民工疏浚了一批原有的渠道、水坝，还开挖了一些新河道。不出一年时间，这一带九百多万亩农田灌溉畅达，粮食丰收，百姓的生活也都改善了。
为了加强大都到江南的交通运输，忽必烈又派郭守敬去勘测水路交通情况。经过郭守敬的勘测、设计，不但修通了原来的运河，还新开凿了一条从大都到通州的通惠河，这样，从江南到大都的水路运输，就畅通无阻了。
元世祖灭南宋以后，更加重视农业生产的恢复。农业生产要利用历法。过去，蒙古一直使用金朝颁布的历法，这种历法误差很大，连农业上常常使用的节气也算不准。元朝征服江南以后，南方用的又是另一种历法，南北历法不一样，更容易造成紊乱。元世祖决定统一制订一个新历法。他下令成立了一个编订历法的机构，名叫太史局（后来叫太史院）。负责太史局的是郭守敬的同学王恂。郭守敬因为精通天文、历法，也被朝廷从水利部门调到太史局，和王恂一起主办改历工作。
1276年，郭守敬正式开始负责新历法的修订工作。修订历法工作一开始，郭守敬就提出：研究历法先要重视观测，而观测必须依靠仪表。原来从开封运来的有一架观察天象的大型浑天仪，已经陈旧不堪，得不到可靠的数据。郭守敬设计一套新的仪器。他觉得原来的浑天仪结构复杂，使用不方便，还创制了一种结构比较简单、刻度精密的简仪。他制作的仪器，精巧和准确程度都比旧的仪器高得多。有了好的仪器，还要进行精确的实地观测。公元1279年，郭守敬在向元世祖报告的时候，提出在太史院里建造一座新的司天台，同时在全国范围进行大规模的天文测量的打算。这个大胆的计划马上得到元世祖批准。
经过王恂、郭守敬等一起研究，在全国各地设立了27个测点。最北的测点是铁勒（在今西伯利亚的叶尼塞河流域），最南的测点在南海（在今西沙群岛上），选派了14个监候官员分别到各地进行观测。郭守敬也亲自带人到几个重要的观测点去观测。各地的观测点把得到的数据全部汇总到太史局。郭守敬根据大量数据，花了两年的时间，编出了一部新的历法，叫《授时历》。这种新历法，比旧历法精确得多。它算出一年有365.2425天，同地球绕太阳一周的时间，只相差26秒。这部历法同现在通行的格里历（即公历）一年的周期相同，但是郭守敬的《授时历》比欧洲人确立公历的时间要早302年。这在天文学史上具有重要的意义。
郭守敬制订的《援时历》，通行360多年，是当时世界上最先进的一种历法，一直沿用到清初。郭守敬对科学做出的杰出贡献，一直影响至今。1981年，为纪念郭守敬诞辰750周年，国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名。
名人名言
历之本在于测验，而测验之器莫先仪表。
郑和：七下西洋的杰出航海家
郑和（1371—1433年），郑和，本姓马，小名三保，回族，云南昆阳州（今昆明市晋宁县）宝山乡和代村人，中国明代杰出航海家、外交家。
郑和出生在云南一个回族家庭里。他的祖父、父亲都信奉伊斯兰教，还到麦加（伊斯兰教的主要圣地，在今沙特阿拉伯）去朝过圣。郑和小时候就从父亲那里听说过外国的一些情况。后来，他进燕王宫里当了太监，因为他聪明能干，得到明成祖的信任。这郑和的名字还是明成祖给他起的。但是民间把他的小名叫惯了，所以一直把他叫做“三保太监”，后来，有的书上也写成“三宝太监”。
明朝初年，明成祖朱棣认为中国的航海事业已经开始发展起来，于是派人到海外去宣扬国威，跟外国人做点生意，采购一些珠宝，顺便探听一下废帝建文帝的下落。1405年6月，明成祖正式派郑和为使者，带一支船队出使“西洋”。那时候，人们叫的“西洋”，并不是指欧洲大陆，而是指我国南海以西的海和沿海各地。郑和带的船队，一共有27800多人，除了兵士和水手外，还有技术人员、翻译、医生等。他们乘坐62艘大船，这种船长44丈，阔18丈，在当时是少见的。船队从苏州刘家河（今江苏太仓浏河）出发，经过福建沿海，浩浩荡荡，扬帆南下。
郑和第一次出海，先到了占城（在今越南南方）接着又到爪哇、旧港（在今印度尼西亚苏门答腊岛东南岸）、苏门答腊、满剌加、古里、锡兰等国家。他带着大批金银财物，每到一个国家，先把明成祖的信递交国王，并且把带去的礼物送给他们，希望同他们友好交往。
许多国家见郑和带了那么大的船队，态度友好，并不是来威吓他们，都热情地接待他。郑和这一次出使，一直到第三年九月才回国。西洋各国国王趁郑和回国，也都派了使者带着礼物跟着他一起回访。
后来，明成祖相信建文帝确实是死了，没有必要再去寻找。但是出使海外的事，既能提高国家的威望，又能促进跟西洋各国的贸易往来，好处很多。所以打那以后，一次又一次派郑和带领船队下西洋。从公元1405年到1433年的将近30年里，郑和出海七次，前前后后一共到过印度洋沿海30多个国家，最远到达非洲的木骨都束国（在今索马里的摩加迪沙一带）。
到郑和第六次出使回国的那年，明成祖得病死了。他的儿子明仁宗朱高炽即位后，不到一年也死了。继承皇位的明宣宗朱瞻基，是一个八九岁的孩子，由祖母徐太后和三个老臣掌权。大臣们认为郑和出使七次，国家花费太大，到国外航行的事业就停了下来。
郑和的七次航行，表现了我国古代人民顽强的探索精神，也说明当时我国航海技术已经有很高的水平。通过郑和出使，促进了我国和亚非许多国家的经济文化交流和友好往来。
名人名言
福不可享尽，有势不可使尽。
盖士人读书，第一要有志，第二要有识，第三要有恒。
国家欲富强，不能置海洋于不顾。财富取之于海，危险亦来自海上。
李时珍：旷古绝今的本草大家
李时珍（1518—1593年），字东璧，晚年自号濒湖山人，蕲州（今湖北蕲春蕲州）瓦硝坝人，我国乃至世界伟大的医药学家，著有药物学名著《本草纲目》一书。
李时珍出身于世医之家，年轻时，他希望自己将来能像他的祖、父辈一样，当一名济世救人的医生。可是在当时，民间医生地位很低，李家常受官绅的欺侮。因此，父亲决定让李时珍读书应考，以便一朝成名，出人头地。李时珍不敢违背父愿，14岁考取秀才，以后三次赴武昌应试举人，皆名落孙山。于是他恳求父亲，让他专心学医。父亲无奈，只好答应了他的请求。经十余年的刻苦钻研，李时珍30多岁时便成为当地很有名望的医生。
1551年，李时珍因治好了富顺王朱厚焜儿子的病而医名大显，被武昌的楚王聘为王府的“奉祠正”，兼管良医所事务。1556年，李时珍又被推荐到太医院工作，授“太医院判”职务。在此期间，他有机会饱览了王府和皇家珍藏的丰富典籍，摘录了不少医学资料，并看到了许多平时难以见到的药物标本，大大开阔了眼界，丰富了知识领域。但由于他淡于功名利禄，在太医院任职未及一年，就辞职归家，专心著述。
31李时珍
李时珍阅读了大量古医籍，又经过临床实践发现古代的本草书籍“品数既烦，名称多杂。或一物析为二三，或二物混为一品”（《明外史本传》）。特别是其中的许多毒性药品，竟被认为可以“久服延年”，而遗祸无穷。于是，他决心要重新编纂一部本草书籍。从三十一岁那年，他就开始酝酿此事，为了“穷搜博采”，李时珍读了大量参考书。家藏的书读完了，就利用行医的机会，向本乡豪门大户借。后来，进了武昌楚王府和北京太医院，读的书就更多，简直成了“书迷”。他自述“长耽嗜典籍，若啖蔗饴”（《本草纲目》原序）。
在编写《本草纲目》的过程中，最使李时珍头痛的就是由于药名的混杂，使药物的形状和生长的情况十分的不明。过去的本草书，虽然作了反复的解释，但是由于有些作者没有深入实际进行调查研究，而是在书本上抄来抄去在“纸上猜度”，所以越解释越糊涂，而且矛盾倍出，使人莫衷一是。李时珍认识到，“读万卷书”固然需要，但“行万里路”更不可少。于是，他既“搜罗百氏”，又“采访四方”，深入实际进行调查。李时珍穿上草鞋，背起药筐，在徒弟庞宪、儿子建元的伴随下，远涉深山旷野，遍访名医宿儒，搜求民间验方，观察和收集药物标本。他首先在家乡蕲州一带采访。后来，他多次出外采访。除湖广外，还到过江西、江苏、安徽好多地方。均州的太和山也到过。盛产药材的江西庐山和南京的摄山、茅山、牛首山，估计也有他的足迹。
李时珍了解药物，并不满足于走马看花式的调查，而是一一采视，对着实物进行比较核对。这样弄清了不少似是而非、含混不清的药物。用他的话来说，就是“一一采视，颇得其真”，“罗列诸品，反复谛视”。当时，太和山五龙宫产的“榔梅”，被道士们说成是吃了“可以长生不老的仙果”。他们每年采摘回来，进贡皇帝。官府严禁其他人采摘。李时珍不信道士们的鬼话，要亲自采来试试，看看它究竟有什么攻效。