（六十二）中国古代科学史上的坐标
在我国北宋时代，有一位非常博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括──我国历史上最
卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他
还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家；同时，他博学善文，对方志、律历、
乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方
面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成
就。《梦溪笔谈》是中国科学史上的坐标，是沈括一生社会和科学活动的总结，内容极为丰
富，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、艺术等共600余条。其中200多条属于科学技术方面，记载了他的许多发明、发现和真
知灼见。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。
沈括（公元1031～1095年），字存中，杭州钱塘（今浙江杭州）人。其父沈周（公元
97
8～1051年），字望之，宋大中祥符八年（1015年）进士，历任汉阳（今属湖北）掾，高邮
今属江苏）从事，大理丞监苏州酒务，知简州平泉（今四川简阳），苏州通判，知润州（今
江苏镇江），知泉州（今属福建），开封府判，江南东路按察使，知明州（今浙江宁波）等
职。母许氏出身于苏州一个注重武略的书香门第之家，为北宋著名军事战略家许洞的幼妹，
知书
达理，通晓文墨，对沈括的一生和事业都有重大影响。沈括从小接受了系统的儒学教育，又
随父宦游四方，见识各地人情物理，大大开阔了眼界。
他二十四岁开始踏上仕途，最初做海州沭阳县（在今江苏省）主簿，以后历任东海（在今
苏省）、宁国（在今安徽省）、宛丘（今河南省淮阳县）等县县令。三十三岁考中进士，被
任命做扬州司理参军，掌管刑讼审讯。三年后，被推荐到京师昭文馆编校书籍。在这里他开
始研究天文历算。宋神宗熙宁五年（公元1072年），兼任提举司天监，职掌观测天象，推算
历书。接着，沈括又担任了史馆检讨，熙宁六年（公元1073年）做集贤院校理。因职务上的
便利条件，他有机会读到了更多的皇家藏书，充实了自己的学识。他在任职期间，同时又进
行科学研究，而且硕果累累。
他根据在水利工程、建筑工程和军事工程中计算土方和用料的方法，经过自己的研究，提
了“隙积术”。这是计算长方台形垛积的一种方法，是求积方法的新创造。沈括在数学上的
另一个重要贡献是“会圆术”。这是我国数学史上第一个求弓形弧长的近似公式。沈括多才
多艺，是一位博学之士，他的《梦溪笔谈》一书，内容涉及天文、气象、历法、数学、物理
、化学、生物、医药、地质、地质、地理、文学、史学、音乐、艺术等方面的知识，这广博
的知识，是沈括刻苦学习得来的日本数学家三上义夫在《中国算学之特色》一书中，对沈
括的评价是——日本的数学家没有一个比得上沈括，像他这样如此多才多艺的人，在全世
界数学史上都找不到，惟有中国出了这么一个人。英国剑桥大学教授李约瑟在他的《中国科
技术史》一书中认为：“沈括可算是中国整部科学史中最卓越的人物。”他还把沈括的名著
《梦溪笔谈》誉为“中国科学史上的坐标”。
沈括33岁到京城开封研究天文历法。王安石变法期间，被任命为负责观测天象、制订历法
司天监长官。他用自己制定的《奉元历》代替旧历，提出《十二气历》代替农历，《十二气
历》比现在世界通用的公历——格里高利历还要合理，可惜未被采纳。
沈括在物理学方面建树很多。他通过实验找到了使用指南针的办法，使针总是精确地指向
方。这是世界上关于如何使用指南针的最早记录。此后，他在用指南针定向时，发现磁针常
向东偏，不指正南，在历史上第一个指出了地磁场存在磁偏角，这比欧洲人要早400年。他
对凹面镜成像和小孔成像的说明，对声音振动的实验，都处在世界领先地位。
沈括在地学方面也有不少贡献。他到浙江东部地区考察，提出雁荡山群峰是经过千万年流
冲刷而成的。他经过太行山麓，见山壁中间有一条由卵石螺壳组成的堆积层时，断定这里是
古时的海边，并推论出“大陆都是混浊泥沙冲积形成”的。这些独到的见解，与现代科学结
论有许多相通之处。他最先使用了“石油”一词，他指出讃、延(今陕、甘
一带)境内产石油，就是以前的“脂水”，它和水及沙石混在一起。并大胆预言：“此物后
必大行于世。”
沈括具有朴素的唯物主义思想和发展变化的观点。他认为“天地之变，寒暑风雨，水旱螟
蝗，率皆有法”，并指出，“阳顺阴逆之理，皆有所从来，得之自然，非意之所配也。”就
说，自然界事物的变化都是有规律的，而且这些规律是客观存在的，是不以人们的意志为转
移的，而且这些规律是客观存在的，是不依人们的意志为转移的。他还认为事物的变化规律
有正常变化和异常变化，不能拘泥于固定不变的规则。正是这些比较正确的思想观点，促使
他取得了那个时代在科学技术方面达到的高度成就。沈括曾提出已知的知识是有限的，人的
认识是无限的这个观点，这对科学的发展产生了很大的影响。
唯物主义的思想倾向，决定了沈括对于自然现象和科技成就的记述具有一定的科学性。他
察和描述事物非常细致、具体、准确，没有封建时代一般文人虚词浮夸的坏习惯。因此，通
过他的记述，我们能够明确地判断他那个时期生产技术和自然科学所达到的水平。例如，沈
拓有关雷电、海市蜃楼、龙卷风、地震以及陨铁等自然现象的记载，非常细致贴切且生动形
象，使人们仿佛亲临现场。
唯物主义的思想倾向，还表现在沈括十分重视劳动群众的实践经验和发明创造上，他不断
从劳动人民那里汲取智慧和力量。他曾说：“至于技巧器械，大小尺寸，黑黄苍赤，岂能尽
出于圣人！百工、群有司、市井田野之人，莫不预焉”。为了探求医药知识，他“所至之处
，莫不询究，或医师，或是巷，或小人，以至士大夫之家，山林隐者，无不求访”。在《梦
溪笔谈》中，他以敬佩的态度记载了宋朝劳动人民在科学技术上的许多卓越贡献。例如布衣
毕升发明活字印刷术，民间匠师喻皓的建
筑成就和编著的《木经》，河工高超
创造的合龙堵口的先进方法，平民天文数学家卫朴修历的事迹，以及河北工作炼钢、福建农
民种茶等许多无名英雄在生产斗争中取得的宝贵经验，等等。正是由于沈括的详细记述，才
使得不少作出贡献的劳动人民的业绩得以保存流传下来。
沈括能够用发展变化的观点研究客观事物，得出正确的结论。他在论述有关数学、气
、医药等许多问题的时候，多次强调要因地因时制宜。例如古代规定二月和八月是采药的季
节，
沈括指出，草药生长由于受自然条件和栽培情况的影响，同时采药又有取根、取叶、取
、取花、取实等不同的要求，因此，要根据不同情况选择采药时间，不可死板地“拘以定月
”。沈括的这一见解是十分合理的。
沈括对一些自然现象并不停留在表面的观察上，他还努力探求它的科学道理，提出对
物发展变化规律性的解释。像对雁荡山诸峰和华北平原的形成原因、二十八宿的位置、化石
的形成等许多问题的说明，是符合近代科学原理的。为了弄清阳燧（凹面镜）成像的道理，
他观察空中飞鸟的影子情况，并亲自移动自己的手，来比较成像的区别，终于作出了比较正
确的解释，这些都是他在科学事业上能够获得成功的重要原因。
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
。北宋时期，阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者经常侵扰中原地区，掳
掠人口牲畜，给社会经济带来很大破坏。沈括坚定地站在主战派一边，在熙宁七年（公元10
74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做
过深入研究，为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献。