'北宋“理工男”沈括：“石油之父”，發現地磁偏角第一人'
身處吟風弄月的時代，卻能矢志不渝地叩響科學之門，北宋沈括，是一個另類的官員，更是一個橫跨數學、物理、化學、地理、天文學、水利學等諸多學科的科學通才。
梳理沈括的為官履歷，我們看到的是一條波瀾不驚的軌跡。仁宗嘉祐八年（公元1063年）高中進士，神宗時期成為“王安石變法”的骨幹，熙寧五年（公元1072年）提舉司天監，熙寧九年（公元1076年）任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政，元豐五年（1082年）因宋軍永樂城之戰馳援不力為西夏所敗，致仕歸田。可以說，在二十年的宦海生涯中，沈括既沒有讓我們看到太高的波峰，也沒有讓我們看到太低的波谷。
身處吟風弄月的時代，卻能矢志不渝地叩響科學之門，北宋沈括，是一個另類的官員，更是一個橫跨數學、物理、化學、地理、天文學、水利學等諸多學科的科學通才。
梳理沈括的為官履歷，我們看到的是一條波瀾不驚的軌跡。仁宗嘉祐八年（公元1063年）高中進士，神宗時期成為“王安石變法”的骨幹，熙寧五年（公元1072年）提舉司天監，熙寧九年（公元1076年）任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政，元豐五年（1082年）因宋軍永樂城之戰馳援不力為西夏所敗，致仕歸田。可以說，在二十年的宦海生涯中，沈括既沒有讓我們看到太高的波峰，也沒有讓我們看到太低的波谷。
然而，如果我們再看一看沈括人生的另一條軌跡，便會發現一條閃爍著智慧之光的科學之路。這位一生在政治上並未引人關注的大宋官員，其彪炳史冊之處恰恰是在當時被認為奇技淫巧的理科，在以“立德、立言、立功”為圭臬的封建中國，能夠產生一位科學家的土壤本身就很貧脊，而能夠出現一位影響後世的卓越的科學家就更加難得。然而，就是在這樣一種生存狀態下，沈括卻為中國的科學發展史寫下了濃墨重彩輝煌壯麗的一筆：他被譽為“石油之父”，當他看到陝西延州一帶居民取流於沙石間的“脂水”燃火為炊，十分興奮，認為“此物後必大行於世”，並將其命名為“石油”，這個稱呼取代了以往的“石漆”、“石脂水”“猛火油”等叫法，一直延用至今；沈括還是世界上第一個發現地磁偏角的人，早在航海家哥倫布遠渡大西洋觀測到地磁偏角位置的400多年前，沈括就已經發現“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”而他在數學方面的貢獻更是可圈可點，他創立的“隙積數”，發展了自《九章算術》以來的等差級數問題，而他創立的“會圓術”，不僅促進了平面幾何學的發展，更為中國球面三角學的發展做出了重要貢獻。
“在其位謀其政”，和許多官員不同，沈括的“在其位謀其政”滲透進了自己更多的創造性的勞動。司天監是宋代專門負責觀察天象、制定曆法的機構，在擔任司天監之職時，沈括治學嚴謹不徇私情，先後罷免了六名不學無術的舊曆官，同時不計出身，破格舉薦精通天文歷算、布衣出身的衛樸進入司天監，主持修訂新曆。沈括力主從觀測天象入手，以實測結果作為修訂曆法的根據。據說為了準確觀測天象，這位一絲不苟的科學家曾連續3個月每天夜裡親自用“窺管”觀測北極星的方位，並將初夜、中夜、後夜所看到的北極星的位置準確地畫在地圖上，最終測算出了北極星同北極之間的距離。在他的主持下，重新修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）頒佈施行，此後，他又進一步提出了“十二氣歷”的主張，他以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，並且按節氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類推，這種曆法已經與我們今天使用的陽曆已經十分相似。
身處吟風弄月的時代，卻能矢志不渝地叩響科學之門，北宋沈括，是一個另類的官員，更是一個橫跨數學、物理、化學、地理、天文學、水利學等諸多學科的科學通才。
梳理沈括的為官履歷，我們看到的是一條波瀾不驚的軌跡。仁宗嘉祐八年（公元1063年）高中進士，神宗時期成為“王安石變法”的骨幹，熙寧五年（公元1072年）提舉司天監，熙寧九年（公元1076年）任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政，元豐五年（1082年）因宋軍永樂城之戰馳援不力為西夏所敗，致仕歸田。可以說，在二十年的宦海生涯中，沈括既沒有讓我們看到太高的波峰，也沒有讓我們看到太低的波谷。
然而，如果我們再看一看沈括人生的另一條軌跡，便會發現一條閃爍著智慧之光的科學之路。這位一生在政治上並未引人關注的大宋官員，其彪炳史冊之處恰恰是在當時被認為奇技淫巧的理科，在以“立德、立言、立功”為圭臬的封建中國，能夠產生一位科學家的土壤本身就很貧脊，而能夠出現一位影響後世的卓越的科學家就更加難得。然而，就是在這樣一種生存狀態下，沈括卻為中國的科學發展史寫下了濃墨重彩輝煌壯麗的一筆：他被譽為“石油之父”，當他看到陝西延州一帶居民取流於沙石間的“脂水”燃火為炊，十分興奮，認為“此物後必大行於世”，並將其命名為“石油”，這個稱呼取代了以往的“石漆”、“石脂水”“猛火油”等叫法，一直延用至今；沈括還是世界上第一個發現地磁偏角的人，早在航海家哥倫布遠渡大西洋觀測到地磁偏角位置的400多年前，沈括就已經發現“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”而他在數學方面的貢獻更是可圈可點，他創立的“隙積數”，發展了自《九章算術》以來的等差級數問題，而他創立的“會圓術”，不僅促進了平面幾何學的發展，更為中國球面三角學的發展做出了重要貢獻。
“在其位謀其政”，和許多官員不同，沈括的“在其位謀其政”滲透進了自己更多的創造性的勞動。司天監是宋代專門負責觀察天象、制定曆法的機構，在擔任司天監之職時，沈括治學嚴謹不徇私情，先後罷免了六名不學無術的舊曆官，同時不計出身，破格舉薦精通天文歷算、布衣出身的衛樸進入司天監，主持修訂新曆。沈括力主從觀測天象入手，以實測結果作為修訂曆法的根據。據說為了準確觀測天象，這位一絲不苟的科學家曾連續3個月每天夜裡親自用“窺管”觀測北極星的方位，並將初夜、中夜、後夜所看到的北極星的位置準確地畫在地圖上，最終測算出了北極星同北極之間的距離。在他的主持下，重新修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）頒佈施行，此後，他又進一步提出了“十二氣歷”的主張，他以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，並且按節氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類推，這種曆法已經與我們今天使用的陽曆已經十分相似。
用自己的聰明才智造福一方百姓，最典型的事例還是他獨出機杼的“分層築堰法”。 熙寧五年（公元1072年），沈括開始主持汴河的水利建設，汴河是從京都開封經淮河入運河，到達江南的唯一水上通道，但由於多年治理不力，淤塞嚴重，極大影響了流域內的農業灌溉和航運。為了治理汴河，沈括親自測量了汴河下游從開封到泗州淮河岸共八百四十多裡河段的地勢，在實測過程中，他獨創了一種全新的“分層築堰法”， 即把汴渠分成許多段，分層築成臺階形的堤堰，引水灌注入內，然後逐級測量各段水面，累計各段方面的差，從而測得開封和泗州之間地勢高度相差十九丈四尺八寸六分。這種“分層築堰法”無疑是世界水利史上的創舉，僅僅五年時間，汴河便“過盡千帆，斜暉脈脈”，而流域內的引水淤田也達到一萬七千多頃。“樓上正臨宮外，人間不見仙家。寒食輕煙薄霧，滿城明月梨花。”這位存詞不多的科學家，儘管在文人扎堆的宋代顯得是那麼孤立不群，但是，誰又能忽視這位勤思敏行的科學通才的存在呢？
元豐五年（公元1082年），對於沈括而言，是其政治生涯的終點。就在這一年，為抵禦西夏軍，給事中徐禧決定以逸待勞，在距西夏都城銀州25裡的永樂川築城。永樂城建好後，西夏舉全國之兵圍困這座沙洲小城，他們切斷了宋軍的補給線，斷絕了通向城中的水道，使一座剛剛建成的新城頓時成為一座死城。彼時，守衛米脂的沈括欲率軍馳援，但得報正有一支西夏軍殺向綏德，危及關中，便“先往救之，不能救永樂”，結果永樂城陷，徐禧戰死，而沈括則以“始議城永樂，既又措置應敵俱乖方”的罪名被貶為均州團練副使。貶到這樣一個閒差，基本上就宣告了沈括政治生命的終結，1088年，就在貶官六年之後，經皇帝恩准，他在潤洲的夢溪園致仕歸田。
身處吟風弄月的時代，卻能矢志不渝地叩響科學之門，北宋沈括，是一個另類的官員，更是一個橫跨數學、物理、化學、地理、天文學、水利學等諸多學科的科學通才。
梳理沈括的為官履歷，我們看到的是一條波瀾不驚的軌跡。仁宗嘉祐八年（公元1063年）高中進士，神宗時期成為“王安石變法”的骨幹，熙寧五年（公元1072年）提舉司天監，熙寧九年（公元1076年）任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政，元豐五年（1082年）因宋軍永樂城之戰馳援不力為西夏所敗，致仕歸田。可以說，在二十年的宦海生涯中，沈括既沒有讓我們看到太高的波峰，也沒有讓我們看到太低的波谷。
然而，如果我們再看一看沈括人生的另一條軌跡，便會發現一條閃爍著智慧之光的科學之路。這位一生在政治上並未引人關注的大宋官員，其彪炳史冊之處恰恰是在當時被認為奇技淫巧的理科，在以“立德、立言、立功”為圭臬的封建中國，能夠產生一位科學家的土壤本身就很貧脊，而能夠出現一位影響後世的卓越的科學家就更加難得。然而，就是在這樣一種生存狀態下，沈括卻為中國的科學發展史寫下了濃墨重彩輝煌壯麗的一筆：他被譽為“石油之父”，當他看到陝西延州一帶居民取流於沙石間的“脂水”燃火為炊，十分興奮，認為“此物後必大行於世”，並將其命名為“石油”，這個稱呼取代了以往的“石漆”、“石脂水”“猛火油”等叫法，一直延用至今；沈括還是世界上第一個發現地磁偏角的人，早在航海家哥倫布遠渡大西洋觀測到地磁偏角位置的400多年前，沈括就已經發現“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”而他在數學方面的貢獻更是可圈可點，他創立的“隙積數”，發展了自《九章算術》以來的等差級數問題，而他創立的“會圓術”，不僅促進了平面幾何學的發展，更為中國球面三角學的發展做出了重要貢獻。
“在其位謀其政”，和許多官員不同，沈括的“在其位謀其政”滲透進了自己更多的創造性的勞動。司天監是宋代專門負責觀察天象、制定曆法的機構，在擔任司天監之職時，沈括治學嚴謹不徇私情，先後罷免了六名不學無術的舊曆官，同時不計出身，破格舉薦精通天文歷算、布衣出身的衛樸進入司天監，主持修訂新曆。沈括力主從觀測天象入手，以實測結果作為修訂曆法的根據。據說為了準確觀測天象，這位一絲不苟的科學家曾連續3個月每天夜裡親自用“窺管”觀測北極星的方位，並將初夜、中夜、後夜所看到的北極星的位置準確地畫在地圖上，最終測算出了北極星同北極之間的距離。在他的主持下，重新修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）頒佈施行，此後，他又進一步提出了“十二氣歷”的主張，他以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，並且按節氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類推，這種曆法已經與我們今天使用的陽曆已經十分相似。
用自己的聰明才智造福一方百姓，最典型的事例還是他獨出機杼的“分層築堰法”。 熙寧五年（公元1072年），沈括開始主持汴河的水利建設，汴河是從京都開封經淮河入運河，到達江南的唯一水上通道，但由於多年治理不力，淤塞嚴重，極大影響了流域內的農業灌溉和航運。為了治理汴河，沈括親自測量了汴河下游從開封到泗州淮河岸共八百四十多裡河段的地勢，在實測過程中，他獨創了一種全新的“分層築堰法”， 即把汴渠分成許多段，分層築成臺階形的堤堰，引水灌注入內，然後逐級測量各段水面，累計各段方面的差，從而測得開封和泗州之間地勢高度相差十九丈四尺八寸六分。這種“分層築堰法”無疑是世界水利史上的創舉，僅僅五年時間，汴河便“過盡千帆，斜暉脈脈”，而流域內的引水淤田也達到一萬七千多頃。“樓上正臨宮外，人間不見仙家。寒食輕煙薄霧，滿城明月梨花。”這位存詞不多的科學家，儘管在文人扎堆的宋代顯得是那麼孤立不群，但是，誰又能忽視這位勤思敏行的科學通才的存在呢？
元豐五年（公元1082年），對於沈括而言，是其政治生涯的終點。就在這一年，為抵禦西夏軍，給事中徐禧決定以逸待勞，在距西夏都城銀州25裡的永樂川築城。永樂城建好後，西夏舉全國之兵圍困這座沙洲小城，他們切斷了宋軍的補給線，斷絕了通向城中的水道，使一座剛剛建成的新城頓時成為一座死城。彼時，守衛米脂的沈括欲率軍馳援，但得報正有一支西夏軍殺向綏德，危及關中，便“先往救之，不能救永樂”，結果永樂城陷，徐禧戰死，而沈括則以“始議城永樂，既又措置應敵俱乖方”的罪名被貶為均州團練副使。貶到這樣一個閒差，基本上就宣告了沈括政治生命的終結，1088年，就在貶官六年之後，經皇帝恩准，他在潤洲的夢溪園致仕歸田。
事實證明，夢溪既沒有成為桎梏這位科學偉人心靈的囚所，也沒有成為他醉臥林泉的別墅，而是成為一部科學鉅著的起點，一個萃煉心智的容器。離開了政治的羈絆，沈括更加自由，他開始潛心著述，認真總結自己一生的科學活動，並廣泛蒐集記述前人及同時代人的研究成果，最終完成了一部曠世奇書——《夢溪筆談》。“予退處林下，深居絕過從，思平日與客言者，時紀一事於筆下，則若有所晤言，肅然移日，所與談者，唯筆硯而已，謂之《筆談》。”在這部幾乎包羅萬象的鉅著中，我們看到的是沈括在浩瀚的自然科學領域的信然獨步，是其在多項學科中的縱橫捭闔。《夢溪筆談》共計26卷，再加上《補筆談》3卷和《續筆談》1卷，合計30卷，內容涉及天文、曆法、氣象、數學、地質、地理、製圖、物理、化學、生物、醫藥、建築、冶金、文學、史學、考古、音樂、藝術等各個方面，尤其值得一提的是，沈括在《夢溪筆談》中，詳細記錄了畢升發明活字印刷術的過程，從而使這項惠澤後世的發明有了可以傳承的文字載體，而身為科學家，不存門戶之見，能將默默無聞的印刷技工畢昇抬升到發明家的序列之中，更能看出沈括的虛懷若谷和嚴謹的治學精神。對於這部《夢溪筆談》，不僅國內學者將其作為研究中國科學史的重要依據，外國學者對它所蘊含的學術價值，同樣評價甚高。日本著名數學家三上義夫讚道：“沈括這樣的人物在世界數學史上找不到，唯有中國出了這個人”，“日本的數學家沒有一個比得上沈括。”英國著名學者李約瑟則說：沈括“是中國科學史上最奇特的人物”，他的《夢溪筆談》是“中國科學史的座標”。
身處吟風弄月的時代，卻能矢志不渝地叩響科學之門，北宋沈括，是一個另類的官員，更是一個橫跨數學、物理、化學、地理、天文學、水利學等諸多學科的科學通才。
梳理沈括的為官履歷，我們看到的是一條波瀾不驚的軌跡。仁宗嘉祐八年（公元1063年）高中進士，神宗時期成為“王安石變法”的骨幹，熙寧五年（公元1072年）提舉司天監，熙寧九年（公元1076年）任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政，元豐五年（1082年）因宋軍永樂城之戰馳援不力為西夏所敗，致仕歸田。可以說，在二十年的宦海生涯中，沈括既沒有讓我們看到太高的波峰，也沒有讓我們看到太低的波谷。
然而，如果我們再看一看沈括人生的另一條軌跡，便會發現一條閃爍著智慧之光的科學之路。這位一生在政治上並未引人關注的大宋官員，其彪炳史冊之處恰恰是在當時被認為奇技淫巧的理科，在以“立德、立言、立功”為圭臬的封建中國，能夠產生一位科學家的土壤本身就很貧脊，而能夠出現一位影響後世的卓越的科學家就更加難得。然而，就是在這樣一種生存狀態下，沈括卻為中國的科學發展史寫下了濃墨重彩輝煌壯麗的一筆：他被譽為“石油之父”，當他看到陝西延州一帶居民取流於沙石間的“脂水”燃火為炊，十分興奮，認為“此物後必大行於世”，並將其命名為“石油”，這個稱呼取代了以往的“石漆”、“石脂水”“猛火油”等叫法，一直延用至今；沈括還是世界上第一個發現地磁偏角的人，早在航海家哥倫布遠渡大西洋觀測到地磁偏角位置的400多年前，沈括就已經發現“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”而他在數學方面的貢獻更是可圈可點，他創立的“隙積數”，發展了自《九章算術》以來的等差級數問題，而他創立的“會圓術”，不僅促進了平面幾何學的發展，更為中國球面三角學的發展做出了重要貢獻。
“在其位謀其政”，和許多官員不同，沈括的“在其位謀其政”滲透進了自己更多的創造性的勞動。司天監是宋代專門負責觀察天象、制定曆法的機構，在擔任司天監之職時，沈括治學嚴謹不徇私情，先後罷免了六名不學無術的舊曆官，同時不計出身，破格舉薦精通天文歷算、布衣出身的衛樸進入司天監，主持修訂新曆。沈括力主從觀測天象入手，以實測結果作為修訂曆法的根據。據說為了準確觀測天象，這位一絲不苟的科學家曾連續3個月每天夜裡親自用“窺管”觀測北極星的方位，並將初夜、中夜、後夜所看到的北極星的位置準確地畫在地圖上，最終測算出了北極星同北極之間的距離。在他的主持下，重新修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）頒佈施行，此後，他又進一步提出了“十二氣歷”的主張，他以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，並且按節氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類推，這種曆法已經與我們今天使用的陽曆已經十分相似。
用自己的聰明才智造福一方百姓，最典型的事例還是他獨出機杼的“分層築堰法”。 熙寧五年（公元1072年），沈括開始主持汴河的水利建設，汴河是從京都開封經淮河入運河，到達江南的唯一水上通道，但由於多年治理不力，淤塞嚴重，極大影響了流域內的農業灌溉和航運。為了治理汴河，沈括親自測量了汴河下游從開封到泗州淮河岸共八百四十多裡河段的地勢，在實測過程中，他獨創了一種全新的“分層築堰法”， 即把汴渠分成許多段，分層築成臺階形的堤堰，引水灌注入內，然後逐級測量各段水面，累計各段方面的差，從而測得開封和泗州之間地勢高度相差十九丈四尺八寸六分。這種“分層築堰法”無疑是世界水利史上的創舉，僅僅五年時間，汴河便“過盡千帆，斜暉脈脈”，而流域內的引水淤田也達到一萬七千多頃。“樓上正臨宮外，人間不見仙家。寒食輕煙薄霧，滿城明月梨花。”這位存詞不多的科學家，儘管在文人扎堆的宋代顯得是那麼孤立不群，但是，誰又能忽視這位勤思敏行的科學通才的存在呢？
元豐五年（公元1082年），對於沈括而言，是其政治生涯的終點。就在這一年，為抵禦西夏軍，給事中徐禧決定以逸待勞，在距西夏都城銀州25裡的永樂川築城。永樂城建好後，西夏舉全國之兵圍困這座沙洲小城，他們切斷了宋軍的補給線，斷絕了通向城中的水道，使一座剛剛建成的新城頓時成為一座死城。彼時，守衛米脂的沈括欲率軍馳援，但得報正有一支西夏軍殺向綏德，危及關中，便“先往救之，不能救永樂”，結果永樂城陷，徐禧戰死，而沈括則以“始議城永樂，既又措置應敵俱乖方”的罪名被貶為均州團練副使。貶到這樣一個閒差，基本上就宣告了沈括政治生命的終結，1088年，就在貶官六年之後，經皇帝恩准，他在潤洲的夢溪園致仕歸田。
事實證明，夢溪既沒有成為桎梏這位科學偉人心靈的囚所，也沒有成為他醉臥林泉的別墅，而是成為一部科學鉅著的起點，一個萃煉心智的容器。離開了政治的羈絆，沈括更加自由，他開始潛心著述，認真總結自己一生的科學活動，並廣泛蒐集記述前人及同時代人的研究成果，最終完成了一部曠世奇書——《夢溪筆談》。“予退處林下，深居絕過從，思平日與客言者，時紀一事於筆下，則若有所晤言，肅然移日，所與談者，唯筆硯而已，謂之《筆談》。”在這部幾乎包羅萬象的鉅著中，我們看到的是沈括在浩瀚的自然科學領域的信然獨步，是其在多項學科中的縱橫捭闔。《夢溪筆談》共計26卷，再加上《補筆談》3卷和《續筆談》1卷，合計30卷，內容涉及天文、曆法、氣象、數學、地質、地理、製圖、物理、化學、生物、醫藥、建築、冶金、文學、史學、考古、音樂、藝術等各個方面，尤其值得一提的是，沈括在《夢溪筆談》中，詳細記錄了畢升發明活字印刷術的過程，從而使這項惠澤後世的發明有了可以傳承的文字載體，而身為科學家，不存門戶之見，能將默默無聞的印刷技工畢昇抬升到發明家的序列之中，更能看出沈括的虛懷若谷和嚴謹的治學精神。對於這部《夢溪筆談》，不僅國內學者將其作為研究中國科學史的重要依據，外國學者對它所蘊含的學術價值，同樣評價甚高。日本著名數學家三上義夫讚道：“沈括這樣的人物在世界數學史上找不到，唯有中國出了這個人”，“日本的數學家沒有一個比得上沈括。”英國著名學者李約瑟則說：沈括“是中國科學史上最奇特的人物”，他的《夢溪筆談》是“中國科學史的座標”。
《夢溪筆談》載，當時沈括為了研究光的直線傳播，在總結前人的基礎上，曾做過一個“小孔成像”的實驗。他在紙窗上開了一個小孔，使窗外的飛鳥和樓塔的影子成倒像於室內的紙屏之上，根據實驗結果，他形象的指出了物、孔、像三者之間的直線關係。這位偉大的科學家也許不會知道，通過《夢溪筆談》這個孔洞，他呈現給後人的，同樣是一個豐富而特別的影像。
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