在中國古代很長時(shí)間以來,中國的科技水平是居于世界領(lǐng)先水平的,而且涌現(xiàn)出了大批的有成就的科學(xué)家。其中有一個(gè)在世界上都享有很高的盛譽(yù),英國著名科技史學(xué)者李約瑟稱頌他是“中國整部科學(xué)史中最卓越的人物;”日本數(shù)學(xué)家山上義夫認(rèn)為這樣的人物世界數(shù)學(xué)史上是找不到的,只有中國有一個(gè)。這個(gè)人物就是我國著名的科學(xué)家沈括。他之所以得此崇高的贊賞,是因?yàn)樗谄渲鳌秹粝P談》中對中國古代科技的集大成的記錄和創(chuàng)新。
沈括(1031—1095年),字存中,杭州錢塘(今浙江杭州)人。其父沈周(978---1051年),字望之,大中祥符八年(1051年)進(jìn)士,歷任漢陽(今屬湖北)掾,高郵(今屬江蘇)從事,大理丞監(jiān)蘇州酒務(wù),知簡州平泉(今四川簡陽),蘇州通判,知潤州(今江蘇鎮(zhèn)江),知泉州(今屬福建),開封府判,江南東路按察使,知明州(今浙江寧波)等職。母許氏出身于蘇州一個(gè)注重武略的書香門第,為北宋著名軍事戰(zhàn)略家許洞的幼妹,知書達(dá)禮,通曉文墨,對沈括的一生和事業(yè)都有著重大影響。沈括從小接受了系統(tǒng)的儒學(xué)教育,又隨父宦游四方,見識(shí)各地人情物理,大大開闊了眼界,為其后期的科學(xué)創(chuàng)作奠定了基礎(chǔ)。
熙寧五年(1072年),沈括曾主持了汴河的水利建設(shè)。宋仁宗嘉佑八年(1063年),33歲的沈括考中進(jìn)士,被任命做揚(yáng)州司理參軍,掌管刑訟審訊。三年后,又被推薦到京師詔文館編校書籍,使他有機(jī)會(huì)開始研究天文歷算。神宗熙寧(1072年)兼任提舉司天監(jiān),職掌觀測天象,推算歷法。接著沈括又擔(dān)任史館檢討,熙寧六年做集賢院校理。這些職務(wù)上的便利條件使沈括有機(jī)會(huì)閱讀更多的皇家藏書,充實(shí)了自己的學(xué)問。沈括是個(gè)注重創(chuàng)新的人,在政治上他積極支持王安石的變法;科學(xué)上從不囿于舊說。1072年他到司天監(jiān)任職時(shí),一上任就啟用平民衛(wèi)樸造新歷,罷掉了六個(gè)不稱職官員,啟用一批士人,為他們開設(shè)培訓(xùn)班,分五科進(jìn)行培養(yǎng),然后分配在監(jiān)內(nèi)任職。在司天監(jiān)內(nèi),沈括還新置渾儀、景表、五壺浮漏,使司天監(jiān)的工作有很大改觀。
在元佑二年(1087年)因完成《天下州縣圖》(亦名《守令圖》)而被特許“任便居住”,次年(1088年),他正式結(jié)束三十多年的仕途生涯而定居潤州(今江蘇鎮(zhèn)江)夢溪園,開始了晚年生活。就在這里,他寫出了一系列重要的著作。其中《夢溪筆談》就是在此時(shí)根據(jù)一生的所得創(chuàng)作完成的。《夢溪筆談》內(nèi)容涉及力學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。原書編為30卷,現(xiàn)傳本為26卷,一共分為17門,分別是故事、辯證、樂律、象數(shù)、人事、官政、權(quán)智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、民事、謬誤、譏謔、雜志、藥議。又有補(bǔ)筆談二卷、續(xù)筆談一卷。從統(tǒng)計(jì)數(shù)字得知,純自然科學(xué)的內(nèi)容共207條,占全書內(nèi)容的近一半。如果從廣義上理解科學(xué),《筆談》中有近五分之三的內(nèi)容屬于科學(xué)。
在天文學(xué)方面,他主持制造的渾儀、浮漏,都對以前的技術(shù)有所突破,并且流傳久遠(yuǎn)。沈括還主持制定了奉元?dú)v,他主張“根據(jù)實(shí)測來修歷”的思想成為后來郭守敬修歷的指導(dǎo)理論。但是沈括最大的成就就是創(chuàng)造性地提出了“十二氣歷”,提出廢棄陰歷,即按節(jié)氣來定月,每年以立春為一年的開始,每個(gè)月?lián)碛?個(gè)節(jié)氣,大月31日,小月30日。這種歷法可說是歷法史上帶有革命性的創(chuàng)意,比西方相似歷法的提出早了近九百年,但是卻不為當(dāng)時(shí)人所用。
在地理學(xué)上,沈括在他輾轉(zhuǎn)于各地的旅途中,對于不同的地形地貌,仔細(xì)觀察,星形成了創(chuàng)造性地理論。熙寧七年(1047年),沈括察訪浙江東部時(shí),發(fā)現(xiàn)溫州的雁蕩山和其他山很不相同,只在進(jìn)入古地,才能見到山峰聳立,直沖云宵。對于其成因,沈括在卷二十四中說:“原其理,當(dāng)是為古中大水沖擊,水土盡去,惟巨石巋然挺立耳”。沈括的看法是十分正確的。在歐洲,英國赫頓在《地球理論》一書中闡述過流水侵蝕作用,這已是18世紀(jì)末,比沈括晚了約700年。
在物理學(xué)方面,沈括也有著多方面的建樹。在磁學(xué)方面,他提出了人工磁化技術(shù)與四種指南安置方式。不僅指出了磁偏角現(xiàn)象,而且1還指出了磁石的兩極性。在光學(xué)方面,沈括對陽(即凹面鏡)的成像作了非常詳盡的描述,對鏡面大小、鏡面曲率與成像的關(guān)系,已有很清楚的認(rèn)識(shí)。在聲學(xué)方面,沈括用紙人進(jìn)行的基因共振(沈括名之為“應(yīng)聲”)實(shí)驗(yàn),歐洲一直要到17世紀(jì)的諾布爾與皮特才有同類的實(shí)驗(yàn)。
在醫(yī)學(xué)上,《蘇沈良方》無疑是沈括最主要的代表作。《蘇沈良方》并不真是蘇軾與沈括合作的醫(yī)書,而是先有沈括所著的《良方》10卷,后人把蘇軾的醫(yī)藥雜說也附入其中,才有了現(xiàn)今所見到的《蘇沈良方》。在書中,他對藥物和藥理有許多獨(dú)到的見解。例如,通過研究,他對細(xì)辛、杜若、枳實(shí)等藥物存在的“一物多名”、“一名多物”和“名實(shí)錯(cuò)亂”的現(xiàn)象作了考訂;對《神農(nóng)本草經(jīng)》等古書中關(guān)于山豆根等藥物性記載的錯(cuò)誤作了糾正;對辯疾、治疾、配方、采藥、藥物的保管和加工制作、服藥的正確方法等,都提出了一些中肯的看法,這些看法既來自實(shí)踐,又符合辯證法,直到今天,也是很有價(jià)值的。
《筆談》還記錄了許多別的科學(xué)家的研究成果,如衛(wèi)樸的歷算學(xué),畢生的活字印刷,孫彥先的成因說,李元規(guī)的天氣預(yù)測等。對于科技的傳承做出了重大的貢獻(xiàn)。難怪李約瑟用了許多篇幅討論沈括的《筆談》,同時(shí)稱它為“中國科學(xué)史上的坐標(biāo)”,認(rèn)為沈括“是中國科學(xué)史上最奇特的人物”。
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