许丽雯

    宋代，在我国历史上被誉为科技的发展达到了前所未有的高峰的时代，而这一时代的代表人物就是北宋中叶卓越的科学家、政治活动家沈括。

    沈括（公元1031—1095年），字存中，钱塘（今浙江杭州）人。父亲沈周曾经先后在简州、润州、泉州等地做过地方官。沈括幼年时就跟随父亲四处赴任，这使他有机会接触社会，了解下层人民生活。

    沈括在24岁时承袭父荫，相继做过沭阳主簿，东海、宁国、宛立等县县令。在任上，他曾经领导疏浚沭水、修治芜湖万春圩工程，为民间做了许多有益的事。

    嘉佑八年（公元1063年）沈括进士及第，从此他开始在朝廷任职，而这一时期正是王安石拜相，积极推行新法的时期。沈括与王安石很早就有私人交谊；而且他们的政治见解也大多相同，所以他很快便加入变法行列，成为中坚和得力干才。

    熙宁四年（公元1071年）以后的十年时间内，沈括在仕途上一直是比较顺利的，他先后担任检正刑房公事、提举司天、河北西路察访使、权三司使等职，并奉命出使辽国，解决宋辽边界争端。在这一段时期，沈括的政治活动是积极而有成效的，他以自己的干练、博学，为整顿朝廷吏治、推行新法作出了很大的贡献，显示了作为政治活动家的积极面。

    沈括政治生涯中的另一重要阶段是在西北边疆度过的。元丰三年（公元1080年）沈括从青州调任延州知州，兼鄜、延路经略安抚使，奉命措置陕西四路未了防务。他到任后讲求强兵安边，训练兵丁，修茸城寨，补充军备，为抵御西夏的侵略作了积极准备。后来的顺宁、细浮图、吴堡、义合寨之役，宋军在沈括的指挥下痛击西夏军队，取得了较大战功。

    元丰五年（公元1082年），沈括奉命指挥修筑永乐城（旧址在今宁夏银川附近）。城刚修好，就遭到西夏军队的猛烈攻击。宋军在这次战争中损失惨重，阵亡将士一万两千余人，丧失军马数万匹，这就是历史上有名的“永乐城之战”。事后，作为鄜、延路经略使的沈括也以“措置乖方”的罪名被贬谪，送往随州监管安置。

    永乐城之败意味着沈括政治生涯的终结，从此他开始了一种与前迥异的谪居生活，那时他刚满52岁。

    元丰六年（公元1083年）以后，沈括以戴罪之身迁徙于随州、秀州、润州一带。当他在润州（今江苏镇江）看见自己十年前购置的一所庄园，山水风景酷似从前在梦中所见，心中异常欣喜，决定在这里定居下来，并将其地取名为“梦溪”（梦溪旧址在今镇江市郊）。

    晚年的沈括一直羸弱多病，加上家庭生活的困扰，更加速了他身体状况的恶化，在绍圣二年（公元1095年）黯然谢世，卒年65岁。

    沈括是一位博学多才的学者。他的著述据《宋史·艺文志》记载有22种之多，但是大部分都已经亡佚了，现存最负盛名的著作即是《梦溪笔谈》。

    《梦溪笔谈》（以下简称《笔谈》）是沈括晚年谪居润州梦溪园时陆续写成的。这是一本内容极为丰富的杂谈式笔记，既包括了他毕生研究科学的成果，也记载了当时的科技成就、典章制度、诗文掌故，以至于街谈巷议、异说奇闻，几乎无所不包。英国剑桥大学李约瑟博士在他所著的《中国科学技术史》一书中按照现代科学原则对《笔谈》所有条目进行了分类，共划分出25个类别，每个类别包括若干条：一、官员生活和朝廷（60）；二、学士院和考试事宜（10）；三、文学和艺术（70）；四、法律和警务（11）；五、军事（25）；六、杂闻和轶事（72）；七、占卜、方术和民间传说（22）（以上人事材料共270条）八、《易经》、阴阳和五行（7）；九、数学（11）；十、天文和历法（19）；十一、气象学（18）；十二、地质学和矿物学（17）；十三、地理学和制图学（15）；十四、物理学（6）；十五、化学（3）；十六、工程学、冶金学和工艺学（18）；十七、灌溉和水利工程（6）；十八、建筑学（6）；十九、生物科学、植物学和动物学（52）；二十、辰艺（6）；二十一、医学和药物学（23）（以上自然科学共207条）二十二、人类学（6）；二十三、考古学（21）；二十四、语言学（36）；二十五、音乐（44）（以上人文科学共107条）从以上我们可以了解《笔谈》内容的概貌。另外，李氏分出的各类之间还有交叉现象，例如有的人事材料又包含了自然科学、人文科学的内容，从而更增大了它在科学史上的价值。

    《笔谈》记载了沈括在自然科学方面的大量研究成果，这是他毕生从事科学活动的结晶，也是本书的精粹所在。

    沈括的研究活动是多方面的，因而他的成就也不局限于某一学科门类，几乎在自然科学的所有领域都有所建树，显示出他超群的才华。

    在天文学方面，沈括继承张衡等前辈科学家对日月的认识，正确指出日月的形状如弹丸，并由此解释了月亮发光和月蚀产生的原因（第130条）。为了更精确地观测天象，沈括在掌管司天监期间，对古代天象观测仪器——浑仪、漏壶、日晷，进行了大胆的改造，使它们的精度大大超过前代（第150条）。另外，他还记载了常州发生的一次星陨现象，考察出陨星的组成成分是铁。这一认识与现代科学分析是相吻合的（第340条）。

    在磁学方面，沈括观察了磁针的构造，指出用磁石磨针尖就能使铁针指南，是世界上有关人工磁化现象的最早记录。同时，他还第一个发现了磁偏角，这比西方哥伦布于1492年横渡大西洋观测到磁针偏侧现象早四百多年（第437条）。

    在数学研究领域，沈括也有很多杰出的成就，《笔谈》记载的“隙积术”和“会圆术”公式就是他享有盛誉的成果之一。“隙积术”是一种高阶等差级数的求和公式。“会圆术”则是一种求圆弧长的近似公式。沈括的研究成果为南宋数学家杨辉的“垛积术”研究和元代郭守敬创制《授时历》奠定了基础（第301条）。

    在物理光学方面，沈括注意到了凹面镜（阳燧）成像倒立的问题，并做了小孔成像的实验，用物体存在着“碍”（焦点）来解释这两类光学现象，发展了古代有关光学方面的理论（第44条）。他对凸面镜曲率进行研究，总结出镜面大小与曲率成反比例的关系（第327条）。他还对自己收藏的透光镜进行考察，发现了这种铜镜奇特的透光现象。沈括尽管还不能彻底解释铜镜透光的原理，但其解释为现代研究提供了新的线索（第330条）。

    在地质学方面，沈括考察了雁荡山的特殊地貌，并把考察结果与陕北的土柱相类比，从而认识到水对地表的侵蚀作用（第433条）。看到太行山麓含有大量海生动物化石，他便推想这里原来可能是海滨，指出河流带走的泥沙到下游淤积成为平原，正确解释了华北平原的成因（第430条）。这些论断都比西方地质学家的发现早了数百年。难得的是，沈括的研究并不拘于表象的观察，而是从表象深入，进行合理的推断。他在延州看到古代的竹化石，由此推论古代延州气候一定温暖湿润，与宋时已有了较大的差异，显现了沈括善于思考的精神（第373条）。

    我国是世界上最早发现石油并开发这一资源的国家。沈括在延州任上考察当地人采集石油的情形，收集石油烟炱，制造出质地优良的墨，开辟了石油利用的新途径。他把油液命名为“石油”，这一名称一直沿用至今（第421条）。

    《笔谈》不只是描述了沈括多年的研究成果，而且还用大量篇幅记载与他同时代的科学家、艺术家的发明创造，反映了当时最新科学技术成就，因此《笔谈》也就成为了北宋科学技术史的汇编。

    首先，我们要提及最为人称道的活字印刷术。印刷术是我国古代四大发明之一，活字印刷源于宋代。宋代布衣（平民）毕昇研制胶泥活字，并创造了一套排版工艺程序。这是世界印刷技术史上的一次重大革新，大大促进了世界文化发展。在宋代的文献资料中，只有《笔谈》详细地记载了毕昇的业绩，为我们留下了唯一的文字记录，使我们能够得知这一伟大发明的概貌（第307条）。

    金属冶炼在宋代是一种非常发达的手工业，那时已经掌握了多种冶炼技术，能制出不同规格的金属材料。沈括考察了磁州作坊的炼钢工艺，记载了团钢、百炼钢的冶炼方法（第56条）。青堂羌人善于制造“瘊子甲”，他们把坚铁经过冷锻，使厚度减少到原来的三分之一，以此来增强钢铁的硬度和韧性。沈括对这一冷锻技术给予了充分肯定（第333条）。宋代还大量利用信州的“苦泉水”（胆矾）提炼铜。这实际上是用铁从硫酸铜溶液中置换出铜来的化学反应，是现代湿法冶金的雏形。它的生产情况也见于《笔谈》的记载（第455条）。

    宋代的航运极为发达，这就转而促进了造船业的兴盛。为了修补长达20丈的龙舟，在汴京设计建造了船坞（第561条）。为了改进河道通航条件，在真州运河上大量修建复闸，用它取代旧有的埭。这种复闸装置既增加了漕运数量，又减少了维修费用，在我国航运技术史上乃是一次重大革新（第213条）。复闸至今仍保留在内河航运中，例如长江葛洲坝船闸就是一座现代化复闸。

    除了以上内容，《笔谈》还大量记载了北宋时期的各类科技成就，例如苏州用围堤法修造长堤（第240条），陵州用“雨盘”制伏盐井毒气（第224条），解州盐池掺和淡水晒盐（第50条），汴河上修斗门引水淤田（第429条），条目众多，不一而足。只要是在当时有利于生产、造福于社会的各项成就，大多可以在本书中找到记载，从中也显示了沈括经世济民的科技思想。

    在反映宋代科技成就的时候，沈括还能够摆脱世俗偏见的束缚，对下层人民的智慧有一定认识，记载了较多地位低贱者的发明创造。除了前面论及的活字印刷术的发明者毕昇以外，沈括还多次赞扬卫朴在天文历算方面的卓越才干，记载他修撰《奉元历》的精确性和速算技巧（第139、308条）。喻皓是一位技艺高超的木工匠人，他有精湛的木工建筑技术，并写成了专著《木经》。他的事迹也记载于书中（第299、312条）。黄河决堤是我国历代社会的最大水患，水工高超分析了抢险用的“埽”的弊端，提出分节压埽的建议。尽管这一建议遭到主管官吏、老水工的反对，但事实证明只有这种短埽才能堵住堤决（第207条）。在以上各条中，沈括都用了赞扬的口吻记述人民在社会生产中的光辉业绩，对他们的创造力予以充分肯定。

    《笔谈》以如此大量的篇幅记载了自然科学诸方面的成就，因而具有极高的科学价值，受到中外学者的交口称赞。日本数学家三上义夫称沈括为“中国数学家的模范人物或理想人物”，认为像他这样多才多艺的人物，“在全世界数学史上找不到，唯有中国出了这么一个”。李约瑟博士则把《笔谈》誉为“中国科学史上的坐标”。这些赞誉，符合史实，并非溢美。

    除了自然科学的成就外，《笔谈》在人文科学方面的成就也不容低估。这部分内容在书中同样占有相当重要的地位。

    沈括曾一度管理国家财政，接触到了宋代社会大量的经济问题，并在《笔谈》中留下了重要的记载。他评价唐代刘晏实施的籴粮法，对此极为赞赏，并行之于东南地区（第192条）。垫钱法是唐五代至宋推行的一种重要货币制度，有关它的内容也可以从书中查到（第78条）。至于北宋时代的一些财政措施，如盐课、茶利、铸钱额、岁运上供米、吏禄支出等等，《笔谈》都一一记载了确切数字，为研究宋代社会经济提供了比较完整的参考资料。

    沈括对音乐有精湛的研究，《笔谈》保存的《乐律》二卷，至今仍然是我国音乐史研究的重要文献。他分析古乐钟制成扁形的原因，是要排除乐音的拍频干扰，使其节奏清晰（第536条）。他还记载了“胡乐”传入中国的史实。羯鼓、柘枝舞、胡部乐都是源于西域的音乐艺术，自传入汉族地区后，为汉民族文化所吸收，成为唐宋时期人们喜爱的艺术（第86、94条）。这些记载都是研究中外文化交流的重要资料。

    沈括还是一位造诣精深的文学家、艺术鉴赏家，《笔谈》在这些方面也有相当精彩的论述。他记载欧阳修收藏的一幅牡丹花图，人们可以从花卉、动物的神态准确地把握画的内涵，这反映了宋代美术鉴赏的一大原则——以精细不苟的写实反映现实（第278条）。他认为书法的精髓重在创新，倘若因袭前人，那只能是“奴书”，而创新又必须建立在法度之上（第564条）。他记下了穆修与张景讨论句式优劣的佚事，反映了宋初一批散文家崇尚平易简洁的文章风格（第257条）。尤其值得一提的是他记录了王子韶“右文说”的内容。“右文说”是文字学研究的一次重要突破，它从语音的联系探求词义的系统性，乃是现代语源学研究的滥觞。《笔谈》这一记载为汉语史研究提供了重要依据。

    《笔谈》的内容除了反映宋代的自然科学和人文科学的巨大成就以外，还有另一个重要的侧面，就是它在一定程度上反映了宋代的社会现实和矛盾斗争。这些记载常常显示出沈括思想的进步性，有的甚至可以弥补文献的