公元一三一年出生于一个封建官僚家庭。父亲沈周,一生在外地做官。沈括从小就跟随父亲走南闯北,游历各地,比较广泛地接触社会,增长了不少知识。沈括自幼对天文、地理、医药等很感兴趣,勤学好问,善于钻研。公元一六三年,沈括在汴京的应试中,考中了进士。一六六年,他入京编校昭文馆书籍。从这时直至一○七六年,沈括先后从馆阁校勘升任司天监、史馆检讨、集贤院校理、翰林院学士、权三司使。沈括是一个热爱祖国、体察人民疾苦、文武双全的政治活动家,同时又是一位很有才能的科学家,一位学识渊博、造诣很深的伟大学者。
沈括
他的一生,一面从事政治活动,做了许多有益于人民的实际工作;一面进行科学研究,对天文、数学、历法、地理、物理、生物、医药、文学、史学、音乐等各门学科,都有卓越的成就。在政治活动方面,他在神宗时积极参加王安石变法运动,亲自主持整治汴河(北宋时的一条重要交通枢纽)的工程,考察两浙(即浙西苏、杭,浙东温、台等州)的水利和差役,出使辽国办理边界交涉,带领军队坐镇陕西同西夏作战等,建立过不可抹杀的功绩。在科学研究上,他于晚年著成的科学论著《梦溪笔谈》以广博的内容、独特的创见、精当的记述而闻名于国内外,是当时中外历史上所罕见的一部巨著,一向受到许多学者的重视。
沈括画像
日本的数学家三上义夫对沈括给予很高的评价:“日本的数学家没有一个比得上沈括,象中根元圭精于医学、音乐和历术,但没有沈括的经世之才本多利明精航海术,有经世之才,但不能象沈括的多才多艺,沈括这样的人物,在全世界数学史上找不到,唯有中国出了这一个人。”英国教授李约瑟曾称《梦溪笔谈》是“中国科学史上的座标。”《梦溪笔谈》共三十卷,其中包括《补笔谈》三卷,《续笔谈》一卷。全书分为故事、辩证、象数、人事、杂志、药议等十七目,六百零九条。
沈括蜡像
全书以约三分之一的篇幅,记载了我国古代、特别是北宋时期自然科学的辉煌成就,内容涉及到天文、历法、气象、数学、地质、地理、制图、物理、化学、生物、医药、建筑、冶金、文学、史学、考古、音乐、艺术等十分广阔的领域。划《梦溪笔谈》的科学成就,最大的是天文、历法和数学。在天文、历法方面,沈括精心改制了浑仪、浮漏、景表等天文观测仪器继承了张衡关于月亮不发光的天文学说,正确生动形象地解释了日月食的基本原理和黄、赤道的论述,并将他在司天监时所提出的许多卓越的见解加以充实、提高,收进《梦溪笔谈》中。他还通过对天体运行规律的长期艰苦的实际观察和对天文学的研究,得出春、夏、秋、冬四时季节的产生,主要是节气的变化使然,与日月的盈亏无关的结论,因此,以“实考天度”为依据,修改旧历法,用《十二气历》代替以前的旧历。
沈括剧照
沈括制订的新历“简易端平,上符天运,无补缀之劳”,大大改变了过去的旧历中“岁年错乱,四时失位”的状况,非常有利于春耕、夏种、秋收、冬藏的农事安排,适合劳动人民的需要。这部新历法,后来为世界各国所通用。现在,英国气象局统计农业气候和生产所用的《萧讷伯历》,就是采取和沈括的计划相同的一种历法,但比沈括晚了九百多年,沈括和《十二气历》以灿烂的篇章载入史册。图《梦溪笔谈》反映了沈括在数学研究领域内创造的两项重大的科学成果“积隙术”、“会圆术”、“积隙术”是一个解决垛积求和(高阶等差级数求和)的数学问题。
沈括故居
沈括看到把瓮、缸、瓦盆之类的东西,堆成一种长方台形状,底层排成一个长方阵,以上逐层长阔各减一,要想计算它的总数,觉得用《九章算术》及其他数学著作里所载的“刍童”(长方台)的求积法,不能适用,便创立了一种新的正确的计算法一积隙术。积隙术的创立,使中国古代数学研究产生了新的飞跃,它不仅在中国古代数学史上占有重要的地位,而且在世界级数论的发展史上也有十分重要的地位“会圆术”是沈括在平面几何学上的创造。“会圆术”是已知圆的直径和弓形的高(古称“矢”),求弓形的底和弓形弧的方法。这个方法,是继九章算术弧田术以后的另一个近似公式。沈括对“会圆术”的创立,为元朝郭守敬的球面三角学奠定了基础。
印着沈括的铜章
郭守敬编制《授时历》以四次方程式求天球“黄道积度”的矢,就是引用沈括这个公式来列式的。沈括在物理学方面也很有成就。在《梦溪笔谈》里,他对指南针作了科学的阐述,并在研究指南针的装置和指向的实验中,发现了“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东不全南也”的地磁偏角(地球子午线和地理子午线不一致而形成的偏角)现象,写下了世界上最早的地磁偏角纪录。这个发现,比欧洲意大利航海家哥伦布一四九二年第一次横渡大西洋时观测到的地磁偏角早了四百多年。在光学上,沈括对凹面镜照物体所成的像倒立问题的原因,进行了深入的研究和精辟的解释。
参考资料:
·《梦溪笔谈》
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