22 宋元时期的创造发明与中外交通（2）

沈括和《梦溪笔谈》

沈括，字存中，号梦溪丈人，浙江杭州人。他出身于官宦世家，很小的时候就跟着父亲宦游各地，增长了很多见识。沈括32岁时科举中进士，步入官场。不久之后，他卷入了北宋历史的重大事件——王安石变法，沈括深受王安石的器重，担任过很多中央要职，曾一度官居三司使。不过他的仕途也随着王安石变法的失败走向了衰落，先是被贬为地方官，之后还曾一度在西北边疆抵御西夏。

论做官，沈括在北宋这种政坛巨星起起落落的时代里，并不显眼，真正让他载入史册的是沈括的科学成就。他一生致力于科学研究，在很多科学领域都有着很深的造诣和卓越的成就，他创立了隙积术、会圆术，发现了磁偏角，还用石油制墨，他的代表作《梦溪笔谈》内容丰富，集科学成就之大成，被称为“中国科学史上的里程碑”，同时沈括也被誉为“中国整部科学史中最卓越的人物”。

沈括能成为科学家，有两个与人不同的地方，一是喜欢问为什么，二是喜欢一探究竟，这与中国古代大多数文人喜欢空谈截然不同。有一次，沈括读到白居易的《大林寺桃花》，“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，十分疑惑，为什么山寺里的桃花晚开？为此，他一探究竟。到了四月时，沈括爬上高山，来到山中的寺庙，看到了盛开的桃花。沈括恍然大悟，原来山上的桃花之所以晚开，是因为山上的温度比山下低，所以花季来得晚。

沈括在读唐人《酉阳杂俎》时，读到“高奴县有洧水，可燃”，他很好奇“水”怎么可能燃烧呢？后来他到陕北为官，决定实地考察一番，考察中他发现了一种褐色液体，还了解到当地人用这种液体烧水做饭，点灯取暖。他给这种褐色液体取名为“石油”，同时利用它燃烧时的烟制成松烟墨。他在《梦溪笔谈》中记述道：“生于水际，沙石与泉水相杂，惘惘而出，土人以雉尾挹之，乃采入缶中，颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓，所沾帷幕皆黑。予疑其烟可用，试扫其煤以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之。其识文为‘延川石液’者是也。此物后必大行于世，自予始为之。盖石油至多，生于地中无穷，不若松木有时而竭。”后来石油果真成为人类生产生活中重要的资源。

《梦溪笔谈》是沈括撰写的科学巨作，是一本涉及自然科学、工艺技术和社会历史现象的综合性笔记体著作。全书一共分30卷，其中《笔谈》26卷，《补笔谈》3卷，《续笔谈》1卷。全书有17目，凡609条。内容涉及天文、数学、物理、化学、生物等各个门类学科，其价值非凡。书中详细记载了中国古代劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和沈括自己的研究成果，反映了中国古代特别是北宋时期自然科学取得的辉煌成就。

沈括博闻多学，对天文、地理、律历、音乐、医药等方面都有研究，再加上他为官多地，行走四方，对当时的科学发展和生产技术的情况非常了解。《梦溪笔谈》内容十分全面，如水工高超、木工喻皓、发明活字印刷术的毕昇、炼钢炼铜的方法等，凡有所及，无不详为记载，因此，被西方学者称为“中国古代的百科全书”。英国科学史家李约瑟评价《梦溪笔谈》为“中国科学史上的坐标”。

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沈括与苏轼

沈括要去浙江做官，宋神宗特意嘱咐他：“苏轼现在在杭州做通判，你去了后要多关照他。”沈括到了杭州后，与苏轼相见甚欢，苏轼还拿出了自己新写的诗词给沈括抄录。后来有人弹劾苏轼攻击朝廷新法，神宗大怒，下令严查。这时沈括不念旧情，反而落井下石，拿出抄录的苏轼作品，把他认为是诽谤新法的诗句，一一用朱笔加注，尤其是一句“根到九泉无曲处，世间唯有蛰龙知”，沈括硬生生地说这是在影射皇帝。苏轼因此下狱，差点被处斩，这就是著名的“乌台诗案”。

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黄道婆“衣被天下”

黄道婆生活在宋末元初，松江人，对中国纺织业的发展有着杰出贡献。当时棉纺织业兴起，黄道婆在海南崖州，向当地人学习先进的棉纺织技术，总结出“错纱、配色、综线、挈花”的织造技术，制造和改进纺织专用机器，对促进长江流域棉纺织业和棉花种植业的迅速发展起了重要作用，被后人誉为“衣被天下”。

元代科学家郭守敬

郭守敬，出生于1231年，字若思，河北邢台人，是元代著名的天文学家、数学家、水利学家，著有《推步》《立成》《仪象法式》等。

1276年，郭守敬奉命修订新的历法，历时4年，制定出《授时历》。在这部历法著作中，郭守敬定一回归年为365.2425天，比地球绕太阳公转一周的实际时间仅差25.92秒，这一精度与目前国际通用的公历相当，但比西方早了300多年。在《授时历》中，郭守敬推断，大德三年八月己酉朔巳时，应有日食，“日食二分有奇”。但到了那一天，却没有看到日食。后来根据现代天文学推算，那天确实有日食发生，是一次路线经过西伯利亚极东部的日环食。

郭守敬是个发明家，他从小就爱钻研。16岁时他根据书上的插图记载，自己动手制出一架浑仪，还用土给这个竹制的浑仪做了个底座，方便天文观测。他还研制出了在当时很先进的计时仪器，而该发明的灵感来自他看到的北宋燕肃一幅拓印的石刻莲花漏图，他仅凭一张图就探查出了背后的工作原理，从而进行仿制改进。在创作《授时历》的过程中，为了保证该书的科学性，他发明了很多在天文台上使用的仪器，做了很多科学观测，《授时历》是当时世界上最先进的一种历法。

郭守敬的数学成就也很高，他发明了弧矢割圆术，将各种球面上的弧段投射到某个平面上，利用传统的勾股公式，求解这些投影线段之间的关系。这与现在的球面三角学公式在本质上是一致的。

郭守敬还是一位水利学家。他曾任都水监事一职，勘查监管从大都到通州的运河的修建工程。当时统治者忽必烈十分重视大运河的修建，特批给了郭守敬很大的权力。在郭守敬的领导下开辟大都的白浮堰，开凿从通州到大都积水潭这段河道。1291年开始动工，1293年通惠河开凿完成，忽必烈大悦，赐名“通惠河”，命他仍以太史令职兼提调通惠河漕运事。

鉴于郭守敬在天文方面取得的杰出成就，1970年，国际天文学会将月球背面的一座环形山命名为“郭守敬环形山”。1977年，国际小行星中心将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。中国科学院国家天文台也将国家重大科技基础设施LAMOST望远镜命名为“郭守敬天文望远镜”。