沈括1031—1095

沈括出身杭州官宦家庭，童年随父宦游，父亲死后荫补沭阳主簿。沈括任内成功治理沭水，然而始终不得提拔，于是参加科举连续考中苏州解元和进士，获任扬州司理参军，并在扬州得到日后丈人张𫇴举荐入京任职馆阁，日后更为王安石提拔参与熙宁变法。在变法期间，沈括改革司天监、治理汴水、巡视两浙水利、视察河北西路边务并出使辽国，凭借诸多功绩受到宋神宗器重，一路拔擢至权三司使，总揽全国财政大权，但因政见不合受新党猜忌、排挤，宋神宗在蔡确力谏下不得不于熙宁十年（1077年）下诏罢免沈括，贬为宣州知州。元丰三年（1080年），宋神宗将沈括调至宋夏战争前线，任命其为鄜延路经略安抚使，后凭军功获奖龙图阁直学士。不久沈括因永乐城惨败被贬随州并受软禁，直到宋神宗死后才得以重获自由，在润州的梦溪园安度晚年，死后归葬杭州钱塘。

沈括一生涉略广泛，史家称其博学多才，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著。沈括作品现今仅存6种，《梦溪笔谈》是其代表作，记录其毕生所闻。沈括思想上倾向于王安石的新学，认同孟子民贵君轻的思想，肯定平民百姓的创造力。他在《梦溪笔谈》中详细记录了发明活字印刷术的毕升、编撰《木经》的喻皓等能工巧匠事迹以及干船坞、复式船闸等发明。他在执掌司天监期间大力提拔平民出身的卫朴，改进窥管、刻漏、浑仪等天文仪器，和卫朴一起编成《奉元历》。沈括还根据自己在太行山和雁荡山的观察，提出了土壤侵蚀和沉积理论，根据出土的化石推论气候存在变迁，还根据自己的实验首次记录地磁偏角。沈括于文艺亦有所建树，其自幼开始收藏书画，亦精于乐理，详录当时的民间燕乐，计算十二律管长，并解释乐器之间的共鸣现象，晚年与琴作伴。沈括笃信命运却不迷信，对世间奇异之事尤为好奇，还对佛道两教有所论述。

沈括在生前因参与熙宁变法被列入奸党行列，其著作《梦溪笔谈》具有中国科学技术史史料价值。

生平

家庭背景

沈括出身吴越官僚家族，自认寒门出身。沈括的家族出自湖州武康县的望族吴兴沈氏，沈家自沈括高祖辈析出，移居杭州钱塘县，祖坟也在钱塘西溪（今浙江杭州留下街道）。沈括的曾祖父沈曾庆曾经担任吴越国的营田使，管理地方上的屯田事务，吴越纳土归宋后沈曾庆升任崇信军（今湖北随州）节度掌书记，后出任大理寺丞，分司西京（今河南洛阳）；沈括的祖父沈英早逝，虽然生前没有入仕，但也凭借子女死后获得了兵部尚书的赠职。沈括的父亲沈周（字望之）从小和兄长沈同相依为命，沈同于咸平三年（1000年）进士及第，沈周也于大中祥符八年（1015年）及第。沈同有两个儿子沈振、沈扶，沈扶的儿子亦即沈括的两个侄子沈遘、沈辽都是当时的名士。沈周考中进士后，先后在平泉、苏州、润州、明州等出任地方官。沈括的母亲许氏来自苏州吴县，与沈家门当户对，都是延续自吴越国的官宦世家。许氏父亲许仲容官至太子洗马，至少抚养有四个孩子，许家后来也出了许谦这样的理学家。许氏有一位兄长名叫许洞，也是进士及第，曾经两度被派往北方安抚流民，并著兵书《虎钤经》，许氏在他的影响下也会读书认字。许氏还有一位同胞姐妹嫁与谢涛，其女分别嫁与梅尧臣、黄庭坚和王安石弟弟王安礼，因此沈括与梅、黄、王都是姨表亲。沈括一家育有二男二女，沈括的一位姐姐嫁与吴越国丞相杨岩的孙子杨文庆，大哥沈披曾任宁国县令等地方官。

早年生活

沈括是家中幼子，出生于宋仁宗明道元年（1032年）前后，出生时父亲沈周54岁、母亲许氏47岁，由于是老来得子，沈括自幼多病，备受父母关爱。当时沈周从广南东路调任封州，后又调至苏州，因此沈括可能出生在沈周任职过的平泉（今四川简阳平泉街道）、封州（今广东封开），抑或是许氏的家乡苏州吴县等地，后来沈括随母入籍吴县（今江苏苏州）。沈括童年大部分时间都跟随父亲任官在各地奔波，留下记录不多，惟晚年《梦溪笔谈》留下少许记事。

沈周在沈括出生不久就入朝担任大理寺丞，约宝元二年（1039年）因为触怒权贵贬职，接替范仲淹出任润州知州，沈括也随父亲到润州（今江苏镇江）。康定元年（1040年），沈周调任泉州知州，沈括也随着父亲来到泉州。沈括后来在《梦溪笔谈》中描绘了当时王举直在潮州所抓捕的一条巨型鳄鱼，并且还向当地人学习捕捉鳄鱼的方法。沈括在泉州时还结识了五代闽南军阀陈洪进后人陈文琏，陈文琏曾经在广州抓捕巴蜀民变的领袖李顺，沈括得以到陈家查阅当年起义留下来的档案。沈括在福建见到很多人使用钩吻杀人，而《本草经》却将其列为药物，医书又说钩吻别称野葛，于是观察发现《酉阳杂俎》记载的野葛与闽南人所称钩吻并非一物，详细描述了这种毒物与野葛之间的区别。庆历三年（1043年）沈周升任开封府判官，沈括也随着父亲从福建前往汴梁。路过福建南安时，沈括看到韩偓诗文真迹，喜爱不已。沈括在汴梁时，曾经在集禧观游玩的时候研究过结冰的纹理。庆历八年（1048年），沈周调任江东路转运使，沈括随父亲至江宁府（今江苏南京）。沈括在江宁时，发现厨师压肉的石头上有刻字，洗干净发现是南齐海陵王的墓志铭，将之珍藏多年；他还从医师王琪学习到“神保丸”药方，治好了自己多年的颈部疼痛，这一药方后来存入《苏沈良方》中。

贡献

数学、物理学及应用

沈括在计量、算术、几何领域都有独到见解，将其在数学领域的知识应用于各种技术领域。沈括曾经总结筹算的简便运算法，总结出求一（乘除法乘数首位为1的计算）、上驱（将其它乘法运算转化为求一）、重因（或称搭因，即将乘数因数分解为单位数，以避多位数乘法）等方法。沈括研究音乐学和天文学的时候考察了宋代度量衡制度，考订宋尺比周尺为2530:1845，按照沈括的计量宋尺长度应为31.53厘米，与考古文物实物相近；他还考证宋升系今天670.39立方厘米或740.74立方厘米，根据南宋刘辉计算宋升约为673立方厘米与沈括前述计算有相似；沈括计算的宋斤为930克，但考古实物约为640克，相差较大。沈括在几何领域发明了会圆术和隙积术：沈括的会圆术是由《九章算术》圆田术发展而来，利用圆的弦长、矢高、直径求弓形弧长的近似值，元代的郭守敬在沈括公式基础上进一步推导出弧矢割圆术；所谓隙积是指三维空间内叠棋、垒酒等积累形成的空隙大小，实际上指代二阶等差数列求和，沈括推导出其求和公式并加以解释。沈括还是研究组合数学的先驱者之一，沈括研究过一行的棋局都数问题（即围棋能够有多少种下法），估算总数为 (10000)⁵² （实际为 (10000)⁴³），此外沈括还在组合构造、组合优化领域有所开拓。沈括主管三司期间记录了许多数学的实际应用问题，其中包含计算地租、估算需求、货币流通等等，沈括在西北战事也有利用数学计算军队布阵所需占用的空间，还估算固定物资供应条件下战役可以持续的最长时间。

沈括模仿战国时代的墨子进行了小孔成像和阳燧（凹面镜）取火的实验，沈括解释了凹面镜照射成倒像的原理，认为凹面镜和物体之间存在如同窗隙一样的“碍”（即今天的焦点），“碍”起到收束光线的作用，光线通过“碍”投射物体则会出现倒像，相反如果物体在凹面镜上则永远不会出现倒像，如果位于“碍”处则不会成像，再远离才会出现倒像，但是沈括将凹面镜焦点成像的原理和小孔成像作类比，现代科学已经证明两者原理不同。沈括的这一发现早于欧洲研究者，欧洲直到15世纪达芬奇才发现了焦点的作用。沈括还对声学有所研究，他解释了共振现象的原理，并且作出弦共振的科学实验。沈括研究过声源形状与声音的关系，通过研究得出规律，认为扁形的钟“声短则节”，圆形的钟“声长则曲”，两者发声之后振幅衰减程度存在差异。虽然共振已为古代乐人所熟知，但沈括认为共振是自然界的普遍规律，并且以琵琶为例说明管乐也能够引起弦乐的共振现象。沈括在调试七弦琴的时候使用纸人进行共振实验，琴弦发生共振时纸人会跳动，沈括借以说明共振是由于音律高下相同产生。藉数学计算，沈括发现《史记·律书》按三分损益法调音的黄钟大小“八寸七分一”有抄录错误，订正为“八寸十分一”。

生物医学

沈括在医药学领域详细描述了中医诊断、开方以及中草药选材、预制、管理等方面的重难点。沈括十分关注有关中医诊断的细节，考察传世文献的准确性，探究不同种类中草药的提炼和使用，对药材适宜种植、收获的时间及各部位的要用价值都有深入研究——尤其是那些家养本草，他详细记载了其种植、施肥等方面的细节。沈括记录并系统描述了中国发现的上百种动植物、矿物的特性，为中国古代植物学、动物学和矿物学作出贡献，例如沈括就论及雌黄可以用于擦拭纸张书写错误。

影响

评价及研究

沈括在生前被列入王安石亲信、元祐党人之列，成为当权者眼中的误国误民的奸党小人，不论新党还是旧党都对其人品有不少非议。沈括的作品在哲宗、徽宗朝被视作异端邪说加以毁禁，直到宋钦宗即位、蔡京倒台以后才得以解禁。沈括死后，王铚《元祐补录》称沈括在乌台诗案中告发苏轼，后来在贬谪梦溪园时又主动巴结苏轼，这种小人形象因余秋雨的散文为大众所知，并为后来出版的《苏轼年谱》《苏轼传》所采信；但该记载的真实性存疑，包括在《续资治通鉴长编》中引用此例的李焘也质疑“年月先后差池不合”，《沈括评传》的作者祖慧认为孤证不足征，据喻世华教授考证《元祐补录》外有关沈括与苏轼直接交往的记录仅沈括贬谪润州时苏轼《书沈存中石墨》一例。后世史书多推崇其博学多才，例如《宋史》评价沈括“括博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算，无所不通，皆有所论著”，这种观点一直延续到清朝，清代《四库全书总目提要》则称赞“括在北宋学问最为博洽，于当代掌故，及天文算法钟律，尤所究心”。20世纪以来，随着中国科技史研究的开展，对沈括的评价逐渐由沈括由博学的文学作家转为科学家。

中国国内对本国科学史的研究始于20世纪初，在发展之初就带有爱国主义倾向，一直比较偏重于沈括这类中国科技史上的正面案例，至1949年中华人民共和国成立和1953年朝鲜战争爆发后以后就越发强烈，文革批林批孔运动中则趋于极端化的群众运动，这种历史观念一直影响到今天的科学史研究。根据台湾学者傅大为的统计，截至1982年已经出版的中国科学史研究论文中沈括名字出现频率高居榜首，成为最受现代学者青睐的古代科学家，亦是两岸教科书中国科学史部分的标志性人物。对沈括的科学史研究起源于1926年竺可桢发表的《北宋沈括对于地学之贡献与纪述》，随后浙大的张荫麟在1936年发表《沈括编年事辑》第一次以“科学家”评价沈括，竺可桢校长还曾在浙大玉泉校区建立了存中馆以纪念沈括，由于两人都是浙大德高望重的教授，因此浙大学人中许多人后来也加入了沈括研究的行列中。对于沈括及《梦溪笔谈》研究最为深入者莫过于胡道静，胡道静以1956年出版《梦溪笔谈校正》一举成名，用尽一生收集、校正和辑佚沈括作品，但在文革期间不得不中断研究，所编撰的《梦溪笔谈补证》《苏沈良方校证》《沈存中佚书钩沉》约40万文字尽数“毁于秦火”。文化大革命批孔运动期间，沈括被列为与儒家对立的法家代表人物，也因此在1970年代涌现出一批以批评儒家为基调的沈括研究作品。沈括虽然列传于《宋史》且评价不低，但内容有许多“颠倒乖张”之处，从张荫麟的研究开始史学家逐渐厘清其生平，至1962年宋史研究专家张家驹写成第一本有关沈括的学术性传记——《沈括》；《沈括》出版后很长时间都没有后继作品出现，“中国思想家评传丛书工作会议”曾经向胡道静约稿撰写《沈括评传》，但胡道静并没有接稿，这部评传是由南京大学的祖慧教授完成，并于2004年初版。在胡道静死后，浙江大学的杨渭生教授花费30年时间收集、校正、编辑沈括作品，并最终在2011年出版了《沈括全集》。