沈括

1962年12月1日，中国人民邮政发行（纪92）纪念邮票一套，其中8-5为沈括像

1962年12月1日，中国人民邮政发行（纪92）纪念邮票一套，其中8-6为地质

沈括（1031年－1095年），中国北宋官员、科学家、文学家。字存中，号梦溪丈人，杭州钱塘县（今浙江省杭州市）人，随母寿昌县太君许氏入籍苏州吴县（今江苏省苏州市）（民国《吴县志》引同治《苏州府志》：“随母入籍吴县”）。

至和元年(1054)，以父荫入仕，任海州沭阳县（今属江苏）主簿，颇有政绩。嘉祐八年(1063)登进士第，次年迁任扬州司理参军。治平三年(1066)入京，任昭文馆校书郎，不久升为太史令。熙宁年间(1068～1077)王安石实行变法，沈括参与许多活动。熙宁四年(1071)迁太子允中、校正中书刑房公事。五年提举为司天监，其间起用盲人卫朴修订新历，制成新浑仪、浮漏，后修成《熙宁奉元历》，受到迁官嘉奖。同年九月，又奉命疏浚汴河水道，用先进方法测量汴河地形。六年迁集贤校注，参与详定三司令敕；后出使两浙路，相度农田，募捐饥民，兴修水利，上言罢免诸种苛捐。七年迁任太常丞，后又迁右正言，兼任判军器监等重要职务。八年(1075)以翰林侍读学士身份奉命出使契丹，他据理力争，扼制了辽人扩张的野心，平息了边界纠纷。在出使途中绘记辽国山川形势、民俗风情，制成《使虏图抄》，上于朝廷。不久，受命权发遣三司使，主管中央财经；后迁任翰林学士、权三司使。十年(1077)王安石变法失败，沈括受劾贬官，以集贤院学士出知宣州（今安徽宣城）。元丰三年(1080)沈括再度受朝廷重用，知延州（今陕西延安）兼鄜延路经略安抚使，成为边防重臣。次年西夏太后梁氏专权，西夏朝政不稳，宋朝乘机发兵大举进攻，却遭失败，唯鄜延路军兵在沈括指挥下攻占西夏多处地方。为进一步遏制西夏，沈括等人向朝廷建议在横山一带修筑城堡的战略，为朝廷所采纳。五年(1082)八月，给事中徐禧在修建永乐城（今陕西米脂西北）时遭西夏兵围攻，全军覆没。沈括因此受责，改授均州（今湖北丹江口市）团练副使，迁随州（今属湖北）安置。元祐元年(1086)，宋哲宗即位行大赦令，沈括改授秀州（今浙江嘉兴）团练副使。次年，沈括完成于熙宁九年(1076)奉命编绘的天下郡县图，全图包括大小总图各一幅、分路图18幅，定名为《守令图》，进献朝廷；被封有名无衔的左朝散郎、守光禄少卿，准其任便居住。元祐三年(1088)，沈括移居润州（今江苏镇江），筑“梦溪园”，隐居写作8年后逝世。

沈括一生孜孜不倦进行自然科学研究，成果累累。他在鄜延时，曾考察过石油的矿藏、用途和采集方法。他断定石油必然被大规模地用作燃料。人类社会科学事业的发展完全证实了他的科学预言。他在自己的科学著作《梦溪笔谈》中，将这种矿产资源第一次命名为“石油”。沈括的科学研究成就，受到历代人们的赞扬，英国科学家李约瑟在其巨著《中国科学技术史》书中评价《梦溪笔谈》是“中国科学史上的里程碑”。

为了纪念他，1979年7月1日，中国科学院紫金山天文台将该台在1964年发现的一颗小行星2027命名为“沈括星”。

生平

沈括生于官宦之家，父亲沈周和祖父沈英曾任大理寺丞，外公许仲容曾任太子洗马，舅舅许洞是咸平三年（1000年）进士。自幼勤奋好学，十四岁时就读完了家里的藏书。曾经跟随父亲到了不少地方，增长了不少见识。十八岁至南京，对医药产生兴趣。皇祐三年（1051年）沈周去世，至和元年（1054年），沈括以父荫入仕，任海州沭阳县（今属江苏）主簿。修筑渠堰，开发农田，颇有政绩。嘉祐六年（1061年），任安徽宁国县令，倡导并发起了修筑芜湖地区万春圩的工程，并撰写了《圩田五说》、《万春圩图记》。

嘉祐八年（1063年），中进士，任扬州司理参军。治平三年（1066年），入京编校昭文馆书籍。

熙宁年间(1068～1077年)，宋神宗赵顼用王安石为相，进行改革，沈括也积极参加。先后任史管检讨，集贤院校理，提举司天监，军器监，三司使等职。在此期间，撰写了《浑仪议》、《浮漏议》、《景表议》、《修城法式条约》、《营阵法》。还多次出使，视察了很多地方。

熙宁四年(1071)迁太子允中、校正中书刑房公事。五年提举为司天监，其间起用盲人卫朴修订新历，制成新浑仪、浮漏，后修成《熙宁奉元历》，受到迁官嘉奖。同年九月，又奉命疏浚汴河水道，用先进方法测量汴河地形。六年迁集贤校注，参与详定三司令敕；后出使两浙路，相度农田，募捐饥民，兴修水利，上言罢免诸种苛捐。七年迁任太常丞，后又迁右正言，兼任判军器监等重要职务。

熙宁八年(1075年)，沈括以翰林侍读学士的身分，出使契丹交涉划界事宜，获成而还。他在出使途中绘记了辽国山川险阻及风俗人情，成《使虏图抄》，上于朝廷。不久，受命权发遣三司使，主管中央财经；后迁任翰林学士、权三司使。

熙宁十年（1077年），王安石变法失败，沈括受劾贬官，以集贤院学士出知宣州（今安徽宣城）。

元丰二年（1079年），爆发乌台诗案，依王铚《元祐补录》笔记，原与沈括为好友的苏轼在与其分离时，曾作诗一首作为离别时的赠礼，然而沈括却因妒忌和政治理念不同，以此诗部分诗词作为“苏轼讽刺、污蔑朝廷”的证据，向朝廷检举。

元丰三年（1080年），改任延州知州（今陕西延安）。元丰五年（1082年），被诬贬职。

元祐二年（1087年），他完成了在熙宁九年即已奉命编绘的“天下郡县图”，定名为《守令图》。

元祐三年，沈括移居到润州（今江苏镇江），将他以前购置的园地加以经营，名为“梦溪园”，在此隐居，八年后去世。其间，写成了《梦溪笔谈》，以及农学著作《梦溪忘怀录》（已佚）、医学著作《良方》等。

朱彧在《萍洲可谈》的记载，沈括前后有二任妻子，第二任是淮南转运使张刍之女，张氏骄蛮凶悍，平时常虐待沈括，儿女们抱头痛哭，跪求张氏息怒；又驱逐元配之子，年年状告其父子。但是张氏去世后，沈括竟郁郁寡欢，过扬子江时，一度跳水寻短，并于隔年去世。

成就

沈括资质聪颖，勤于思考，注重实学。《宋史·沈括传》说他“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医学、卜算无所不通，皆有所论著”，是位以博学著称的科学家。他一生著述甚丰，据《宋史·艺文志》所录有22种155卷，据统计则有40种（一说35种）。但大多散佚，如农学著作《梦溪笔谈忘怀录》（又称《梦溪者怀录》）；流传至今有《梦溪笔谈》30卷、《长兴集》19卷，以及《苏沈良方》10卷等。集其毕生研究精华的是著名的《梦溪笔谈》。

《梦溪笔谈》初名《笔谈》，为笔记体综合著作。全书30卷，含《梦溪笔谈》（正编）26卷，《补笔谈》3卷，《续笔谈》1卷。分故事、辨证、乐律、象数、人事、官政、机智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议17门，共609条。最早曾有南宋乾道两年本，现存最古本为中国国家图书馆藏元大德九年(1305)东山书院刻本，仅含正编。明刊稗海本始出正、补、续三编本。今人胡道静辑校原文和历来版本、研究文字，成《梦溪笔谈校证》一书，征引备全，考据精详，1962年首印，1987年再版，为目前较好版本。内容涉及自然科学和社会科学，具有极高的科学价值，文学上亦很有价值。

《梦溪笔谈》对毕昇活字印刷术的记载（中国国家图书馆藏）

《梦溪笔谈》书影

沈括主要成就如下：

科学

• 天文历法　在任司天监工作期间，力主在实测日、月、五星行度的基础上改进历法，推荐和支持卫朴改历，于1074年修成《熙宁奉元历》（简称《奉元历》）。针对传统的阴阳合历在历日安排上的欠缺，编制并主张使用与农业关系密切的《十二气历》，即“十二气为一年”，以立春为一年之始，类似今太阳历。改进和重新设计浑仪、浮漏和景（影）表等天文仪器，写出《浑仪议》、《漏浮议》、《景表议》，使观测测量天体位置、时间与日影的精度得到提高。设计“窥管”，用其观察极星，正确提出北极不在天极，而是离天极“三度有余”。认为“月本无光”，“日耀之乃光耳”，并通过实验方法演示月亮的盈亏现象。发现太阳视运动有快有慢，指出冬至日、夏至日等时差现象。

• 数学　他创立了“隙积术”、“会圆术”。开创隙积术和会圆术数学研究新方向。隙积术是求解垛积，属于高阶等差级数问题，他创立一个正确的求解公式；会圆术是几何学中弓形面积计算法，他推导得出一个近似公式，都为后人进一步研究奠定基础。

• 物理学　他发现了地磁偏角的存在。（《梦溪笔谈》卷二十四·杂志一：方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。）比欧洲早四百多年；阐述了凹面镜成像的原理。（《梦溪笔谈》卷三·辩证一：阳燧照物皆倒，中间有碍故也。算家谓之“格术”。如人摇橹，臬为之碍故也。若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂，与阳燧一也。阳燧面洼，以一指迫而照之则正；渐远则无所见；过此遂倒。其无所见处，正如窗隙、橹臬、腰鼓碍之，本末相格，遂成摇橹之势。故举手则影愈下，下手则影愈上，此其可见。阳燧面洼，向日照之，光皆聚向内。离镜一、二寸，光聚为一点，大如麻菽，着物则火发，此则腰鼓最细处也。岂特物为然，人亦如是，中间不为物碍者鲜矣。小则利害相易，是非相反；大则以已为物，以物为已。不求去碍，而欲见不颠倒，难矣哉！《酉阳杂俎》谓“海翻则塔影倒”，此妄说也。影入窗隙则倒，乃其常理。）（《梦溪笔谈》卷十九·器用：古人铸鉴，鉴大则平，鉴小则凸。凡鉴洼则照人而大，凸则照人面小。小鉴不能全视人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面，仍复量鉴之小大，增损高下，常令人面与鉴大小相若。此工之巧智，后人不能造。比得古鉴，皆刮磨令平，此师旷所以伤知音也。）对共振现象也有研究。（《补笔谈》乐律：琴琴弦皆有应声：宫弦则应少宫，商弦即应少商，其余皆隔四相应。今曲中有声者，须依此用之。欲知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，他弦即不动，声律高下茍同，虽在他琴鼓之，应弦亦震，此之谓正声。）

• 地学　在浙东地区，看到“峭拔险怪、上耸千尺、穹崖巨谷”的雁荡山，明确地指出这是流水侵蚀作用造成的。在太行山麓，见到“山崖之间，往往衔螺蚌壳及石子如鸡卵者，横亘石壁如带”，正确地推断“此乃昔之海浜”，且是“浊泥所湮”而成。最先创用“石油”这个名称，并说“此物后必大行于世”。根据亲身观察，认为潮汐是随月亮的运行而变化的。除用12年时间编绘《守令图》外，还在制图方面，曾用木屑、面糊（后改用熔蜡）堆捏辽北地形，“写其山川道路”，制成立体地图；后又复制成木刻辽北立体地形地图。对天气变化很有研究，能结合当地具体情况，成功地预报一些天气的变化。

• 农业、生物学　提倡兴修水利，在沭阳主持“疏筑百渠九堰”，著《圩田五说》；在疏通汴河河道中，采用先进的分段筑堰法等，实测沿河各段高低和地形，保证了工程的质量。广泛地记载各地动植物，如南海的车渠、潮州的鳄、西北的枸杞、北方沙漠的跳鼠等，对各类海蛤作了仔细的区分，指明蒲芦为香蒲和芦苇、枳实和枳壳的区别；记有庆州（今甘肃庆阳、合水等地）用步行虫消除农业害虫的生物防治事例；以中国南北不同地区物候为例，说明植物生长与温度关系。

• 医药　批判地继承前人的成果，指出《神农本草》中存在的舛误、不正确的记载几十处；主张中药采制要因时因地制宜；用药要因人制宜，对症下药。著有《灵死方》（已佚）和《良方》。《良方》又称《苏沈良方》，与苏轼合著得名，10卷；原书已佚，现本为后人汇集；书中所载“秋石方”（卷六），记载世界上最早的荷尔蒙制剂制备方法。

• 工程技术　书中记录大量民间科学技术人物及其成就，如布衣毕昇发明的活字印刷术、民间匠师喻皓的《木经》、河工高超创造的三埽堵决、平民历算家卫朴等。这些在正史上是见不到的，留下了珍贵的科学技术史资料。

沈括突出的成就主要集中在《梦溪笔谈》中，例如卷二十四（杂志一）中写道：“鄜、延境内有石油……颇似淳漆，然之如麻，但烟甚浓，所沾幄幕皆黑……此物后必大行于世，自余始为之。盖石油至多，生于地中无穷，不若松木有时而竭。”沈括命名了石油，现今石油的中文名称（日本亦用“石油”）就是沿用了沈括所冠之名。

《梦溪笔谈》关于中国石油的记载

哲学

沈括在中国科学史上占有重要的地位，其科学著作中所包含的哲学思想，是中国古代唯物主义和辩证法发展史中的宝贵财富。作为一个自然科学家，沈括以唯物主义的气一元论为其哲学基础。他认为天地万物都是气构成的：“日月，气也。”在《梦溪笔谈》中他用气的理论解释各种自然现象，他说：“大则候天地之变，寒暑风雨，水旱螟蝗，率皆有法。小则人之众疾，亦随气运盛衰。”认为物质气的运动是有规律的。他一生有许多重大科学发现，如太行山崖壁海生物化石、延州黄河岸竹笋化石等。从这些发现中他得出，天地万物都处在不停的运动变化之中，即使是海陆、气候等人们通常认为亘古不变的事物，也是变动不居的。他对自然界的认识，包含着深刻的辩证法观点。

文学

著有诗文集《长兴集》，原书41卷，现存19卷。全书很有特色，其中一些记游写景作品都很新颖别致。《梦溪笔谈》文笔明快精当，语言形象简练，有较浓的文学意味；其中艺文门、书画门、乐律门等对文学艺术的论述、文字音韵的研究，都富有文学价值。

音乐

沈括在音乐学方面的成就和贡献，有如下几个方面：

• 对音乐声学一般原理作了科学的解释。关于发音体的振动与发音，他观察到古乐钟皆为扁钟，后世（秦汉以后）多为圆钟，二者形体不同，故振动与发音也不同：“古乐钟皆扁，如盒瓦。……后人不知此意，悉为圆钟。”沈括认为演奏圆钟，节拍急促时，余音相互干扰，便会“不成音律”、“清浊不辨”。他对声音的共振现象也有所观察和记述，他说：“琴瑟皆有应声：宫弦则应少宫，商弦即应少商”，“欲知其应者，先调弦令声和，乃翦纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，他弦即不动，声律高下苟同，虽在他琴鼓之，应弦亦震，此之谓正声。”沈括称可以应声的共振现象为“正声”，认为这是普通的物理现象。他首次提出了“声学”的概念。沈括还认识到声音普遍存在着泛音列。他将乐器所发的泛音也称为“正声”，认为这是自然规律，即“自然之节”。他说：“所谓正声者，如弦之有十三泛韵，此十二律自然之节也。盈丈之弦，其节亦十三；盈尺之弦，其节亦十三。故琴以为十三徽，不独弦如此，金石亦然。”

• 对古代宫调理论及有关工尺谱字作了论述和整理。沈括对宋代燕乐所用工尺谱字与传统律名的对应关系，燕乐二十八调各调所用“杀声”（终结音）提出了个人见解，并记载了与犯调理论有关的各种名词，如祖调、正犯、偏犯、傍犯及寄杀、侧杀、递杀、顺杀等。还对记谱符号敦、掣、住、折声等与有关的涵义作了探讨。

• 对乐器考古、乐器制造、演奏技术以及乐曲史料作了有价值的记录和评论，留下了数量甚多的生动而翔实的记载。此外，他还留意于音乐表演艺术与歌曲创作艺术的探讨，例如“声中无字、字中有声”的演唱经验；主张演奏者应该“哀乐成于心，然后宣于声，则必有形容以表之”；反对只是“中节奏谐声律而已”；在创作方面，指出某些人按谱填词时，不顾曲调所表现的情感而呆板地套用，批评这是“哀声而歌乐词，乐声而歌怨词，故语虽切而不能感动人情，由声与意不相谐故也”。

沈括

著作

沈括的著述，据史书记载，有22种，155卷。现在多已不见，只存《梦溪笔谈》、《续笔谈》、《补笔谈》。另外沈括的诗文在南宋时编成《长兴集》41卷，今残存19卷。以及后人所辑的《苏沈良方》。

• 《圩田五说》、《万春圩图记》
• 《浑仪议》
• 《浮漏议》
• 《景表议》
• 《营阵法》
• 《守令图》
• 《梦溪笔谈》、《续笔谈》、《补笔谈》
• 《梦溪忘怀录》
• 《长兴集》
• 《苏沈良方》
• 《南郊式》 （以下皆佚）
• 《易解》
• 《丧服后传》
• 《乐论》
• 《乐器图》
• 《合门仪志》
• 《熙宁详定诸色人厨料式》
• 《熙宁新修凡女道士给赐式》
• 《诸敕式》
• 《诸敕令格式》
• 《诸敕格式》
• 《使虏图钞》
• 《怀山录》
• 《天下郡县图》
• 《清夜录》
• 《熙宁奉元历经》
• 《熙宁奉元历立成》
• 《熙宁奉元历备草》
• 《比较交食》
• 《熙宁晷漏》
• 《修城法式条约》
• 《茶论》
• 《良方》
• 《灵苑方》
• 《集贤院诗》
• 《诗话》

参见

• 邮票上的中国科学家(古代)
• 邮票上的中国科学家(现代)
• 中国科学技术史