中外科学家发明家丛书:沈括_2-第6部分

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的；而中原地区的高大乔木，一到秋天就落叶纷飞。南方的桃树、李树在冬　

季也能结实；而北方的桃树，李树则只有夏天结实，这是各地气候不同所导　

致的。同一块田地的庄稼，则是先浇肥灌溉的部分先发芽；同一个山坡种的　

树，却是后种的后结果实，这是人力不同所造成的。难道这些都能限制在某　

个固定的月份吗？采药不能按古法行事，就是这些道理。”　

　　　　　沈括在本文中驳斥了把采药时间机械地规定在二、八月的旧法，主张采　

药的时间，应根据不同的用药要求而有所变化；同时还指出植物的生长又受　

地理、地势、气候、人力等多种因素的影响，因此要因地因时制宜。这种见　

解充分体现了他所具有的朴素辩证思想。　

　　　　　在工程技术方面，由于沈括从小对科学技术有着浓厚的兴趣，长期耳闻　

目睹劳动人民的发明创造，故经他之手留下的科技资料很多，有的更是独一　

无二的珍贵科技史料，比如有关活字印刷的记载，其文如下：　

　　　　　　“用雕刻版印刷书籍，唐代时还没有得到广泛推广，从五代的冯道用雕　


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版印刷五经开始，以后的书籍，都是用雕版印刷的。到了本朝庆历年间　（公　

元1042—1049年），有平民毕升，他发明了活字印刷术。他的办法是用胶泥　

刻字，其深度如铜钱的边缘，每个就是一小印，用火烤的方法使它坚硬。事　

先准备一块铁板，上面用松脂腊和纸灰之类的易熔物覆盖。当要印刷的时候，　

就把一个铁框放在铁板上，再排满活字，这时就是一版，把版拿到火上烘烤，　

等易熔物熔化时，就把书版放在上面，印出的字十分工整。如果只印几本，　

是感觉不到方便之处的；但如果印几十本及至成百上千，那就会觉得印速飞　

快，效率极高。　

　　　　　印刷时，常准备两块铁板，一块印刷的时候，另一块就用于排字，这样，　

当第一块板刚印完，第二块板已经就排好字等着了。如此交替使用，印书速　

度极快。每一个字均有几个印；至于　‘之’、‘也’等常用字，多达二十几　

个印，这样就解决了一板之内重复用字的问题。至于那些暂时用不着的字，　

就按音韵分类存放到木格子中。如果遇到未曾准备的生僻字，马上就能刻出　

来。　

　　　　　那为何不用木头来刻活字呢？主要原因是木材的纹理有疏密，沾上水就　

会显现出来，而且还会与易熔物粘在一起不好拿下来。不象用胶泥活字印刷　

完毕后，再用火把松脂和腊烤化，用手轻轻一拨，活字就从铁板上脱落，一　

点也不会沾连。毕升死后，他的活字印就被我的子侄们得到了，保存至今。”　

　　　　　活字印刷术是我国古代四大发明之一，而其发明者毕升的名字能留给我　

们后人，就全靠《梦溪笔谈》的这段吉光片羽。毕升创造的活字印刷是印刷　

术上的重要革新，它早于欧洲四百多年。　

　　　　　除了丰富的自然科学资料之外，《梦溪笔谈》也记载了很多珍贵的社会　

科学资料，内容涉及到当时的政治、官制情况、以及历史学、文字学、书画　

学等各个方面。有许多条目反映了当时北宋社会的现实情况：臃兵冗政、官　

员贪污成风、人民生活贫苦，而身为最高统治者的皇帝却认为天下太平而经　

常大宴群臣。《梦溪笔谈》中许多有关典章制度的记载，可以作为正史的补　

充，比如：他任职过鄜延路的经略使，在《梦溪笔谈》中就针对于经略使一　

职的职权、隶属关系等方面作了详细的说明。　

　　　　　在这本书中，沈括用了不少篇幅记下了当时为统治阶层所看不起的布衣　

平民，及他们为社会所做的巨大贡献。比如前面讲过的盲人卫朴修历，布衣　

毕升发明活字印刷术，以及被人们誉为“造班鲁班”的巧匠喻皓兴建灵感塔，　

水工高超巧合龙门的事迹等等。　

　　　　　　《梦溪笔谈》的另一部分重要内容是记载了沈括本人的科学研究成果。　

主要有数学，天文历法，物理学的分支学科如：声学、光学、磁学以及其它　

学科的珍贵资料。　

　　　　　在数学方面，沈括首创了“隙积成”和“会圆术”。在对数学几何学进　

行研究的过程中，他发现《九章算术》中，所用来求圆柱、圆台堆积体积的　

　“刍童术”不很准确，因为“刍童术”实际上是用来求长方台体积的公式，　

而圆柱、圆台的堆积体积是有空隙的，它的实际体积与中间没有空隙的长方　

台体积显然不相等，所以借用“刍童术”来计算圆柱、圆台的堆积体积当然　

就很不准确。然而一千多年来，由于没有找到实际的计算公式，人们就一直　

采用这种不精确的计算方法。沈括经过长时间的研究和推导，发明了一个新　

的计算公式，称之为“隙积术”，实际上就是高等数学中的高阶等差级数的　

求和公式；设一堆积体的上下宽为a和c，上下长为b和d，高为h，依照《梦　


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溪笔谈》的原文所述的计算法译为现代数学公式就是：　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　h　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　h　

　　　　　　　　　　体积=　　　　＇（2a　
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然后用一小块蜡把丝粘在磁针的腰上，并将它悬挂在没有风的地方。这样，　

一个灵敏而实用的指南针就可以实用了。　

　　　　　那么，指南针是否就指向正南而毫无偏差呢？沈括对常人毫不怀疑的日　

常问题提出了疑问，并进行了多次试验。结果，沈括发现磁针的针尖有的指　

南，有的却指向北。虽然限于当时的科学认识水平，他不知道磁石有南北两　

极，因而磨出的磁针也会指北，但他能注意到这个问题并提了出来，也是很　

了不起的。同时，通过测定，沈括又察觉到指南针并不指着正南，而是略微　

有些偏东。这样，他就成为世界上第一个发现地磁偏角的科学家。通过现代　

研究，我们知道：地球的磁南北极与地理南北极并不完全重合，而是有着一　

定距离，因而也就形成了地磁偏角这一现象。西方发现地磁偏角是在　1492　

年哥伦布第一次航行，横渡大西洋时才发现的，比沈括晚了四百年。　

　　　　在光学方面，沈括通过亲身实测，在《梦溪笔谈》中对小孔成像、凹面　

像成像、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他把小孔成像和　

凹面镜成像联系起来，指出成像是由于光线穿过小孔或焦点而形成束光的缘　

故。他还论述了镜面凹则照人像大，凸则照人小的原理，并指出可以应用这　

一原理，调整镜面的大小与凹凸，可以使所照的人像与实体一样大。另外，　

在做凹面镜成像实验时，他还发现当日光照射在镜面上，反射的光线汇集于　

一点（即主焦点）时，温度非常高，可以引火。这说明了他对太阳能的利用　

也有了初步的认识。　

　　　　在声学方面，沈括也颇有研究与见解。他把几个小纸人放在七弦琴上进　

行实验，发现，当拨弹一根弦的时候，放在比这根弦高八度　（一个音阶）的　

另一根弦上的小纸人会跳动起来，而其它弦上的小纸人则不会跳动。即使是　

两只琴，当弹一只琴的弦时，放在另一只琴上相应的弦上的小纸人也会跳动。　

这个实验证明：一个发声体的振动能引起另一频率相同的发声体的振动。沈　

括称此现象为“应声”即是现代物理学名词“共振”。　

　　　　　除了以上所介绍的之外，沈括对其它许多学科也有着深入的研究，独到　

的见解，《梦溪笔谈》也就是这样一部集作者见闻、研究成果之大成的博物　

著作，记录了当时科学技术的最新成就，反映了我国科学技术的高度发展情　

况，故而被称作“中国科技史上的里程碑”是非常恰如其分的。　

　　　　　　《梦溪笔谈》是沈括毕生从事科学工作的心血结晶，但他的著述并不止　

此，他还有许多文章，主要保存在他的文集《长兴集》中，后人还把沈括搜　

集到的医疗方法、药方与苏轼　（即苏东坡）的医药杂说合编成一部《苏沈良　

方》。史书上称他“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”是很恰当的。　

　　　　但这样的一位杰出人物的晚年生活是非常不幸的，他的继妻张氏对他不　

好，甚至经常打骂虐待，使他的体质更弱，并时常精神恍惚不安。一次乘船　

过长江，他几乎自己掉入江中，幸而被人拉住。宋哲宗绍圣二年（1095年），　

这位学识渊博、成就卓越的科学家，爱国爱民、矢志不移的科学家、政治家，　

离开了这个世界，享年六十五岁。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　结束语　



　　　　　宋朝，封建经济进入了比较高的发展阶段。农业技术、纺织、冶炼、陶　

瓷、造纸、造船等各行业都取得了很大成就，广大劳动人民同时积累了丰富　


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的实践经验，这个时期自然科学的发展出现了一个前所未有的高峰。沈括能　

在自然科学的许多领域取得杰出成就，是与当时的生产技术水平，社会大环　

境分不开的。　

　　　　　沈括的思想中，具有朴素的唯物主义思想和发展变化的观点。他认识到　

了自然界事物变化是有规律的，而这些规律是不依人们意志为转移而客观存　

在的。他还认为事物的变化规律有正常变化和异常变化，不能拘泥于固定不　

变的规则。正是这些正确的思想观点，在精神上支持了他在科学技术所进行　

的研究、创造。　

　　　　　也正是由于他有着正确的思想倾向，使得他不同于那些轻视广大劳动群　

众的封建官吏，而是十分重视劳动人民的实践经验和发明创造，他不断地从　

广大劳动人民那里汲取智慧和力量。他说过：“至于精巧的器皿，各种生产　

工具的尺寸、大小、颜色等等。难道都是圣人制定的吗？那些各行业的工匠，　

普通的劳动者都是生产技术的创造者。”能有如此观点，在当时是难能可贵　

的，而正因为这样，沈括才具有了不断发展创造的力量源泉。　

　　　　　沈括，是我们中华民族的杰出代表，他所具有的优点：智慧、坚毅、正　

直、勇于进取等正是中华民族所固有的传统美德。历史的车轮驶到今天，也　

是因为有着无数象沈括这样的人，不断给历史这部机车添油加力，才使它永　

远滚滚向前。沈括的名字，已经镌刻在中华民族的文明史上；而他留给我们　

后人的宝贵科学财富，我们要继承，更要发挥光大，使中华民族永远屹立在　

世界民族之林的最高峰！　


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