试析沈括的科学思想
中国整部科学史中最卓越的人物——沈括

中国整部科学史中最卓越的人物——沈括中国整部科学史中最卓越的人物——沈括沈国学在宋元这个古代中国科学技术最高的巅峰时期,人才辈出、成果卓著,而最杰出、最伟大的人物,要数宋代的天才大师沈括了。
英国著名科技史学者李约瑟称颂他是“中国整部科学史中最卓越的人物”。
日本数学家山上义夫认为: “沈括这样的人物,在全世界数学史上找不到,唯有中国出了这样一个。
我把沈括称做中国数学家的模范人物或理想人物,是很恰当的。
”美国科学史学者席文则称沈括是“中国科学与工程史上最多才多艺的人物之一”。
那么,沈括究竟有什么重要的贡献呢,沈括(1031,1095),字存中,北宋钱塘(今浙江杭州)人。
沈括出身于一个官宦世家,从小就受到良好的教育,打下了扎实的基础。
沈括弱冠时就踏上仕途,23岁考中进士,熙宁五年(公元1072年)兼任提举司天监,主持修撰奉元历以取代唐代的大衍历,后来又参加了王安石变法。
几经坎坷后,在元佑二年(公元1087年)因完成《天下州县图》(亦名《守令图》)而被特许“任便居住”,次年(公元1088年),他正式结束三十多年的仕途生涯而定居于润州(今江苏镇江)梦溪园,开始了晚年生活。
就在这里,他写出了一系列重要的著作,一直到他故世。
从以上所述来看,沈括的一生似乎并没有什么惊天动地的创造发明,那么,他又是怎么获得世界学者们的高度评价的呢,沈括在世界科技史上的崇高地位,是由这样两个方面的成就所奠定的:一是具有极其渊博的科学技术知识沈括一生最美好的时段,都耗费在具体繁杂的政事上。
从皇佑三年(公元1051年)到元佑二年(公元1087年)的36年中,沈括频繁地从一个官职调到另一个官职,大多数官职与科学技术没有什么直接的关系。
但沈括对一切知识(包括自然科学与社会科学)都有着痴爱之情,在繁忙的政务之余,在那点滴的缝隙之间,他像海绵吸水一样吸取一切知识。
凭着这样的挤劲与钻劲,沈括成为了一个学识极其渊博的大学者。
《宋史?沈括传》说他“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”,非但毫不过分,反而还有些不足(因为沈括所通晓的领域远不止此)。
沈括的人文科学成就与人文思想研究

、
沈 括与《 溪笔谈》 梦
学、 史学 、 音乐、 美术等等都取得 了令世人瞩 目的成 就。根据胡道静先生的考订 , 沈括的著作见于公私 著录的凡 四十种 , 四百卷 , 近 但是现存 的仅六种 , 残 存三种 , 其他均 已亡佚。 沈 括 的 晚年 居所 梦 溪 园 位于 润州 城 东 , 沈括 据
[ 键词 ] 稀世 通 才 ;梦 溪 笔谈 》; 关 《 以民为 本 ; 义利 观
[ 作者简介 ]李冬梅 , 镇江高等专科 学校师训处副所长 , 副教授 , 江苏 镇 江 22 0 10 3 [ 中图分类号]I 62 2 . 0
一
[ 文献标识码]A
[ 文章编号]10 4 3 (0 9 0 — 15 0 04— 4 4 20 ) 6 0 0 — 5
自己说 , 他在 3 O多岁时 曾经做 了一个梦 , 梦见来到 个地方 , 登小山 , 山上花木绽放 , 如锦覆地 ; 山下 有水 , 澄澈极 目; 水之上有乔木掩映其 中, 真是人间 仙境 、 梦中乐园。熙宁十年 , 沈括贬知宣州时 , 有位
一
15 年 , 中国科 学技术史》 一卷导论 由剑 94 《 第 桥大学出版社 出版 , 立即在世界范 围内引起轰 动 , 作者是英 国剑桥大学著名的李约瑟教授 , 中李教 书 授称《 梦溪笔谈》 “ 为 中国科学史上 的坐标” 称沈 ,
括是 “ 中国整 部科 学 史 中最 卓 越 的 人 物 ” 。沈 括 作
为中国古代杰 出的科学巨星是毋庸 置疑 的, 可是 当 我们从文化思想的角度审视这位科学 巨星时, 发现 他还是一位横跨 自然科学与人文科 学两大领域 的
“ 稀世 通 才 ” 。
沈括 , 处 , 他梦寐 以求 的乐 园 , 是 他给庄 园取名 “ 溪 ” 自称 梦溪 丈 人 。晚 年 的沈 括 深居 梦 溪 园 , 梦 , 几乎断绝了与外界 的交 流 , 日寄情 于山水之 间, 终
沈括对现代科学的影响

沈括对现代科学的影响沈括是中国古代科学史上一位杰出的科学家和工程师,他对现代科学的发展产生了重要的影响。
本文将从沈括的贡献和对现代科学的影响两个方面进行阐述。
一、沈括的贡献沈括生活在北宋时期,他是一位多才多艺的人物,涉猎广泛,对数学、天文学、地理学等领域都有深入研究。
他在科学研究和工程实践中的贡献不可忽视。
1. 数学方面的贡献沈括在数学领域的研究主要体现在他的著作《梦溪笔谈》中。
这本书是一部综合性的百科全书,其中包括了许多数学方面的内容。
他在书中介绍了二项式定理、勾股定理等数学原理,推动了数学的发展。
2. 天文学方面的贡献沈括在天文学方面的研究主要集中在他的另一本著作《宋史·天文志》中。
他在书中详细描述了太阳、月亮和行星的运行规律,提出了一些与当时观测数据相符的天文理论。
这些理论为后世的天文学家提供了重要的研究参考。
3. 工程实践方面的贡献沈括是一位出色的工程师,他在水利工程方面的贡献尤为突出。
他主持修建了众多的水利工程,其中最著名的是开凿了河道,改善了水运条件,提高了交通效率。
他还设计了一种新型的水力机械,用于灌溉和提水,大大提高了农田的灌溉效率。
沈括的研究成果和贡献对现代科学的发展产生了深远的影响。
1. 数学领域的影响沈括在数学方面的研究为后世的数学家提供了重要的启示。
他的数学原理和定理成为后世数学研究的基础,对现代数学的发展起到了推动作用。
他的研究也为后世的数学教育提供了重要的教材和参考。
2. 天文学领域的影响沈括在天文学方面的研究成果为后世的天文学家提供了重要的经验和理论基础。
他的天文观测数据和理论成果被后世科学家广泛应用,推动了天文学的发展。
他的研究成果也为现代天文学的发展提供了重要的参考。
3. 工程技术领域的影响沈括在水利工程方面的研究和实践成果为后世的工程师提供了宝贵的经验和参考。
他的水利工程设计和施工方法被后世的工程师广泛采用,推动了水利工程的发展。
他的研究成果也为现代工程技术的发展提供了重要的借鉴。
论中国古代伟大科学家——沈括

寺丞 , 公许仲容 曾任 太子 冼 马 , 舅许 洞 是咸 平 三年 ( 外 舅 公
元 10 0 0年 ) 士 。 沈 括 在 母 亲 许 氏 的 教 导 下 自幼 勤 奋 读 进
书 , 闻 强 记 。 由于 父 亲 在 南 北 多 个 城 市 做 官 , 括 随 父 到 博 沈 过 很 多 地 方 。这 些 年 轻 时 的 经 历 使 他 有 机 会 接 触 社 会 , 对 当 时 人 民 的生 活 和 生 产 情 况 有 所 了 解 , 长 了 见 识 , 显 示 增 也 了 其 超 人 的才 智 。 “ 和元 年 ( 元 1 5 至 公 0 4年 ) 2岁 的 沈 括 以 2 父 荫 人 仕 历 任 海 州 沭 阳 主 簿 , 徽 宁 国 县 令 , 州 司 理 参 安 扬 军 , 林 学 士 , 司使 , 延 经 略 安 抚 使 ” 翰 三 鄢 。其 做 官 地 遍 及 中 国 东 南 西 北 各 地 , 跨 文 学 、 经 、 治 、 技 、 事 各 个 领 横 财 政 科 军 域 。他 的 经 历 也 为 其 成 为 通 才 奠 定 了 基 础 。 沈 括 晚 年 遭 到 贬 斥 , 裙 三年 5 元 6岁 的 沈 括 移 居 润 州 ( 江 苏 省 镇 江 市 东 今 南 ) 居 。期 间 著《 溪 笔 谈 》 以 自 慰 。 宋 哲 宗 绍 圣 二 年 隐 梦 聊 ( 元 19 公 0 5年 ) 世 。 去 1 2 沈 括 其 书— — 《 溪 笔 谈 》 . 梦 《 溪笔谈 》 沈 括 一生 社 会生 活 和科 学 活动 的总结 , 梦 是 其 内容 极 为 丰 富 。沈 括 的 科 技 成 果 也 大 都 记 录 于 此 书 。 在 数 学 上 , 括 在 总 结 前 人 数 学 成 就 的 基 础 上 , 创 隙 积 术 和 沈 首 会 圆术 取 得 了等 差 级 数 求 和 球 面 三 角 学 的 突 破 性 成 就 ; 在 物 理学 上 , 细 描 述 了 凸 面 镜 成 像 和 小 孔 成 像 的 规 律 , 西 详 比 方 早 了 3 0年 。他 对 磁 偏 角 精 确 的 研 究 比西 方 早 了 4 0多 0 0 年 ; 早 用 实 验证 明 了声 学 的 共 振 现 象 ; 水 利 上 , 创 “ 最 在 首 分 层 筑 堰 法 ” 水 利 地 形 进 行 精 确 测 量 , 世 界 水 利 史 上 被 誉 对 在 为 一 个 创 举 ; 化 学 上 , 次 对 石 油 进 行 命 名 , 次 对 石 油 的唯 物 论 观 点 。 在 首 首 的开采 和 民间开 发使 用进 行 详 细记 录 , 且 首次 揭示 了胆 并 沈 括 在 其 著 作 《 溪 笔 谈 》 《 兴 集 》 《良方 》 一 再 梦 、长 和 中
沈括辽宁名人科学家

沈括辽宁名人科学家沈括(1031年-1095年),字元晖,号东洲先生,辽宁人,北宋时期著名科学家、思想家、政治家、文学家。
他以博学多才、才华横溢而闻名于世,对中国科学发展做出了重要贡献。
本文将从他的科学贡献、思想成就和学术影响三个方面来介绍沈括。
一、沈括的科学贡献沈括是中国古代科学史上的重要人物之一,他在天文学、地理学、暴力学等多个领域都有重要的研究和贡献。
在天文学方面,沈括创立了一种独特的太阳坐标系,提出了地球自转和公转的理论,并通过观测和计算得出了准确的日月食周期。
他也是中国古代最早提出“朔望月”概念的学者之一,对后世的天文学发展产生了深远影响。
在地理学方面,沈括着力于地理测量和地图绘制,他绘制了中国历史上第一幅较为完备的全国地图《宋代画船图》。
他还发明了一种称为“浑天仪”的测量工具,可以准确的判断方位和测量地理坐标。
这些成就使得沈括具有了卓越的地理学家的声誉。
在暴力学方面,沈括提出了“万物皆母”的观点,认为宇宙中的一切事物都是由原始物质演化而来的。
他还对火山喷发、地震、洪水等自然灾害进行了系统观察和研究,并提出了一系列的理论解释。
这些成就使得沈括成为中国古代最早的自然科学家之一。
二、沈括的思想成就除了他在科学方面的成就,沈括在思想上也有很高的造诣。
他提出了自然与人文相合的观点,强调人与自然的和谐共生。
他认为人类应该尊重自然、顺应自然,并通过科学的方法来解决自然和社会的问题。
另外,沈括还关注社会公益和政治改革,他主张以“道德行为”为根本,认为国家的繁荣和人民的幸福应该建立在道义和善治的基础上。
他提出了“文治”和“水利”并行的观点,强调发展农业、兴修水利对于国家的发展非常重要。
三、沈括的学术影响沈括在科学思想和学术传承方面都产生了深远的影响。
他的学说对后世的科学家和思想家具有重要的启示作用。
在科学方面,沈括的观点和成就成为了中国科学史上的经典之一,他对天文学、地理学等领域的研究方法和成果对后世科学家起到了重要的指导作用。
论沈括的科学思想

论沈括的科学思想一、沈括的科学思想沈括生活的年代盛行理学,他的科学思想一枝独秀,令人印象深刻。
他继承了传统的朴素唯物论与辩证法思想,勤于实践,既注重继承传统,又勇于怀疑,开拓创新,并始终贯穿着科技服务于国计民生的务实思想。
沈括先进的科学思想是一份珍贵的历史遗产①。
(一)朴素的的唯物辩证法思想1.唯物论思想沈括承认物质的客观性,敢于坚持唯物主义,针锋相对地与理学思想进行论争,他旗帜鲜明地提出了“事非前定”②的唯物主义命题。
(二)实践出真知的思想对自然现象进行实际的观察与调查,并在此基础上通过类比、归纳与演绎相结合、一般与个别相结合的科学方法,概括出一般原理。
这是沈括坚持实践出真知的科学思想在科学方法上的主要体现,同时也正是他做出众多科学贡献的重要因素。
1. 科学观察科学观察是人们为了认识事物的本质和规律,有目的、有计划地考察和描述各种自然现象的一种方法。
沈括处处精细观察自然事物,得出了众多深刻独到的见解。
唐代诗人白居易有“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”的著名诗句。
许多人根据一般经验,嘲笑白居易写错了,没有常识,因为他们认为在四月份,桃花已经凋谢一段时间了。
但沈括经过仔细观察后发现深山里气候较平原寒冷,温度也低,热量不足,所以桃花比平原上开得晚。
从而证明白居易的描写尊重客观事实,也对山间的气候变化有了更深刻准确的认识。
2.调查研究沈括处处留心,时时留意,对万事万物穷竟原委。
沈括小时候随父母到过许多地方,“上自天上飞的鸟,下至地下的石油,无不成为他观察和研究的对象”③,他的广泛调查访求与不耻下问的精神,开拓了他的知识面,得到了许多直接经验,这为他在科学上不断取得进展奠定了坚实基础。
他通过调查,第一个提出石油的概念,并沿用至今。
他成为我国历史上第一个提出“石油”这一名称和利用石油烟灰制墨的人④。
他注意对一些地理现象进行调查,提出了地理学方面有关海陆变迁、冲积平原成因、特殊地貌形成中的流水侵蚀作用等卓越理论,而且许多为沈括首创,遥遥领先于世界。
博学多才的沈括

综观他的一生,精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学;他还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家;同时,他博学善文,对方志律历、音乐、医药等无所不精。
在天文学方面:在司天监任职期间,他先后罢免了六名不学无术的旧历官,破格推荐精通天文历算、出身平民的准南人卫朴进入司天监,主持修订新历的重要工作。沈括曾改制浑仪、浮漏和景表等天文仪器,撰《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》;他亲自观测天象,绘制测定北极星位置的图二百多张;并曾在几年内坚持观测表影和漏壶的运行,由此提出了因太阳运动不均匀而引起的时差现象。
在数学方面:他创立了“隙积术”和“会圆术”。是平面几何学和天文计算的先驱。
在化学方面 :沈括注意到石油资源丰富,“石油”这个名称也是沈括首先使用的。
在地学方面:也有许多卓越的观点,他明确指出化石是古代动物和植物的遗迹,并且根据化石推论了古代的自然环境。在欧洲,直到四百多年后的文艺复兴时期,意大利人达芬奇才对化石的性质开始有所论述。
在物理学方面 :《梦溪笔谈》中的记载涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域,特别是磁学,沈括第一次明确地谈到磁针偏角。这是世界上关于地磁偏角的最早记录,比西元1492年哥伦布的发现早了四百年。
在历法方面:晚年沈括提出了用“十二气历”(纯粹的阳历)代替原来的历法(阴阳合历)的主张,这个历法既符合天体运行的实际,也有利于农业活动的安排。可以与现在世界各国采用的公历(阳历)媲美。
沈括是一位博学多才、成就显著的科学家。
在我国北宋时代,有一位博学多才、成就显著的科学家,他就是沈括。沈括,字存中。浙江钱塘(杭州)人,生于官宦之家,自幼勤奋好读,在母亲的指导下,十四岁就读完了家中的藏书。后来沈括随父亲宦游,得以见到各地的风物,在《梦溪笔谈》一书中有许多纪录就是来自这一时期。
思维超前的科学家沈括的天文学与水利工程

思维超前的科学家沈括的天文学与水利工程沈括(1031年-1095年),字正卿,号东塘,北宋时期的科学家、文学家、思想家、政治家,以其超前的思维和卓越的成就闻名于世。
他在天文学和水利工程领域的贡献尤为突出,对于科学发展和社会进步起到了重要的推动作用。
一、沈括的天文学研究沈括对天文学有着浓厚的兴趣,他通过观测星象、编制星图等方式,对天体运行规律进行了系统研究。
他提出了“径称威荡之法”,即认为星体的运行轨迹是根据“径称盈缩”而形成的。
这一观点在当时引起了广泛的关注和讨论,对于后来的天文学理论发展有着深远的影响。
沈括还对日食、月食等天文现象进行了详细观测和研究。
他通过准确测量日食的时间和持续时间,对日月运动的规律进行了深入探索,并编制了精确的日食表。
这一成果不仅在科学界引起了轰动,也为后来的天文学家提供了宝贵的参考资料。
二、沈括的水利工程成就沈括对于水利工程的研究和实践也具有重要意义。
他对水利工程进行了深入的调查和研究,提出了许多前瞻性的观点和创新性的方案。
在水利工程方面,沈括提出了“聚百川而为海”的理论。
他认为通过将众多山川的水源聚集起来,可以形成规模宏大的水道,从而解决了水资源分散和利用不充分的问题。
这一理论在当时得到了广泛的运用,大大推动了水利工程的发展。
沈括还设计了一套复杂而精细的灌溉系统,有效解决了旱灾和水害问题。
他提出了“沉滞不淘,急掠不分”等原则,通过合理规划和构造水利设施,实现了灌溉水的均匀分配和准确控制,为农业生产提供了可靠的保障。
三、沈括的科学思维沈括的科学研究不仅展现了他卓越的智慧和创造力,更凸显了他开放的科学思维。
他运用观察和实验的方法,勇于挑战传统观念,积极探索未知领域。
沈括始终坚持“质疑”的精神,对传统的学说提出了质疑和反思。
他认为科学的发展需要通过实践和不断的实验来推进,而不是仅仅依靠书本知识。
正是这种思维方式,使他得以突破固有观念的束缚,取得了许多重大的科学成就。
沈括的科学思维还表现在他善于将不同领域的知识进行交叉和融合。
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试析沈括的科学思想摘要:沈括是我国古代历史上最卓越的科学家之一。
他广泛涉猎,成就显著,其闻名于世的代表作《梦溪笔谈》,概括了他的科学思想和科学成就。
沈括的科学思想以朴素唯物主义为基础,既注重继承传统,又勇于怀疑,开拓创新,沈括用他先进的科学思想指导着科学技术研究,给后人留下了一份珍贵的历史遗产。
关键词:沈括;《梦溪笔谈》;科学思想一、沈括与《梦溪笔谈》沈括(1032-1096),字存中,杭州钱塘县人,是中国北宋时期著名的科学家。
他“博学善文”,兴趣广泛,在诸多科学领域都有很深的造诣,是我国乃至世界上少有的科学通才。
他的《梦溪笔谈》反映了当时最新的科学技术成就,更是被誉为中国古代百科全书式的优秀著作。
虽然沈括称此书为笔谈,其实是一本内容丰富的学术著作。
《梦溪笔谈》的内容十分广泛,按现代学科分类来看,它覆盖了自然科学与人文科学两大领域。
里面包括了他毕生研究的科学成果,还有当时的诗文,以至街头巷语,异说奇闻,无不罗列。
有关自然科学条目的占255条,约为全书的42%,内容涉及自然观、数学、物理、化学、天文、地学、生物、医药、工程技术等诸多领域。
沈括因其杰出的科学技术成就,成为一位享有世界声誉的古代科学家。
我国率先对沈括的科学贡献进行研究的科学家竺可桢对沈括的学术成就作过中肯的概括和评价,他说:“我国文学家之以科学著称者在汉有张衡,在宋则有沈括。
《四库全书总目》谓括在北宋,学问最为博洽,于当代掌故,及天文算法钟律,尤其究心;《宋史》载括博学善文,于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算,无所不通,确非溢美。
自来我国学子之能谈科学者,稀如凤毛麟角,而在当时能以近世之科学精神治科学者,则更少……正当欧洲学术堕落时代,而我国乃有沈括其人,潜心研究科学,亦足为中国学术史增光”①。
英国科学史家李约瑟认为《梦溪笔谈》是“中国科学史上的里程碑”②。
我国著名思想史、哲学史家冯契教授称:“《梦溪笔谈》在数学、天文、地学、物理、化学、生物学、医药学、工程技术等许多领域都做出了创造性的贡献,是一部百科全书式的著作”③。
这些赞誉揆之史实,都是非常中肯的。
沈括一生科学成就的取得离不开他朴素、严谨的科学思想指导。
因而,探讨和研究他的科学思想,不仅使我们能更深入地理解他的科学成就,而且对我们今天的科学研究活动更有着积极的启迪意义。
二、沈括科学思想的内容沈括的科学思想在理学盛行的时代,一枝独秀,绽放出了奇异的光彩。
他的思想继承了传统的朴素唯物论与辩证法倾向,富于考察与试验相结合的实践性,既注重继承传统,又勇于怀疑,开拓创新,并始终贯穿着“技巧器械”当有益于国计民生的务实思想。
沈括先进的科学思想是一份珍贵的历史遗产④。
(一)朴素的的唯物辩证法思想①竺可桢.竺可桢文集[M]北京:科学出版社,1979.69.② [英]李约瑟.中国科学技术史.第一卷.导论[M].北京:科学出版社、上海古籍出版社,1990.140.③冯契.中国古代哲学的逻辑发展(下册)[M].上海:上海人民出版社,1998.120.④祖慧.沈括评传[M].南京:南京大学出版社,2004.278.1.“道不可相”和“止则非道”以元气论为特点的朴素唯物辩证思维是沈括取得科学成就的思想基础。
沈括的思想核心是“道”,他把事物运动变化规律总结为不可名状的“道”。
他认为“道不可相”①,道是万物发展变化的根本原因,他批判邵雍旧说对易象的错误解释,认为所谓的“数”、“理”,并非由人的主观意志所拼凑而成,进一步表明了他的唯物主义立场。
同时他认为“道”是发展变化的,“物之所有而非所止者,道也”②,静止、凝固不变就不是道,所以,“运动和变化的思想构成沈括科学思想的核心”③。
在此基础上,他提出了“五运六气学说”,来探讨自然现象变化规律,认为“率皆有法”,并运用此说对多种天气现象进行阐释,在熙宁(1068-1077)年间还进行了一次成功的天气预报。
运气学说迄今对天气预报仍具一定参考价值。
2.“事非前定”的唯物论思想沈括承认物质的客观性,在理学逐渐兴起的宋代,他敢于坚持唯物主义,针锋相对地与理学思想进行论争,二程认为“万事无不前定”和“人有前知”,④这是一种明显的唯心主义观点,他旗帜鲜明地提出了“事非前定”⑤的唯物主义命题。
(二)实践出真知的思想对自然现象进行实际的观察与调查,并在此基础上通过比类、求故,以归纳与演绎相结合,一般与个别相结合的方法,概括出一般原理。
这是沈括坚持实践出真知的科学思想在科学方法上的主要体现,同时也正是他做出众多科学贡献的重要因素。
1.科学观察科学观察是人们为了认识事物的本质和规律,有目的、有计划地考察和描述各种自然现象的一种方法。
沈括处处精细观察自然事物,得出了众多深刻独到的见解。
唐代诗人白居易曾写《游庐山大林寺》,其中“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”两句非常著名。
许多人根据一般经验,嘲笑白居易写错了,理由是这首诗写于唐元和十二年四月九日,那时桃花应该早就谢了。
可是沈括并不轻易下定论,他经过仔细观察发现,深山里气候比较寒冷,所以桃花比平原上开得迟,从而论证了白居易的描写尊重事实,没有写错,终于使一段公论尘埃落定,对山间的气候变化有了更准确的认识,也为白居易恢复了名誉。
严谨的观察方法是沈括在科学活动中能够做出许多发现的先导。
譬如,在备受后人推崇的光学现象的发现过程中,沈括靠的就是严谨而细致的观察方法。
根据《梦溪笔谈》记载,他通过观察鸢儿移动与影子移动方向是否一致,得出小孔成像的结论。
普通情况下,影子是和鸢飞的方向一致的。
然后把窗纸穿上一个小孔,让光线照到鸢身上,再穿过窗孔照在室内的壁上,看到影子和鸢飞的方向,便恰好相反了,鸢儿原来向东,影子便向西;鸢儿向西,影子便向东。
同样,窗外的楼塔等物,光线穿过窗上小孔时,所成的影子也是颠倒的。
他还通过观察凹面镜现象,得出凹面镜向日取火的结论。
在试验中,他把凹面镜对着太阳,看见反射的光都向内聚集在离镜面一、二寸地方,形成一个像芝麻或豆子那么大小的小点,把东西放到那里,就会燃烧起来⑥。
2.重视调查研究沈括平时处处留心,事事留意,对万事万物都要穷原竟委,年幼的沈括即随父母到过许多地方,“……每到一处,他总是以科学家的慧眼与探索欲,或细细地观察山川地貌,①沈括.长兴集.卷二三.东京永安禅院敕赐崇圣智元殿记.沈氏三先生文集(四部丛刊三编本)[Z].②沈括.长兴集.卷二三.东京永安禅院敕赐崇圣智元殿记.沈氏三先生文集(四部丛刊三编本)[Z].③祖慧.沈括评传[M].南京:南京大学出版社,2004.284.④胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.177.⑤胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.177.⑥颜桂珍;吕刚;韩晓华.论沈括的科学方法论思想[J].学海,2002(1):66.或亲尝野果百草。
上自天上飞的鸟,下至地下的石油,无不成为他观察和研究的对象”①,因此这种广泛调查访求和不耻下问的精神,使他开拓了知识面,得到了许多第一手资料,这为他在科学上不断取得进展奠定了一定的基础。
他通过调查,第一个提出石油的概念,沿用至今。
沈括在任鄜延路经略安抚使期间,通过调研,了解到延州一带人民采集、利用石油的情况和一些古代文献的记载,早在900年以前,就作出“石油至多,生于地中无穷”,而且作出“此物后必大行于世,自予始为之”的判断,并在试用的基础上“大为之”。
他成为我国历史上第一个提出“石油”这一名称和利用石油烟灰制墨的人②。
他注意对一些地理现象进行调查,提出了地理学方面有关海陆变迁、冲积平原成因、特殊地貌形成中的水蚀作用等卓越理论,许多为沈括首创,领先于世界。
1074年秋天,沈括察访河北西路时沿着太行山向北行,沿路考察,他观察到太行山山崖之间嵌有螺蚌化石和砾层的沉积带,经过仔细研究,断定此地原是古代的海滨,这在11世纪是一个非常卓越的见解。
今天的地质学家确定古代海岸线也常常是根据含有海生化石的地层与滨岸砾石的情况作出判断的③。
沈括观察到黄河、漳水、滹沱、涿水、桑乾等河流都含有大量泥沙的浊流,又考察了古籍有关海陆变迁的记载,经比较分析,再从“物有相似者,必自是一类”④的认识出发,概括出“所谓大陆者,皆浊泥所湮耳”⑤的结论,给华北冲积平原成因作出了科学的解释,是世界上这方面最早的研究成果。
他对浙东雁荡山的特殊地貌进行了细致观察与深入研究,分析了雁荡诸峰的成因:指出它是由流水侵蚀作用造成的,并以黄土高原的地貌情况作对比,认为都是由“水凿”而成,据此就流水侵蚀地形给出了科学解释,所以究其原因,“当是为谷中大水冲激,沙土尽去,唯巨石岿然挺立耳。
”⑥,这比英国人郝登(James Hutton)在1788年于《地球理论》一书中提出流水侵蚀作用的学说要早700年。
同样,沈括也是通过亲身实践与调查研究,在《梦溪笔谈》中对动植物的地理分布、形态描述与分类和生理、生态现象,药物的药理作用,生物防治,人体解剖生理学,古生物学等诸方面作出了大量忠实的记录,共80余条,再加上《良方》、《梦溪忘怀录》中的有关内容,应当说,沈括对我国生物科学的初期发展也是做出了重要贡献的。
3.科学实验沈括通过实验,取得了很多科学成果。
在研究指南针时,沈括观察到磁针指向不是正南方,而是略偏东,这是世界上关于地球磁偏角的最早发现。
他还亲自动手做了磁针四种装置方法的实验,即:水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法与缕悬法。
经过数次试验,沈括认为这四种方法中,要数缕悬法最好。
因为用指甲旋定法和碗唇旋定法,磁针很容易滑落,用水浮法,水也动荡不定,缕悬法却没有这些缺点。
这四种方法,有的仍然为近代罗盘和地磁测量仪所采用。
现在磁变仪、磁力仪的基本结构原理,就是用缕悬法。
航空和航海使用的罗盘,就多以水浮磁针作为基本装置。
另外,沈括首创了纸人共振演示实验。
他剪一小纸人,放在基音弦线之上,拨动相应的泛音弦线,纸人就跳动,拨别的弦线,纸人则不动。
沈括把这称为“正声”,即共振实验,而在西方直至17世纪才出现类似的实验。
(三)注重科学推理的思想①祖慧.沈括评传[M].南京:南京大学出版社,2004.295.②胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.199.③胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.204.④胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.212.⑤胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.205.⑥胡道静.新校证梦溪笔谈[Z].北京:中华书局,1957.211.科学的推理是科学工作者在科学观察和科学实验等科学实践中,根据客观事实所做出来的,是科学事实在人们头脑中的反映。
在我国古代科学技术不发达的时代,更需要运用这种方法来进行总结,沈括就是一位较早运用这种方法的科学家之一。
我国自古以来便有“高山为谷,深谷为陵”的说法,但在沈括以前的时代,一般都说得不够具体,不能正确阐明山谷变迁的原因。