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休闲读品宋风
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[原创]沈括:中国历史上最卓越的科学家
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休闲读品宋风 于 2017/4/18 8:59:56 发布在 凯迪社区 > 猫眼看人
  

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    沈括(1031-1095年),北宋浙江钱塘(今杭州)人,曾在各地为官,晚年被贬,谪居润州(今江苏镇江)梦溪园,在这里,他完成了留传至今的一部巨著《梦溪笔谈》。按现在的学科分类来看,沈括在数学、物理、天文、地理等诸多学科中都做出了杰出的贡献,仅是从《梦溪笔谈》200多项关于自然科学的记录中,择其最重要的而说的。以涉猎范围之广、认识程度之深而言,在中国科技史上,无人出沈括之右,故李约瑟博士称沈括是“中国整部科学史中最卓越的人物”。

  





    

2



    然而,也有不同的声音,如一位叫虞云国的研究者2004年在《文汇报》上发表文章指出,“《梦溪笔谈》从文献归类上只能说是一部考据辩证类的笔记小说,它既不具有科学著作的体制,沈括在写作时也无撰写科学著作的自觉意识;虽然书中含有大量的科技史料,但仅为谈谑而已。”

    言下之意,对《梦溪笔谈》能否被称为“科学著作”,提出了置疑。其实,如果沿着这种思路,连沈括是否能称得上是位科学家,也是可以讨论的问题,至少在20世纪以前,所有的文献中都没有把沈括称为科学家的。

  

    凹面镜

    沈括在《梦溪笔谈》中明确提出日光汇聚之点“碍”即焦点,并将焦点描绘为“光聚为一点,大如麻菽”的凹面镜的成像原理,并首次记录了焦距一二寸的数据,如今的梦溪园陈列有凹面镜模型。


    

    指南针

    沈括结合实验介绍了四种指南针的支挂法:一是让磁针浮在水面上,称水法;二是将磁针放在指甲上,称为指甲旋定法;三是置放于碗的边沿上;四是丝悬法,即把磁针用茧丝挂于无风处。沈括对这几种支挂法分析后,认为丝悬法最为准确。图为水浮法的指南针模型。

    
    

   浑仪模型

    浑仪是我国古代天文学家用来观测天体坐标和两天体之间角距离的主要仪器,它是由若干个与天球上的大圆(如赤道、黄道等)相对应的圆环所组成的球形观天仪。沈括在《浑仪议》中对浑仪进行了改良:一是取消原来的月道环,简化浑仪结构;二是对浑仪的窥管进行了改造。


    

3



    揆诸史实,发现正如虞云国先生所言,沈括在撰写《梦溪笔谈》时,确实没有撰写“科学著作”的自觉意识。

    沈括自少年时,就表现出好学深思的天性,对自然和工程方面的问题有浓厚的兴趣。但是,受那个时代的主流风气影响,也不能免俗,31岁那年(1063年)考上进士,开始了漫长的仕宦路程。前十七年,沈括主要在中央政府的“各部里”做官,如昭文馆编校、司天监提举等,在这些岗位上他表现得很优秀,也正是这些工作之便,使他有了天文学和治河工程方面的实践知识。

    他还曾奉旨出使辽国,在两国边界线谈判中,他扎实的地理学知识发挥了重要的作用。他在部里做“堂官”的优秀表现让神宗皇帝做出了一个错误判断:重用沈括,派他做了鄜延路经略安抚使、兼延州知州(相当于延安地区的前敌总司令)。没想到这项任命从此葬送了沈括的政治前途,这位博学多才的“副部长”,绝无统兵打仗、镇抚一方的本事,1882年,他指挥的与西夏的永乐城战役中,宋军一败涂地,损失了二万五千多人,永乐城陷于敌手。为此,他被撤职查办,以一个团练使的身份(相当于副处级待遇),下放到湖北随州,“监视居住”。这期间,他还不死心,几乎花费了全部精力用了6年多的时间把此前受命编修的《天下州县图》彻底编好,这也是我们前文提到后世所公认的他的一项重大地理学贡献。

    就他本人来讲,倒不是想在地理学上有什么贡献,而是试图以此获得新任皇帝宋哲宗的青睐,有机会重返官场。此举还真取得了一点效果,朝廷不仅赏赐了他一百匹绢的奖品,还放松了对他的“管制”,允许他自己选择居住地。宋哲宗可能也还真动过起用沈括的心思,下诏让沈括可以自己选择居住地可以视作是一个信号,不想到这一信号刚一发出,就受到一批言官的激烈反对,谏议大夫梁焘等人上书,重提沈括永乐城之败的罪过,反对放松对沈括的管制。哲宗皇帝只好暂时收回成命,第二年才重新下诏,让沈括可以到外州居住,但再也没有重新起用他的意思。此时,沈括才彻底绝望。他本来是住在秀州(今江西九江),就在庐山脚下,他曾自称是想在庐山终老一生的。但不知什么原因,在皇帝允许他自由选择居住地时,却选择了润州(今镇江),在那里建了梦溪园,此后在那里活了8年,终老一生。镇江的风光虽然也不错,但比起名甲天下的匡庐秀色来讲,那还是逊色多了。我猜想,可能是他在秀州居住时,当地的官员对他拘管太严,给他留下了很不愉快的经历,而到润州,则是换了个人际关系环境,心情能舒畅些。据他自己说,之所以到润州居住,是此前曾听了一个游方道士的建议在那里买了一处小园林,而且到了那地方一看,居然和自己以前多次梦见的某个地方一样,所以起名为梦溪园。如果这种说法属实,那么,相当于他是听了一位算卦先生的指引选择润州的,至于那处山水是否真是他梦中见过的,我觉得大可怀疑,我更愿意从他觉得以后只能这个园子中“做梦想之游”这种含义上,来理解他给为自己居所的这项命名。

    由于在梦溪园闲居,无事可做,回忆平生的见闻、经历便成了他唯一的精神生活内容,他不敢直接言及政事,只能记下那些有趣的市井传说或个人经历,以及他感兴趣的有关自然现象和工程技术的问题。这就是后来被称为《梦溪笔谈》的巨著。事实上,《梦溪笔谈》的内容十分驳杂,有点像现在的报纸文摘,涉及到方方面面,而且大多数文章写得生动有趣,所以,自其一问世,便广为流传,在南宋时,扬州的知州周淙还以刊印销售《梦溪笔谈》的收入补充州学办学的经费,可见当时就是一部能赚钱的畅销书。直到20世纪以前,人们都是把它当作一种小说杂谈来读的,就沈括本人的写作动机来讲,也确实没想到今天的人能把它当作科学巨著。

    

4



    性格即命运,这话一点不假。沈括在官场的蹭蹬和学术上的成就,几乎都可以从他的性格中找到解释。他这人好学,喜欢研究各种新奇东西,干活儿好动脑子,所以,在做主管治河、天文工作的技术官员时,成就突出,在做依靠地理学知识的外交谈判使节时,也能不辱使命。但他缺少杀伐决断的实际军政才能,所以在做边境军政“一把手”时难免失败。在政治活动中,他的人格缺陷很明显,用现在的话来说就是“缺乏政治头脑”,他与王安石本是世交,沈括父亲的墓志铭就是王安石写的,在王安石当政时,沈括曾是他变法的支持者,因而被反对变法的人士视为是“新党”骨干,后来反对哲宗重新启用沈括的梁焘等人,就是从“旧党”的立场出发,攻击沈括的。但在王安石第一次下野后,沈括又曾上书反对过王安石的一些法令,导致王安石复出后,骂沈括是“小人”。这样,沈括成了在“新旧”两党都讨不到好处的人物。他和苏轼的关系也不好,我揣测,很可能是出自某种“文人相轻”的心态,也许他认为苏轼所擅长的诗词文赋、书画文墨之类的东西算不上什么,总之,不知出于什么动机,他参与到了迫害苏轼的“乌台诗案”中,罗织罪名、攻击苏轼,这又令后世一大批苏轼的拥趸,对沈括的政治人品大加挞伐。

    但他最大的长处是好学,而且没有任何知识视野上的偏狭,他不像当时主流士大夫那样,轻视在社会底层工作的工匠、水手,所以,记录下了布衣毕升发明的活字印刷术和水手们航海用的指南针,中国“四大发明”中的两大发明是靠沈括的记录而扬名于世的。对于延安老百姓使用的石油,他不仅记录,而且还亲自动手做实验,用石油制做墨锭。从这方面来,他至少是位实验科学家。与苏轼、朱熹这些大文人不同,他对于数学有着出奇的兴趣,所以在数学上做出了杰出的贡献。平心而论,论治学的渊博程度以及对人民实际物质生活的贡献来讲,沈括比苏轼、朱熹之辈强多了,但他在中国文化史上的名气却没有这两位大,只能说明古代中国是多么缺少科学的传统。他本人也是在官场失意后才埋头转入学术著述的,也说明纯搞学术的人在当时的社会地位远不如当官高,这种传统一直延续到今天。

    
  
梦溪园正门

    正门正对着的是条小巷,门显得促狭,砖瓦结构倒是很古朴。


    

5



    沈括不仅是记录了许多别人科学活动的科学史专家,还是亲身进行科学研究的数学家、天文学家、工程技术学专家。

    其次,从现代理性科学对于经验科学所积累材料的利用上来讲,沈括的著述有重要的文献价值,他也是世界各国现代科学家所公认的前辈学者。事实上,如果从实验科学的贡献上看,沈括并不比英国实验科学鼻祖弗兰西斯•培根差。

    对于科学传统十分稀薄的中国文化来讲,沈括是不可多得的卓越人物,我们得万分珍惜这份珍贵的文化遗产。


   沈括的科学贡献



    按现在的学科分类来看,沈括在诸多学科中都做出了杰出的贡献,其主要内容如下:

    数字方面

    1 创立隙积术(高阶等级求和法)。

    2 创立会圆术(在球面三角学方面的贡献)。

    这两项贡献早于西方数学界600余年。

    物理学方面

    1 关于指南针的最早的明确记载出现在沈括的《梦溪笔谈》中,他不仅试验、研究了四种指南针的装置方法,还发现了地偏磁角的存在,他是世界上第一位发现地偏磁角存在的学者,比欧洲人哥伦布发现这一现象早了整整400多年。

    2 沈括在历史上第一次解释了凹面镜照物成像和向日取火的原理,他是在中国战国时期就有记载的小孔成像原理和西汉时记载的阳燧取火原理的综合上,做出这一发明的。在沈括做过凹面镜取火试验400年后,美国人阿贝孔才做了相同试验。

    3 发现了声学上的共振现象,欧洲人直到17世纪才发现这一现象。

    化学方面

    1 首次记录了江西铅山县所使用的冶铜方法“胆水浸铜”,即以硫酸铜溶液炼铜的冶金方法。

    2 记录了池盐结晶和提纯的方法。

    天文学方面

    1 改进浑仪、漏表等天文仪器,使之更为精确。

    2 修订历法,提出较先进的《十二气历》。

    3 发现了大气折射现象。

    地质及古生物学方面

    1 沈括第一次给石油命名。我国早在1800多年前的汉代就发现了石油,只是名称不定,有“石液”、“石漆”、“石脑油”等多种称呼,沈括记录了延安地区发现和使用石油的状况,这个名称一直延用到现在。

    2 推断海陆变迁的原因,沈括根据太行山断层螺蚌化石及砾层的沉积带,在世界上第一次从化石的角度做出了关于海陆变迁的推论。

    3 沈括推断华北平原是由黄河等河流的泥砂冲积而成,这是对华北平原成因最早的科学解释,比英国地质学家赫登同样的观点要早600多年。

    4 沈括第一次把古生物遗迹解释为化石,比意大利学者达•芬奇同样的解释要早400多年。

    5 沈括根据他在延州发现的竹笋化石推断这里古代时期发生过巨大的气候变迁,这一观点被后来著名的气象学家竺可桢所关注。

    工程技术方面

    1 沈括最早记载了毕升发明的活字印刷术。

    2 记载了多种古代的炼钢技术。

    地理学方面

    1 沈括在主持汴河疏浚工作时,在世界上首创分层筑堰的水准测量法,比俄国于1696年进行的顿河地形测量要早600多年。

    2 发明了立体地图,沈括以木雕形式制作的立体地图,早于西方700多年。

    3 以大比例尺和高精度绘图方法,绘制了当时最好的全国地图《天下州县图》。

    上述内容,仅是从《梦溪笔谈》200多项关于自然科学的记录中,择其最重要的而说的。以涉猎范围之广、认识程度之深而言,在中国科技史上,无人出沈括之右,故李约瑟博士称沈括是“中国整部科学史中最卓越的人物”。

    声明:本文节选自(《休闲读品·天下》2010年第二辑《落寞梦溪话沈括》一文中)

    本文由休闲读品杂志社原创

    转载请标明出处,禁止侵权

    编辑:木图

    文章配图来源于休闲读品杂志

    文章内容来源于李寻老师

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    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 9:38:18    跟帖回复:
       沙发
       揆诸史实,发现正如虞云国先生所言,沈括在撰写《梦溪笔谈》时,确实没有撰写“科学著作”的自觉意识。

        但他最大的长处是好学,而且没有任何知识视野上的偏狭,他不像当时主流士大夫那样,轻视在社会底层工作的工匠、水手,所以,记录下了布衣毕升发明的活字印刷术和水手们航海用的指南针,中国“四大发明”中的两大发明是靠沈括的记录而扬名于世的。

    ==========================

    确实了不起
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 10:06:23    跟帖回复:
       第 3





    和沈括同时代的苏颂,也不遑多让。

    苏颂发明了水力驱动的时钟,尤其是那个擒纵器,非常了不起。




    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 11:27:52    跟帖回复:
       第 4
    不能发明一些武器战胜敌人吗?
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 11:38:44    跟帖回复:
       第 5
    怕老婆、胆小、政治上见风使舵,但不妨碍他成为中国史上最伟大的科学家之一,其实我觉得之一这两个字都可以去掉,中国的达芬奇吧。
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 11:40:49    引用回复:
    6
    转至第5楼第 5 楼 龙翔天下 2017/4/18 11:27:52  的原帖:不能发明一些武器战胜敌人吗?知道神臂弓不,沈括曾经判军器监,负责神臂弓的改良和生产,把神臂弓的产量提高了十几倍。还写过关于军阵、军事建筑的书。
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 12:25:43    android
    7
    转至第6楼第 6 楼 阿尔萨斯之刃 2017/4/18 11:38:44  的原帖:怕老婆、胆小、政治上见风使舵,但不妨碍他成为中国史上最伟大的科学家之一,其实我觉得之一这两个字都可以去掉,中国的达芬奇吧。 科学与儒家道德没什么关系。甚至刚好成反比。
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 12:27:51    android
    8
    只是个爱思考的匠人而已,中国历史上何曾有真正的科学家,何曾有任何科学理论?
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 12:29:27    android
    9
    少谈最
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 12:55:55   
    10
    發現現象而未解釋...........,如果是科學的話,
    原始人比你們早10萬年發現了光有七種顏色.......

    此贴已经被作者于 2017/4/18 12:56:30 编辑过

    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 13:06:57    跟帖回复:
    11
    盧克來修 物性論 更精采,更接近現代科學理論原始模式.....
    頂多是哲學家,不是科學家。
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 13:10:41    跟帖回复:
    12
    中国历史上有科学家吗?科学的历史有多少?
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 13:26:15    android
    13

    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 13:40:32    iPhone客户端
    14
    这就是欺骗大家没看过梦溪笔谈吧,通篇的不知其所以然也未可知也,这也算科学著作?充其量就是个记录风物的笔记,这样的集子挺多,大部分是记录人物事件,而这是记录日常琐碎物件的而已。再说沈括这人历史面目很一般,记录也不少,多看看。
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2017/4/18 13:47:36    iPhone客户端
    15
    科学著作也不一定要都知其所以然,至少要有个求知的态度。很遗憾梦溪笔谈没有,其分门别类的方式也比较幼稚,虽然不能一味苛求古人,但确实没有产生什么影响。
    21207 次点击,59 个回复  1 2 3 4
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