北宋沈括八卦

身处吟风弄月的时代，却能矢志不渝地叩响科学之门，北宋沈括，是一个另类的官员，更是一个横跨数学、物理、化学、地理、天文学、水利学等诸多学科的科学通才。 梳理沈括的为官履历，我们看到的是一条波澜不惊的轨迹。仁宗嘉祐八年（公元1063年）高中进士，神宗时期成为「 ”王安石变法”的骨干，熙宁五年（公元1072年）提举司天监，熙宁九年（公元1076年）任翰林学士，权三司使，整顿陕西盐政，元丰五年（1082年）因宋军永乐城之战驰援不力为西夏所败，致仕归田。可以说，在二十年的宦海生涯中，沈括既没有让我们看到太高的波峰，也没有让我们看到太低的波谷。 然而，如果我们再看一看沈括人生的另一条轨迹，便会发现一条闪烁着智慧之光的科学之路。这位一生在政治上并未引人关注的大宋官员，其彪炳史册之处恰恰是在当时被认为奇技淫巧的理科，在以「 ”立德、立言、立功”为圭臬的封建中国，能够产生一位科学家的土壤本身就很贫脊，而能够出现一位影响后世的卓越的科学家就更加难得。然而，就是在这样一种生存状态下，沈括却为中国的科学发展史写下了浓墨重彩辉煌壮丽的一笔：他被誉为「 ”石油之父”，当他看到陕西延州一带居民取流于沙石间的「 ”脂水”燃火为炊，十分兴奋，认为「 ”此物后必大行于世”，并将其命名为「 ”石油”，这个称呼取代了以往的「 ”石漆”、「 ”石脂水”「 ”猛火油”等叫法，一直延用至今；沈括还是世界上第一个发现地磁偏角的人，早在航海家哥伦布远渡大西洋观测到地磁偏角位置的400多年前，沈括就已经发现「 ”方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”而他在数学方面的贡献更是可圈可点，他创立的「 ”隙积数”，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，而他创立的「 ”会圆术”，不仅促进了平面几何学的发展，更为中国球面三角学的发展做出了重要贡献。 「 ”在其位谋其政”，和许多官员不同，沈括的「 ”在其位谋其政”渗透进了自己更多的创造性的劳动。司天监是宋代专门负责观察天象、制定历法的机构，在担任司天监之职时，沈括治学严谨不徇私情，先后罢免了六名不学无术的旧历官，同时不计出身，破格举荐精通天文历算、布衣出身的卫朴进入司天监，主持修订新历。沈括力主从观测天象入手，以实测结果作为修订历法的根据。据说为了准确观测天象，这位一丝不苟的科学家曾连续3个月每天夜里亲自用「 ”窥管”观测北极星的方位，并将初夜、中夜、后夜所看到的北极星的位置准确地画在地图上，最终测算出了北极星同北极之间的距离。在他的主持下，重新修订的奉元历终于在熙宁八年（公元1075年）颁布施行，此后，他又进一步提出了「 ”十二气历”的主张，他以十二气作为一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三个月，并且按节气定月份，立春那天算一月一日，惊蛰算二月一日，依此类推，这种历法已经与我们今天使用的阳历已经十分相似。 用自己的聪明才智造福一方百姓，最典型的事例还是他独出机杼的「 ”分层筑堰法”。 熙宁五年（公元1072年），沈括开始主持汴河的水利建设，汴河是从京都开封经淮河入运河，到达江南的唯一水上通道，但由于多年治理不力，淤塞严重，极大影响了流域内的农业灌溉和航运。为了治理汴河，沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸***八百四十多里河段的地势，在实测过程中，他独创了一种全新的「 ”分层筑堰法”， 即把汴渠分成许多段，分层筑成台阶形的堤堰，引水灌注入内，然后逐级测量各段水面，累计各段方面的差，从而测得开封和泗州之间地势高度相差十九丈四尺八寸六分。这种「 ”分层筑堰法”无疑是世界水利史上的创举，仅仅五年时间，汴河便「 ”过尽千帆，斜晖脉脉”，而流域内的引水淤田也达到一万七千多顷。「 ”楼上正临宫外，人间不见仙家。寒食轻烟薄雾，满城明月梨花。”这位存词不多的科学家，尽管在文人扎堆的宋代显得是那么孤立不群，但是，谁又能忽视这位勤思敏行的科学通才的存在呢？ 元丰五年（公元1082年），对于沈括而言，是其政治生涯的终点。就在这一年，为抵御西夏军，给事中徐禧决定以逸待劳，在距西夏都城银州25里的永乐川筑城。永乐城建好后，西夏举全国之兵围困这座沙洲小城，他们切断了宋军的补给线，断绝了通向城中的水道，使一座刚刚建成的新城顿时成为一座死城。彼时，守卫米脂的沈括欲率军驰援，但得报正有一支西夏军杀向绥德，危及关中，便「 ”先往救之，不能救永乐”，结果永乐城陷，徐禧战死，而沈括则以「 ”始议城永乐，既又措置应敌俱乖方”的罪名被贬为均州团练副使。贬到这样一个闲差，基本上就宣告了沈括政治生命的终结，1088年，就在贬官六年之后，经皇帝恩准，他在润洲的梦溪园致仕归田。 事实证明，梦溪既没有成为桎梏这位科学伟人心灵的囚所，也没有成为他醉卧林泉的别墅，而是成为一部科学巨著的起点，一个萃炼心智的容器。离开了政治的羁绊，沈括更加自由，他开始潜心著述，认真总结自己一生的科学活动，并广泛搜集记述前人及同时代人的研究成果，最终完成了一部旷世奇书——《梦溪笔谈》。「 ”予退处林下，深居绝过从，思平日与客言者，时纪一事于笔下，则若有所晤言，肃然移日，所与谈者，唯笔砚而已，谓之《笔谈》。”在这部几乎包罗万象的巨著中，我们看到的是沈括在浩瀚的自然科学领域的信然独步，是其在多项学科中的纵横捭阖。《梦溪笔谈》***计26卷，再加上《补笔谈》3卷和《续笔谈》1卷，合计30卷，内容涉及天文、历法、气象、数学、地质、地理、制图、物理、化学、生物、医药、建筑、冶金、文学、史学、考古、音乐、艺术等各个方面，尤其值得一提的是，沈括在《梦溪笔谈》中，详细记录了毕升发明活字印刷术的过程，从而使这项惠泽后世的发明有了可以传承的文字载体，而身为科学家，不存门户之见，能将默默无闻的印刷技工毕升抬升到发明家的序列之中，更能看出沈括的虚怀若谷和严谨的治学精神。对于这部《梦溪笔谈》，不仅国内学者将其作为研究中国科学史的重要依据，外国学者对它所蕴含的学术价值，同样评价甚高。日本著名数学家三上义夫赞道：「 ”沈括这样的人物在世界数学史上找不到，唯有中国出了这个人”，「 ”日本的数学家没有一个比得上沈括。”英国著名学者李约瑟则说：沈括「 ”是中国科学史上最奇特的人物”，他的《梦溪笔谈》是「 ”中国科学史的坐标”。 《梦溪笔谈》载，当时沈括为了研究光的直线传播，在总结前人的基础上，曾做过一个「 ”小孔成像”的实验。他在纸窗上开了一个小孔，使窗外的飞鸟和楼塔的影子成倒像于室内的纸屏之上，根据实验结果，他形象的指出了物、孔、像三者之间的直线关系。这位伟大的科学家也许不会知道，通过《梦溪笔谈》这个孔洞，他呈现给后人的，同样是一个丰富而特别的影像。 本头条号已签约 *** 骑士，严禁盗用，违者必究；图片源自网络，侵删。