简明正史——沈括　苏颂

沈　括（1031—1095）　字存中，杭州钱塘（浙江杭州）人。先以父荫得官沭阳（江苏沭阳）主簿，治理沭水，得上田七千顷。他不满足于以荫得官，于嘉祐八年（1063）中进士，编校昭文馆书籍，为馆阁校勘，利用这个机会，抓紧时间钻研学问，并对天文学产生了浓厚兴趣。

神宗即位后，他积极参加变法活动，删定三司条例，仅制定南郊大礼新式一项，每次省费万计，受到神宗赞扬。熙宁五年（1072），他提举司天监，观测天象，推算历书。当时，司天监的官员都是些“市井庸贩”，对于法象图器，大抵茫然无知。为了改变这种情况，他推荐一位平民出身的卫朴，进行历法改革工作，同时罢免了六名不称职的官员，引用一批有学问的士人进入司天监，并为他们开设训练班，分五科培训合格后，分别担任监内工作。

他认为历法的制订，不能靠单纯的推算，必须用实际测试来参验。测试的准确性，取决于有无精密的观测仪器。为达到这一目的，他把修历的事交给卫朴，自己则集中精力研制一套新的观象工具。在研制过程中，他写了“浑仪”“浮漏”“景表”三议，对许多天文学的错误理论，一一加以驳正。新制的测量天体的浑仪，一改过去管口过小的弊病，把管口扩大，用三个月的时间，每天用窥管观测北极星和天体的位置，分别制图二百余张，终于得出北极星距离北极相差三度多的结论。浑仪其他方面的改革还有多项。新仪制成后，安放在司天监里。

沈括制造的新浮漏，包括三个播水壶和一个受水壶，把过去漏壶的曲筒管子改成直颈玉咀，位置也移置下部，使滴漏更加合理。观测日影的铜表，用三个候影表来观测影差，发现了太阳光进入地球大气时所发生的光线折射，以及因折射引起的方向差别。如此等等，都说明沈括在天文理论及仪器方面的卓越成就。

三个仪器制成后，神宗郑重地率大臣前往参观，沈括还一一回答了有关询问。

在历法方面，沈括主张可以根据二十四节制定历法，不以月亮圆缺朔望为准，取消闰月，把一年分十二个月，大月三十一天，小月三十天，用立春、立夏、立秋、立冬各作为春、夏、秋、冬季的开始，用节气时令定月，以适合农时，可惜未被采用。但在他的支持下，卫朴新修《奉元历》，在北宋行用了十九年。这部历法以365.24358500日为一回归年（太阳接连两次通过春分点所用时间），比以前旧历接近实际。在修历过程中，改革历法也受新旧党争的严重影响，旧派竟用大狱迫害卫朴，使他们的主张未能全部如愿。

在数学上，沈括创造了“隙积术”，即二阶等差级数求总和的运算方法。他看到酒店和陶器店里，把瓮、缸、瓦盆之物，堆成一种长方体台形状，底部排成一长方阵，以上逐层长阔各减一个，要计算物体的总数颇有困难，因为《九章算术·商功》内所载“刍童”（长方台）术积法，已不能适用计算堆放有空隙物体的需要，于是创造出这种“隙积术”，为南宋杨辉及元代朱世杰关于高阶等差级数的研究，开辟了新的研究方向。另外，他在数学上发明“会圆术”，也具有重要意义。

沈括一生博学善文，于天文、历法、卜算、方志、音乐、医药等无所不通，他的著作见于记载的有数十种之多，可惜大部分已经失传。其晚年所著《梦溪笔谈》二十六卷，《补笔谈》三卷，《续笔谈》一卷，共六百零九条，内容十分丰富，是一部综合性的科学著作。

《梦溪笔谈》中包括力、光、声、热、磁等各学科的研究。他不仅改进指南针的使用方法，而且通过实验在理论上作了说明，从中发现了地磁偏角，指出指南针“常微偏东，不全南也”。这比西方哥伦布航海时发现的地磁偏角要早四百年，并且知道磁石的两极性。光学上，他通过对凸凹镜的观察实验，得知了光线通过小孔及焦点形成“光束”的原理。他实验过声学上的共振现象，把它称之为“应声”。化学方面，他最早记载了胆水炼铜法，得知了铜化物及其化学变化，以及温度条件对化学变化的作用。

他一生到过许多地方，留心观察各地的地貌变化，在地质学上提出了不少独到见解。熙宁七年（1074）察访浙东，描述了他看到的雁荡山的地貌特征，峭拔险怪，高耸千尺，究其原因乃是长期由水力侵蚀所致。他还观察了雁荡山与成皋（河南荥阳境）、陕西黄土高原的大涧里，常见百尺高的土墩，发现二者成因相同。这些对地形构造的卓越见识，在世界此类问题研究上居于前列。他曾沿太行山北行，看到山崖上杂有螺蚌壳和鸟卵形砾石，横着形成一种长带状，断定太行山东麓，应是古代的海岸。这样对河北平原的形成，作了正确的解释，即它是黄河、漳河、滹沱河等所带泥沙淤积的结果。由此再归纳成普遍原则，说明河流对海陆变化所起的作用，这是非常科学的。

沈括对劳动者的创造发明有着浓厚的兴趣，只要他见到的有价值的东西，无不记载。如毕昇活字印刷的发明，建筑工匠喻浩所著《木经》，水工高超使用堵塞黄河决口的“合龙门埽”三节沉水法，以及最早对石油的命名等，都是科技史上的原始记录。他到陕北延州（陕西延安）看到当地百姓采集石油，燃烧时冒出黑烟，便断定此物大有用处，并第一个用它代替煤烟，制造成墨，并对石油的蕴藏、开采、用途等作出很高的评价。

另外，沈括对于气象观测和物候学也有生动的记载，对动物、植物及生理学也曾深入研究。医学方面，与苏轼合著有《苏沈良方》等。人文科学上，《梦溪笔谈》中也多有记载，为研究历史、音乐、地理、水利等提供许多宝贵资料。正因为该书记述了大量的多学科的科学成就，被誉为中国古代科学的坐标，当时世界上没有其他同类著作可与之比美。

沈括有如此巨大的科学成就，不仅是因为本人善于观察实践，而且也因为他很重视各行各业劳动者实践经验，向他们认真的学习。他很有感触地说：“至于技巧、器械、大小、尺寸、黑黄苍赤，不可能都出自圣人，而百工、市井、田野及有关单位，都是参与者。”

沈括是一个多才多艺的科学家，也是变法改革的实践家，在军事、外交方面也有相当的才能。他在科学领域内同守旧思想进行斗争，其贡献绝不亚于政治方面。

苏　颂（1020—1101）　字子容，泉州南安（福建泉州西北）人，后迁润州丹阳（江苏丹阳），进士出身。

仁宗朝，曾迁官集贤校理，编定书籍，在馆九年，学问大进。他家庭和睦，衣食虽常不足，而处之晏然，富弼曾称其为“古君子”。

神宗时，苏颂对执行青苗法的官员邀功争利，提出批评，并要求将常平、众役等事交付各路监司统一管理，朝廷不从，而神宗信任如故，先后改知应天府（河南商丘）、开封府（河南开封）等。

哲宗即位后，任吏部尚书兼侍读，曾请别制浑仪，朝廷任他为提举官。苏颂精于律历，又推荐吏部令史韩公廉作助手。公廉晓算术，有巧思，二人通力合作完成造新仪的工作。这个新仪的构造及特点，苏颂写有《新仪象法要》。全书共分三卷，上卷介绍浑仪设计，有轮三重，总图四种；中卷介绍浑象设计，仪体总图设计一种，分图四种，星宿位置图五种，四时昏晓星图九种；下卷介绍水运仪象台的设计，总图二种，分图二十一种。全书共附图六十三种，包括附别本制法图四种。这些图是用透视或示意绘制出来的，通过说明，可以使人们对古代浑仪有所了解。因此，这部书具有高度的科学性，它代表了当时天文学的新成就，也反映了机械制作的新水平。

这台仪器吸取劳动生产中水车、桔槔、凸轮、杠杆等工具的使用原理，使机械恒速运动，与天体运动保持一致。因其原动力是用水冲击机轮使机器运转的，故称之为“水运仪象台”。台高为三丈六尺五寸，宽二丈一尺。整体结构分三层：上层为浑仪，用来观星，仪上用龙柱支持，仪下设水槽来定水平。中层为浑象，是假想天体，球面布列星宿位置，球体有昼夜机轮，能够自动运转，常使仪面星度与天象合。下层设木阁，阁分五层，每层有门，可以看到报时木人的出入，称为司晨。这样三器一机，激水运行，不再借用人力，非常奇巧，把古代浑仪制作提高到一个新水平，是世界上最早的天文钟。

苏颂是一个非常博学的人，对于“经史、九流、百家之说”，以及图纬、律吕、星官、算法、山经、本草，无所不通，“尤明典故”。正因为他有着广博的自然科学知识及人文科学知识，加之知人善用，才取得如此高的科学成就。

元祐年间是旧派更化的高潮时期，苏颂迁官翰林学士承旨，尚书左丞，并兼管枢密院事。元祐七年（1092）官拜宰相，务在奉行故事，照章办事，使百官守法遵职，量能录用人才，杜绝侥幸之门。

他执政时，哲宗年幼，诸大臣奏议，经常乱纷纷的，最后总是取决于宣仁后高氏。哲宗有言，就没有人理会了。只有苏颂在奏明宣仁高氏后，必再奏禀哲宗，哲宗有什么宣谕，立即告诉诸位大臣听候“圣语”。因此之故，在元祐旧臣遭到贬逐时，御史周秩弹劾苏颂，哲宗马上说：“颂知君臣之义，不要轻易议论此老。”结果免去了党争之祸的一场灾难。徽宗时苏颂去世。

评：沈括、苏颂是宋代两位杰出的科学家、学问家，同时也有相当突出的政绩。从政治态度上看，沈括参与变法改革活动，但亦有自己的不同见解；而苏颂则倾向于旧派，不过他不同于那些顽固的旧派人物，一味看着高太后眼色行事，而能尊重未亲政的哲宗，躲过了一场党争之祸。这些对于保存他们的科技成果，是有重要意义的。