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首先我們來看一下外國人對(duì)我國宋代科學(xué)巨匠沈括的評(píng)價(jià): 席文:在中國科學(xué)技術(shù)史上,沈括是最多才多藝的人物之一。 李約瑟:沈括是中國整部科學(xué)史中最卓越的人物。是中國科學(xué)史上的坐標(biāo)。 三上義夫:沈括這樣的人物,在全世界數(shù)學(xué)史上找不到,唯有中國出了這樣一個(gè)。我把沈括稱做中國數(shù)學(xué)家的模范人物或理想人物,是很恰當(dāng)?shù)?。日本的?shù)學(xué)家沒有一個(gè)比得上沈括。 我們?cè)賮頂?shù)一數(shù)沈括在各個(gè)領(lǐng)域里取得的成就: 數(shù)學(xué)方面: 隙積術(shù): 沈括運(yùn)用類比、歸納的方法,以體積公式為基礎(chǔ),把求解不連續(xù)個(gè)體的累積數(shù),化為連續(xù)整體數(shù)值來求解,巳具有了用連續(xù)模型解決離散問題的思想。發(fā)展了自南北朝時(shí)期就停滯不前的等差級(jí)數(shù)求和問題,并推進(jìn)到高階等差級(jí)數(shù)求和的新階段,開創(chuàng)了中國垛積術(shù)研究的先河。會(huì)圓術(shù): 沈括第一個(gè)利用弦、矢求出了孤長的近似值。這一方法的創(chuàng)立,不僅促進(jìn)了平面幾何的發(fā)展,而且在天文計(jì)算中也起了重要的作用,為中國球面三角學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。 會(huì)圓術(shù)問世后,得到了廣泛應(yīng)用,郭守敬、王恂等都用到過會(huì)圓術(shù)。 磁學(xué): 沈括記錄了人工磁化的方法,并用人工磁化針來作試驗(yàn),對(duì)指南針進(jìn)行深入研究。 沈括比較了指南針的四種裝置方法:水浮法,碗沿法,指甲法和懸絲法,指出懸絲法最優(yōu),并做了相應(yīng)的分析。 沈括在世界上最早經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明了磁針“能指南,然常微偏東”,存在磁偏角。這比哥倫布橫渡大西洋時(shí)發(fā)現(xiàn)磁偏角現(xiàn)象早了400多年。 光學(xué): 沈括通過觀察實(shí)驗(yàn),對(duì)小孔成像、凹面鏡成像等原理作了準(zhǔn)確而生動(dòng)的描述。 沈括還對(duì)平面、凹凸面等鏡面成像的不同進(jìn)行研究,注意到表面曲率不同與成像之間的關(guān)系,并以此對(duì)“古人鑄鑒”時(shí)正確處理鏡面凹凸與成像大小的關(guān)系進(jìn)行了研究與分析,提出若將小平面鏡磨凸,就可“全納人面”。 沈括還對(duì)透光銅鏡的原理作出了正確推論,推動(dòng)了后世對(duì)“透光鏡”的研究。 此外,沈括還第一次記錄了“紅光驗(yàn)尸”的內(nèi)容,是中國關(guān)于濾光應(yīng)用的最早記載,至今還有現(xiàn)實(shí)意義。 聲學(xué): 沈括通過對(duì)聲學(xué)現(xiàn)象的觀察,注意到音調(diào)的高低由振動(dòng)頻率決定,并記錄下了聲音的共鳴現(xiàn)象。 他還用紙人來放大琴弦上的共振,形象的說明了應(yīng)弦共振現(xiàn)象,這比諾布爾和皮戈特的琴弦上紙游碼試驗(yàn)早了500年。 沈括還提出了“虛能納聲”的空穴效應(yīng),以此來解釋兵土用皮革箭袋作枕頭,可以聽到數(shù)里外人馬聲的原因。 此外,沈括還記錄并深入分析了制鐘的聲學(xué)問題。 化學(xué): 膽水煉銅: 據(jù)沈括《夢(mèng)溪筆談》記載,信州鉛山縣有苦泉(硫酸銅溶液)、流而成澗。舀取泉水煎熬,就能得到膽礬(硫酸銅),熬制膽礬就能生成銅,熬膽礬的鐵鍋,日子久了也會(huì)變成銅。沈括的這段記錄,即濕法煉銅,利用化學(xué)置換反應(yīng)的方式提煉金屬。 石油制墨 沈括在世界上第一次提出了“石油”這一科學(xué)的命名。并以石油碳黑制墨,光澤、亮度方面都很理想,于是就大量制造,并命名為“延川石液”,蘇軾用后評(píng)價(jià)“在松煙之上”。 天文: 改進(jìn)儀器: 沈括對(duì)渾儀作了改進(jìn):取消了渾儀上不能正確顯示月球公轉(zhuǎn)軌跡的月道環(huán),放大了窺管口徑,使其更便于觀測(cè)極星,既方便了使用,又提高了觀測(cè)精度。 沈括對(duì)漏壺也進(jìn)行了改革,把曲筒銅漏管改做直頸玉嘴,并且把它的位置移到壺體下部。這樣流水更加通暢,壺嘴也堅(jiān)固耐用多了。 沈括還制造了測(cè)日影的圭表。 天象觀測(cè): 沈括對(duì)天象進(jìn)行細(xì)致的觀測(cè),取得了一些新的發(fā)現(xiàn)與觀測(cè)結(jié)果。例如,沈括用晷、漏觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了真太陽日有長有短。經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)測(cè)算,一年中真太陽日的極大值與極小值之差僅為51秒。 沈括還詳細(xì)觀察了五星運(yùn)行軌跡和隕石墜落時(shí)的情景 ;并為測(cè)量北極星與北天極的真實(shí)距離設(shè)計(jì)了窺管,每夜3次,連續(xù)三月,得200余圖,得出當(dāng)時(shí)極星“離天極三度有余”的粗測(cè)結(jié)論。 改革歷法: 沈括發(fā)明的新歷,不用閏月;不以月亮的朔望定月,而參照節(jié)氣定月;一年分為12個(gè)月,每年的第一天定為立春,這樣既符合天體運(yùn)行的實(shí)際,也有利于農(nóng)業(yè)活動(dòng)的安排。900 年后,英國氣象局用于統(tǒng)計(jì)農(nóng)業(yè)氣候的 《蕭伯納歷》,其原理也與《十二氣歷》相同。 地形學(xué): 沈括根據(jù)太行山巖石中的生物化石和沉積物,分析出華北平原過去曾是海濱,今已東距大海已千余里,而華北平原是由黃河、滹沱河、涿水、桑乾河等沖積形成的。這是對(duì)華北平原成因(沖積平原)最早的科學(xué)解釋。 沈括根據(jù)峭拔險(xiǎn)峻的雁蕩諸峰頂部在同一平面上的現(xiàn)象,推斷雁蕩山是由流水侵蝕作用而形成:流水將疏松破碎的巖石、土壤等沖走,留下堅(jiān)硬、固結(jié)而聳峭的山峰。這種“流水侵蝕作用”的看法是十分正確的,直到18世紀(jì)末,英國的赫頓在《地球理論》一書中才提出類似觀點(diǎn),比沈括晚了約700年。 沈括還詳細(xì)記錄了各地發(fā)現(xiàn)的化石、并根據(jù)化石來推究古代氣候的變遷,解釋虹的大氣折射現(xiàn)象,科學(xué)地描述了龍卷風(fēng)生成的原因、形態(tài)和破壞威力,用月亮的盈虧來論證日、月的形狀及海潮與月球的關(guān)系等等。沈括對(duì)自然地理的研究,在許多方面都走在了當(dāng)時(shí)世界的前列。 地圖學(xué): 元佑二年(公元1087年),歷經(jīng)十二年不懈的努力,沈括完成了奉旨編繪的《天下州縣圖》,圖幅之大,內(nèi)容之詳,前所罕見。全套地圖共有二十幅,包括全國總圖和各地區(qū)分圖,比例為九十萬分之一。 在制圖方法上,沈括提出分率、準(zhǔn)望、互融、傍驗(yàn)、高下、方斜、迂直等九個(gè)方法,并按方域劃分出“二十四至”,從而大大提高了地圖的科學(xué)性。 沈括還首創(chuàng)了用“飛鳥圖”來繪制地圖,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的循路步法制圖?!帮w鳥圖” 也就是“取鳥飛之?dāng)?shù)”,用的是飛鳥直達(dá)的距離,類似航空拍攝,這使地圖的精確度大為提高。 沈括視察河北邊防的時(shí)候,還曾經(jīng)把所考察的山川、道路和地形,在木板上制成立體地理模型,呈現(xiàn)給神宗。 這是中國地圖史上木質(zhì)地形圖的第一次明確記載,比瑞士十八世紀(jì)出現(xiàn)的地理模型圖早七百年。 水利: 沈括任海州沭陽縣主簿,主持治理沭水的工程,修筑渠堰,不僅解除了當(dāng)?shù)厝嗣竦乃疄?zāi)威脅,而且還開墾出良田七千頃,改變了沭陽的面貌。、 沈括還參與修筑蕪湖萬春圩的工程,寫出《圩田五說》、《萬春圩圖書》等關(guān)于圩田方面的著作。 熙寧五年,沈括主持汴河的疏浚工程。他親自測(cè)量了汴河下游從開封到泗州淮河岸八百四十多里河段的地勢(shì)。用“分層筑堰測(cè)量法”測(cè)出了河南開封上善門至泗州淮口直線距離420公里之內(nèi),水平高差為63.3米。存世古文獻(xiàn)中最早記錄水平高程測(cè)量的方法、過程和結(jié)果的科學(xué)家。 醫(yī)藥: 沈括搜集醫(yī)方,并匯集成兩本醫(yī)藥學(xué)著作《良方》和《靈苑方》(早佚),本著為病人負(fù)責(zé)的精神,沈括收方必“目睹其驗(yàn)”,并將實(shí)物與文獻(xiàn)對(duì)證,對(duì)藥物名稱和功效進(jìn)行考證,糾正其中的錯(cuò)誤。 沈括在醫(yī)藥學(xué)上的貢獻(xiàn)還表現(xiàn)在: ①良方》中詳細(xì)記述了秋石陰陽二煉法的程序要訣,有論者認(rèn)為應(yīng)屬世界上最早的“提取留體性激素”的制備法[100] ; ②《夢(mèng)溪忘懷錄》中關(guān)于“藥石井”的記述,被認(rèn)為是最早的磁化、礦化水制備法; ③《夢(mèng)溪筆談》中還對(duì)一些礦物的藥用價(jià)值進(jìn)行了記錄,如莽草、天竹黃等。 經(jīng)濟(jì): 改革鹽鈔法:沈括奉詔改革鹽法,提出四點(diǎn)整改意見:限定印鈔數(shù)量、統(tǒng)一池鹽東西路價(jià)格、制鈔權(quán)收歸三司,各地方統(tǒng)一鹽價(jià)。 改革鑄銅法:沈括提議:穩(wěn)定鹽鈔價(jià)格,達(dá)到以鈔代幣的目的;增加貨幣種類,將金銀納入貨幣流通,可惜神宗并沒接受。 沈括還提出了“錢利于流”的貨幣理論。他認(rèn)為,錢如果藏之不用就是死錢,要使錢增值就必須投放到流通領(lǐng)域。因此沈括主張加速貨幣流通,通過貨幣在流通過程中的增值來達(dá)到穩(wěn)定幣值的目的,這一發(fā)現(xiàn)比西方早很多年。 沈括還注意到貿(mào)易來往中的順差和逆差問題,主張根據(jù)邊境地區(qū)的實(shí)際情況,通過調(diào)節(jié)貿(mào)易額來達(dá)到穩(wěn)定貨幣的目的。 軍事: 沈括在擔(dān)任河北西路察訪使和軍器監(jiān)長官期間,攻讀兵書,精心研究城防、陣法、兵車、兵器、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)等軍事問題,編成《修城法式條約》和《邊州陣法》等軍事著作,并把一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成功地應(yīng)用在軍事科學(xué)上,為提高兵器和裝備的質(zhì)量做出了一定貢獻(xiàn)。 《夢(mèng)溪筆談》中有近20個(gè)條目與軍事有關(guān),記述了沈括親歷的一些戰(zhàn)事、古代名將的戰(zhàn)例、古代的一些戰(zhàn)爭(zhēng)攻防手段與策略,如“赫連城”特點(diǎn)介紹、戰(zhàn)棚的作用分析等,為后人提供了珍貴的軍事研究資料。 音樂: 沈括是樂律行家,據(jù)《宋史‘藝文志》載,沈括還撰寫過《樂論》、《樂器圖》、《三樂譜》、《樂律》等著作,可惜巳佚?!秹?mèng)溪筆談》中與音樂相關(guān)的記述有40多條,研究并闡述了古代音樂的音階理論;記述了沈括對(duì)唐宋燕樂的研究心得,如燕樂起源、燕樂二十八調(diào)、唐宋大曲的結(jié)構(gòu)和演奏形式、唐宋字譜等;并考證了部分樂器的形制、用材、流布與演變。 書畫: 沈括在書畫收藏與鑒賞方面也是行家。他撰寫過《圖畫歌》,用歌詩的方式,對(duì)兩晉至宋代50多位名畫家的作品及風(fēng)格進(jìn)行品評(píng),語言精練、視角獨(dú)到,得到了著名書畫家米芾等人的高度評(píng)價(jià)。 好了,暫時(shí)先到這里吧。小編只是想提醒大家,當(dāng)我們?cè)诜磸?fù)討論達(dá)芬奇,羨慕特斯拉的時(shí)候,別忘了我們古代中國也有如此卓越的人物! |
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