科学巨匠 - 创造中国科技史里程碑的宋代科学家——沈括
2020-10-21 11:38:02
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随着海上丝绸之路的不断发展，北宋时期的东南沿海一带欣欣向荣，其中，以苏杭一带经济尤为发达。所谓“苏常熟，天下足”，彼时的江南，可谓是进入到空前的繁荣期，既有绿树红墙灰瓦，小桥流水人家的温婉，又不乏贩夫走卒不绝于市的热闹。经济的发展必然带来科教的繁荣。在当时，受到宋王朝重视文教的政策影响，江南的各家各户都特别重视教育，涌现出了一批有作为的精英。沈括可谓其中的代表，他是宋代著名的政治家和科学家，一生致力于科学研究。他的《梦溪笔谈》，更是集先辈科学之大成，在中国科学史上有着举足轻重的地位。沈家世代为官，沈括从小就跟随在外作官的父亲沈周四处奔波，饱览了华夏大好河山和风俗民情，视野和见识都比一般同龄孩子开阔得多，兴趣爱好也广泛得多。日月星辰、山川树木、花草鱼虫，没有他不喜欢琢磨的。有一次，小沈括给母亲许氏背诵白居易的诗。背到“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”一句时，突然半日沉默不语。许氏出身士大夫家庭，性情温柔，知书达理，对于儿子凡事总好刨根问底的脾气，早已十分熟悉。她见儿子又犯了“犟”劲，只是笑了笑，递给他一件外衣，嘱咐道：“别背了，今儿天气这么好，邀几个小伙伴到城外山上转转去吧。山上风大天凉，把这件衣服带上。” 当时，正是4月暮春天气，庭院中的桃花纷纷谢落，已是“绿肥红瘦”，然而当小沈括和孩子们爬上城郊的山峰时，那满山遍野的桃花却开得正艳，好似一片红霞。沈括抚着一枝桃花，呆呆地嘟哝着：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。”猛地一阵山风吹过，他不由得打了个寒噤，脑子里蓦然闪出母亲的话：“山上风大天凉。”小沈括一下子明白了：温度不同，植物生长的情况也不同。白居易写的没错儿！沈括的童年和少年时代，就是在这样一个充满书香气息的温馨环境中度过的。然而，人生并不总是一帆风顺的，尤其是对于那些“天将降大任”的天才，命运似乎更为坎坷。在沈括刚满 18岁的时候，父亲去世了，家计顿时艰难起来，三年后沈括以父荫入仕。从那时起，政务便占据了这位天才科学家的大部分时间。但是，无论仕途多么险峻，宦海如何浮沉，公务怎样繁忙，他得志也罢，失意也罢，都从未放弃过科学研究。沈括为官奉命负责汴河的疏浚工程、主持司天监工作，在这些需要科学技术的职位上，沈括进行了一系列的创新思考，为以后的科学成就打下基础。一次，沈括的妻子推开楼上房间的门，猛听得案上的古琴发出“铮铮” 的弹奏声，忙唤丈夫前来观看。沈括四下一望，见院墙外面正有一支迎亲队伍穿街而过，鼓乐声还不绝于耳。沈括和妻子进入房中，命仆人取来另一架琴，又用剪刀剪了个小纸人，贴在琴弦上。然后，他走到原来的古琴旁，用手指用力拨动琴弦。结果，那贴在另一架琴上的纸人竟颤颤巍巍跳动起来，同时弦上发出 “铮铮”的声响。“瞧见了吗？这就是声学上的共振现象。如果琴弦音度相同，拨动一架琴上的弦，另一架琴上相应的弦就会振动，发出声音。刚才街上娶亲的鼓乐声传来，引起古琴的共鸣，就是这个道理。”沈括为研究琴瑟谐振现象而做的这种小实验，欧洲人直到17世纪才想到。沈括知识渊博，天文地理、数理化、医药以及文学艺术，无不通晓。他在科学研究上涉猎范围之广，见解之精辟，都是同时代人所望尘莫及的，他从事的许多项目都代表了时代的水平，具有世界意义。结束了仕途的沈括举家搬迁至润州（现江苏镇江）的梦溪园，在此隐居，埋头创作《梦溪笔谈》。《梦溪笔谈》关于科技的内容极为广泛，据英国著名学者李约瑟统计，书中有关科技的条文有207条，占全书的近三成，内容涉及天文、地理、物理、化学、生物、建筑等等。在物理学方面，他指出指南针不全指正南，而常微偏东；指南针有指南、指北两种等等。这是关于指南针发明、应用，及地球磁偏角之发现的重要史料。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。在光学方面，沈括进行了凹面镜成像的实验，得到了较《墨经》前进一步的结果。这是人类史上第一次解释了凹面镜照物成像和向日取火的原理。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。再看他在地理、地质学方面的成就。沈括第一次给石油命名。沈括记录了延安地区发现和使用石油的状况，这个名称一直沿用到现在。沈括推断华北平原是由黄河等河流的泥沙冲积而成，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。沈括还发现了石油的烟可制墨，并进行实验，发现“黑光如漆，松墨不及也”，断定这种墨将来会大行于世，他建议推广这种石油烟做的墨，从而少砍伐林木，以此保护生态环境。为此他还赋诗一首：“二郎山下雪纷纷，旋卓穹庐学塞人。化尽素衣冬未老，石烟多似洛阳尘。”因为《梦溪笔谈》独特的科技史价值，李约瑟评价其为“中国科技史上的里程碑”。沈括，凭着超凡的意志、敏锐的观察力和过人的精力，不停地攀登，终于达到了一个光辉的顶点。他从小留心周边、善于创新、注重调研的习惯使他成为一个大科学家，并以文本的方式为后世留下了里程碑式的著作——《梦溪笔谈》。沈括之后，指南针很快应用于航海，并不断改进，促进了海上丝绸之路的发展，石油也被后世广泛应用。为了纪念沈括，1979年7月1日，中国科学院紫金山天文台将该台在1964年发现的一颗小行星2027命名为沈括。公元1097年，65岁的沈括走完了他光辉人生的最后里程，但是，他魂萦梦绕的科学事业，却依旧在不停地向前延伸。作为他的后继者，我们将不懈探索，不断创新，向着更高的目标迈进。
