一位對中國科技的影響連劉慈欣都望塵莫及的古代全才科學家

提起北宋文人,大部分人會脫口而出蘇軾、歐陽修、王安石等,這些文人才子在語文書上留下太多流傳千古的詩篇,然後有這樣一位低調的文人,寫了一本《夢溪筆談》這本書如果放在現在,那就是多項吉尼斯世界紀錄。我們先來認識一下這位低調的北宋全才型選手。

沈括(1031-1095年)杭州人,於仁宗嘉祐八年(1063年)考取進士、神宗時期參與王安石變法(1069-1085年期間)、熙寧五年(1072年)任職司天監、熙寧八年(1075年)出使遼國並於次年任翰林學士和三司使、元豐二年(1079年)傳聞牽涉殃及蘇軾的烏臺詩案(此事之真僞在歷史上頗有爭議)、元豐五年(1082年)因宋軍敗於西夏而遭連累被貶,晚年則以平生見聞隱居纂著,聞名中外的《夢溪筆談》就是在這個時期成書的,他將自己畢生心血與研究以筆記題材記錄下來,一直爲科學界筆耕不輟,直至辭世。

一、全才型人才,一己之力,將中國科學多項領域提升至全球領先。

1、數學

沈括的“隙積術”和“會圓術”,比西方學者發現類似的公式早六百多年。日本數學家三上義夫(1875-1950年)曾在名著《中日數學的發展》中寫道:“日本的數學家沒有一個比得上沈括。像中根元圭精於醫學、音樂和歷史,但沒有沈括的經世之才。本多利明精於航海術,有經世之才,但不像沈括的多才多藝。沈括這樣的人物,在全世界數學史上找不到,只有中國出了這麼一個。我把沈括稱作中國數學家的模範人物或理想人物,是很恰當的。”

天文學

創曆法:“十二氣歷”,與今天的公曆相似。改進了張衡的“渾天儀”並製造了計時的“浮漏儀”和測日影的“景表”。在計時精度方面領先西方六百多年。他親自星象,解釋了時差現象。他在歷史上第一次闡明瞭日食月食的原因。實地考察過海潮的漲落規律,得出“每至月正臨子、午,則潮生”的正確結論。

3、物理學方面,沈括深諳力學、光學、聲學特別是磁學。他記錄了指南針原理及製作方法,並發現了地磁偏角的存在,指出“以磁石磨針針鋒則能指南,然常微偏東,不全南也”,比哥倫布1442年的地磁偏角報告早四百多年。他說明了墨子的小孔成像和凹凸鏡面成像等光學原理,並解釋了彩虹的形成。沈括對聲音的共振現象的研究,比 1677 年英國人諾布爾(Willian Noble)和皮戈特(Thomas Pigott)用紙遊碼演示絃線共振早五百多年。沈括還描述了“虛能納聲”的空穴效應,以此來解釋爲什麼士兵們用皮革箭袋作枕頭可以聽到數裏之外人喧馬叫。此外,沈括還記錄並分析了鳴鐘的聲學原理。

4、地質和地理學方面,沈括正確地解釋了化石的形成,比達·芬奇關於化石的類似論述早四百多年。他的“流水侵蝕作用”觀點,比1785年英國赫頓(Jame Hutton)在《地球理論》一書中同樣的論述早近七百年。在水利工程方面,他主持過沭水和蕪湖的治理工程,開墾旱澇保收良田,還寫了《圩田五說》、《萬春圩圖書》等關於築堤防水護田技術的著作。他採用的“分層築堰法”在世界水利史上是一項創舉。元祐二年(1087年),沈括完成了他花費二十年心血編修的大型地圖集“天下郡縣圖”,即《守令圖》。氣象和地理學家竺可楨在1926年寫的《北宋沈括對地學之貢獻與紀述》中,高度評價了沈括在地理學的貢獻。

5、化學方面,沈括講述過金屬置換,如“膽水鍊銅”,即用硫酸銅溶液可以把鐵變成銅。他還觀察到化學冷光和生物化學冷光兩種自然現象。在石油化學方面,沈括首先命名了“石油”,還考察過石油的礦藏分佈,創造了用石油炭黑代替松木炭黑來製造煙墨的工藝。他說石油“生於地中無窮”,並預見到“此物後必大行於世”。

6、生物醫學方面,他對生物的相生相剋現象有過觀察和分析,記錄了不少有效的醫藥良方,留下著作《沈存中良方》。該書在北宋熙寧八年(1075年)與蘇軾所撰的《蘇學士方》合編成十五卷的《蘇沈良方》。

7、經濟學方面,沈括提出了“錢利於流”的貨幣理論他指出,加速貨幣流通不但可以讓貨幣增值,還能達到穩定幣值的目的。這一思想比西方經濟學家的相同理論要早得多。

8、沈括攻讀兵書,研究城防、陣法、戰車、兵器、戰略和戰術等軍事問題,編寫了《修城法式條約》和《邊州陣法》。研究了鐵和鋼的冷鍛和熱鍛,製造出“柔薄而韌”、“強弩射之不能入”的鐵甲。他在熙寧八年(1075年)爲爭回失地而出使遼國,旋歸時寫了《使契丹圖鈔》一書。

9、在音樂美術方面

據《宋史·藝文志》記載,沈括撰寫過《樂論》、《樂器圖》、《三樂譜》、《樂律》等著作。他是樂律專家,研究過古代音樂的音階理論和演奏技藝,還考證過一些樂器的製作和演變。

10、藝術方面:

沈括在書畫收藏與鑑賞方面也是行家,有名作《圖畫歌》,以歌詩形式品評兩晉、五代十國至北宋的五十多位名畫家的作品及風格,得到米芾等書畫名家的高度讚賞。

哲學觀點方面,沈括具有原始樸素的唯物主義思想和發展變化觀點。他認爲“天地之變,寒暑風雨,水旱螟蝗,率皆有法”,勞動者是創造歷史的動力、沈括還認識到,人已獲得的知識總是有限的,但認知能力是無限的。


上圖爲我根據沈括在各個領域取得成就做成的思維導圖,實在令人歎爲觀止!

沈括留給後人的最大貢獻,是他晚年在江蘇鎮江的夢溪園撰寫的筆記《夢溪筆談》。這是中國科學技術史上最重要的一部百科全書式的著作,記錄了上面提及的數學、天文學、物理學、化學、地質學、地理學、農學、醫學和文史等許多方面的科學成就。

《宋史·沈括傳》稱沈括“博學善文,於天文、方誌、律歷、音樂、醫藥、卜算無所不通,皆有所論著”。

英國漢學家和科學史學家李約瑟說沈括是“中國科學史上最卓越的人物”,《夢溪筆談》是“中國科學史上的一個里程碑”。

1979年7月1日,中國科學院紫金山天文臺將該臺在1964年發現的一顆編號爲2027的小行星命名爲“沈括星”。

性情溫和,不與妻子正面衝突

沈括的第二任妻子張氏脾氣暴躁,張氏不是一般的悍婦,她經常捶打、謾罵沈括,拳腳相加。有時候能把沈括的鬍鬚連帶血肉直接扯下來,兒女哭喊着去撿起,見到帶血肉的鬍鬚慟哭不已,張氏也不放過沈括。沈括晚年就是在這樣的家有悍妻的情況下完成《夢溪筆談》的創作的。可以說,《夢溪筆談》是在無數次家暴中寫就的。

後來張氏病死。“入皆爲存中賀”。去沈括府上的人不是去悼念張氏,而是向沈括表示祝賀。但沈括並沒有對張氏的離開表示開心,他失魂落魄,黯然神傷,可見他重情重義,雖然張氏對他有不當行爲,但他還是深愛着自己的妻子,後來他因爲傷心過度險些掉入湖中,幸得旁邊好友拉了一把。

但是沈括在張氏去世一年後還是離開了人世。

深受陷害蘇東坡污名,人言可畏

沈括陷害蘇東坡這一事件,出自宋朝史書《續資治通鑑長編》(簡稱《長編》),而《長編》又引自一本已經散佚的私人筆記《元祐補錄》。在引用過《元祐補錄》之後,《長編》作者又補充道:“此事附註,當考詳,恐年月先後差池不合。”意思是說《元祐補錄》未必靠得住,還需要繼續考證。

《元祐補錄》說沈括是在奉旨巡查浙江,路過杭州,向時任杭州通判的蘇東坡索要詩集,從詩集中找到“證據”,然後回京舉報,使皇帝黜免蘇東坡。實際上,沈括1073年巡查浙江,而在此後幾年內,蘇東坡仕途一直很順,不但沒讓皇帝不滿,還從副市長(通判)升爲市長(知州)。由此可見,沈括陷害蘇軾這件事有待考察。

我們可以從沈括當官表現來看他做這件事的可能性。

沈括是王安石手下得力干將,但沈括內心並不認同王安石變法王安石罷相之後,沈括公開上奏,請皇帝暫停那些並不合理的改革。等到王安石復出,王安石怎麼能容忍沈括呢?

不僅是王安石不能容沈括,許多大臣都對沈括激烈批判,其中既包括反對變法的保守派,也包括支持變法的新黨。有個變法派大臣叫蔡確,讓宋神宗遠離沈括。范仲淹的兒子範純粹一向反對變法,更是勸宋神宗砍掉沈括的腦袋,理由是大宋和西夏本無戰爭,沈括這種小人非要開戰,纔給國家惹來兵禍。然而宋夏之間戰役不斷,對西夏開戰是宋神宗的主張,只是因爲戰敗,沈括被迫當了替罪羊。

現在我們來看沈括陷害蘇東坡這件事。《元祐補錄》大概寫於南宋前期,在南宋前期,王安石被主流輿論評爲奸臣,沈括更是奸臣麾下的小人。《元祐補錄》作者在講完沈括陷害蘇東坡的故事以後,又意猶未盡地追加一句:“軾知杭州,括閒廢在潤,往來迎謁恭甚,軾益薄其爲人。”蘇東坡主政杭州,沈括閒居潤州(今鎮江),沈括拍東坡馬屁,更加受東坡鄙視。事實上,蘇東坡主政杭州時,沈括早就搬到了秀州(今嘉興),說沈括從潤州跑到杭州去拍馬屁,只是所謂“君子”們對“小人”的想象。

中國歷史上再難出一個沈括這樣經天緯地的全才,我們應該客觀辯證看待歷史,而不是讓這樣一位中國科學史上最卓越的人物因爲不實謠言被後人唾罵,實在是一大悲哀!這讓我想起了明代四大奇書之一的《金瓶梅》。書中塑造了武大郎這一形象,而歷史上的武大郎確有其人,且身材高大,只是爲官剛正不阿被文人用筆墨彎曲刻畫,留在世人眼中一個又矮又胖的武大郎!

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