博学多才的沈括
摘要：沈括在我国历史上，是一位卓越非凡的科学家。他不仅对祖国古代科学技术，有很多重要贡献，称得上是博学多才；而且他的毕生事功，对当日政治潮流波动，也产生过不小影响。像他那样的科学家，不单在祖国文化发展史上，享有崇高地位；就是在世界科技史里面，也是一个不经见的人物。学习这段历史时，感觉到沈括的那种刻苦钻研、坚持真理的精神，和他多方面的学术成就，对我们今天发挥科学技术力量从事祖国社会主义建设有一定意义。本文就沈括的生平和科学贡献，试作讨论。
关键词：沈括； 科学家 ； 梦溪笔谈； 浑仪
Learned many of shen kuo
Abstract：Shen kuo is a distinguished scientist in our history. He not only to the ancient science and technology, there are many important contribution to a great many; and his life's story about the political trends that have not affected a little. Like him, not only in the cultural development, enjoy high position in the world science . Studying the history, I feel that shen kuo of assiduous study and uphold the truth, and his multidimensional academic, To develop science and technology are we going to the socialist construction in a meaningful . This article is shen kuo the life and scientific contribution, have discussed .
Key words: Shen Kuo, Scientists , Dream stream essays, Armillary sphere
沈括（1031—1095年），别字存中，杭州钱塘县人。他生活在公元第十一世纪，我国北宋时代，是我国古代杰出的科学家。他的一生，一方面从事政治活动，做了许多有益人群的实际工作；一方面进行科学研究，对天文、数学、历法、地理、物理、生物、医药、文学、史学、音乐等各门学科，都有卓越的成就。比如出使契丹边界交涉、坐镇陕西和西夏交战，比如兴修水利、改造观象仪器、监制军器、主管财政等。说明他不单在学术上出人投地，而且是一个热心爱国、体察人民疾苦、文武双全的政治家，世界上不可多得的第一流科技人才。
一、沈括生活的历史背景
所有人的成就，都和他所处得历史环境息息相关。卓越的技术发明，不仅是由生产进程所准备的，而且通常也是由生产进程所引起的。科学的发生和发展，总是基于社会实践、生产力发展的需要、经济发展的需要和阶级斗争的推动。沈括的光辉事业也没有例外。
（一）政治方面
相对稳定的内部环境。宋代建立之初，便进入内部相对稳定的时期，七八十年长期的和平与统一，给社会生产带来有利因素，社会经济便繁荣起来。生产工具有了很大进步，劳动熟练程度显著提高；生产技术水平上升了，生产量有了很大增益。例如在农业方面，劳动人民在生产实践中，就创造出许多新的农具。如插秧用的秧马、灌溉用的脚踏水车等。 从土地所有情况来看，北宋统治者对豪强兼并采取放任态度，生产有了发展，土地的转移较快。官僚凭借政治权利，对农民进行土地兼并，兼并伪冒之风，盛极一时。
世纪中期，由于养兵数目激增，官僚人员的冗滥，加上各种经费的浩繁，使北宋政府的财政危机日益严重，转而加重对农民的榨取。另一方面，北宋政府虽有庞大的兵员，战斗力却很薄弱。对外战争被动无奈，在和西夏、契丹统治者的战争中，一次又一次的损兵折将，最后赔钱割地。
（二）生产力方面
生产工具和技术的进步使这时的土地利用率不断地提高。农民开辟出更多的荒田，拓展了耕地面积。梯田屡见于文献资料；创立了著名的圩田。在滨海地区兴修了捍海堤堰，与咸潮争夺到大量耕地。另一方面，农民劳动熟练程度提高，农作物单产增加。
冶铁和炼钢的技术进步了，治平年间较唐中叶多达四倍。人们不但掌握了较高的炼钢技巧，而且分工也更细了。铸钱业有了很大的发展，棉纺织新兴，造船业也壮大起来，有的地方已经能够制造大型船只。此外还有四川地区的筒井煮盐等。
（三）商业方面
城市高显宏丽，商品广泛交换；城门华丽，警卫森严；街道阡陌，交通四通八达。对国外贸易发达，通过杭、明、广三州市舶司，商船往来于大食、爪哇、苏门答腊、高丽等地之间，还有泉州、密州板桥镇等地，作为上述几处的补充贸易港。
二、沈括平生事功举例
沈括的一生，一面从事政治活动，一面进行科学研究，对天文、数学、历法、地理、物理、生物、医药、文学、史学、音乐等各门学科，都有卓越的成就。他所写的《梦溪笔谈》，被英国科技史专家李约瑟称为“中国科技史上的里程碑”.
（一）水利方面
1.整治沐水
沐水是沐阳境内的主河，沈括来到这里做官，沐水已长期失修，下游堰塞，附近地区，不时遭受水灾威胁。全部整治沐水工程，包括新筑大堤两道，疏导了河身，“百渠九堰，以播节原委”。工程完工后，获得了良好的效果，新辟上田七千顷，沐阳面貌也顿然改变。
2.关于圩田的理论与实践
万春圩在今安徽芜湖，是一片较大的圩田。当时人们思想陈旧，圩田得不到恢复，长期在荒废着。沈括极力赞同把圩田修复，提出“圩田五说”，表达了他在水利学上的卓越见解。他的建议被采纳了，一个崭新而坚固的万春圩，终于建立起来了。圩的重新围裹，收到实益很多。地方上再次垦辟出一千二百七十顷土地，不仅是上好良田，兼具蓄水、排泄的便利，有抵御自然灾害的能力。
（二）天文成就
1.几个卓越的天文学说
创造性地阐明月亮盈亏的道理。他肯定了日、月的形状属于球体。而他得出这样的结论是根据东汉张衡的月亮不会发光，月光是太阳光反照的结果的理论，十分难能可贵。
充实和完备了日月食的基本原理。沈括在我国古代天文学家的基础上，补充了原理。科学地说明了这些复杂关系：当太阳射到地球上的光线，被月亮挡住时便发生日食；日食一定发生在朔的时候。当月亮走到地球的影子里，月亮受不到太阳光便发生月食；月食一定发生在望的时候。但在朔、望的时候，不一定发生日、月食。
有关交点退行的学说。日、月轨道的交点沿着黄道向西移动，也就是逆着月亮本身运动的方向移动，这是太阳吸引力对月亮的作用所形成。月亮每运动一周，交点移动约1度5分。经过十八年零七个月，交点旋转整整一个圈，白道又回到原来的位置，这就是交点的退行。他发展了前任的学说，指出每月交点后退一度多。在九百年前，计算所得如此精确和接近现在的计算数字，已经非常了不起了。
2.改制浑仪
浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展的演变，到宋朝，浑仪的结构已经变得十分复杂，三重圆环，相互交错，使用起来很不方便。为此，沈括对浑仪作了比较多的改革。他一方面取消了作用不大的白道环，把仪器简化、分工，再借用数学工具把他们之间的关系联系起来（“省去月道环，其侯月之出入，专以历法步之”）；另一方面又提出改变一些环的位置，使它们不挡住观测视线。沈括的这些改革措施为仪器的发展开辟了新的途径。后来元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）创制的新式测天仪器——简仪，就是在这个基础上产生的。
3.改制漏壶
漏壶是古代测定时刻的仪器，由几个盛水的容器装置成阶梯的形式，每一容器下侧都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器没有孔，里面装置有刻着时间标度的“箭”，
随着滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，从显露出来的刻度可以读出时刻。沈括对漏壶也进行了改革。他把曲筒铜漏管改做直颈玉嘴，并且把它的位置移到壶体下部。这样流水更加通畅，壶嘴也坚固耐用多了。
此外，沈括还制造了测日影的圭表，而且改进了测影方法。
（三）军事方面
沈括文武双全，不仅在科学上取得了辉煌的成绩，而且为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。北宋时期，阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者经常侵扰中原地区，掳掠人口牲畜，给社会经济带来很大破坏。沈括坚定地站在主战派一边，在熙宁七年（公元1074年）担任河北西路察访使和军器监长官期间，他攻读兵书，精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作，把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时，沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究，为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献。
（四）绘制地图
在长达三十余年的官宦生涯中，沈括很注重考察祖国的山河特点，形成了他的地理学说。他考察了浙江的雁荡山并提出雁荡山的凌空巨石是雨水千百年冲刷的结果，他考察了黄河三角洲并提出三角洲是黄河泥沙堆积而成的，这些见解用今天的眼光来检验也是正确的。
他还有一大创造，就是用“飞鸟图”绘制了“大宋天下郡守图”，使得北宋的地图越来越精确。他采用“飞鸟图”，有点像现在的航空拍摄，使得地图的精确度大为提高。他的地理学说与《大宋天下郡守地图》在与辽国的边界谈判中发挥了重要作用，起到了十万士兵都难以达到的威力。
（五）数理化方面
1.物理成就
沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。
他对我国古代传下来的所谓“透光镜”的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。沈括还是最早发现地理南北极与地磁场的N，S极并不重合，所以水平放置的小磁针指向跟地理的正南北方向之间有一个很小的偏角。被称为磁偏角。
2.化学成就
在化学方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点，首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富，“生于地中无穷”，还预料到“此物后必大行于世”，这一远见已为今天所验证。
另外，“石油”这个名称也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂等名称都贴切得多。在《梦溪笔谈》中有关“石膏晶体”的记载里。他还讲到了金属转化的实例，如用硫酸铜溶液
把铁变成铜的物理现象。他记述的这些鉴定物质的手段，说明当时人们对物质的研究已经突破单纯表面现象的观察，而开始向物质的内部结构探索进军了
3.数学成就
沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。
沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。
此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。
（六）医药和生物
沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣，并且致力于医药研究，搜集了很多验方，治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博，并且能够实际出发，辨别真伪，纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论；沈括的医学著作有《沈存中良方》等三种。现存的《苏沈良方》是后人把苏轼的医药杂说附入《良方》之内合编而成的，现有多种版本行世。
《梦溪笔谈》及《补笔谈》中，都有涉猎医学，如提及秋石之制备，论及四十四种药物之形态、配伍、药理、制剂、采集、生长环境等。
（七）地学论断、
沈括在地学方面也有许多卓越的论断，反映了我国当时地学已经达到了先进水平。 他正确论述了华北平原是由黄河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所携带的泥沙沉积而形成的。当他察访浙东的时候，观察了雁荡山诸峰的地貌特点，明确地指出这是由于水流侵蚀作用的结果。他还联系西北黄土地区的地貌特点，做了类似的解释。
他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。这些都表现了沈括可贵的唯物主义思想。比欧洲早了四百多年。
沈括视察河北边防的时候，曾经把所考察的山川、道路和地形，在木板上制成立体地理模型。这个做法很快便被推广到边疆各州。熙宁九年，沈括奉旨编绘《天下州县图》。他查阅了大量档案文件和图书，经过近二十年的坚持不懈的努力，终于完成了我国制图史上的一部巨作——《守令图》，是一套大型地图集，幅之大，内容之详，都是以前少见的。在制图方法上，沈括提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等九法，这和西晋裴秀著名的制图六体是大体一致的。他还把四面八方细分成二十四个方位，使图的精度有了进一步提高，为我国古代地图学做出了重要贡献。
三、今天看沈括
在北宋那个崇文读经、吟诗填词的主流时代，理科被视为末学，甚至被讥为奇技淫巧的旁门左道。在这样的背景下，沈括却才学绝世，兼擅文理，是个文化、科技通人，一生从事的研究领域极为宏阔。《宋史》评价他说：“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著。”
他最大的长处是好学，而且没有任何知识视野上的偏狭，他不像当时主流士大夫那样，轻视在社会底层工作的工匠、水手，所以，记录下了布衣毕升发明的活字印刷术和水手们航海用的指南针，中国“四大发明”中的两大发明是靠沈括的记录而扬名于世的。对于延安老百姓使用的石油，他不仅记录，而且还亲自动手做实验，用石油制做墨锭。从这方面来，他至少是位实验科学家。与苏轼、朱熹这些大文人不同，他对于数学有着出奇的兴趣，所以在数学上做出了杰出的贡献。平心而论，论治学的渊博程度以及对人民实际物质生活的贡献来讲，沈括比苏轼、朱熹之辈强多了，但他在中国文化史上的名气却没有这两位大，只能说明古代中国是多么缺少科学的传统。
他所写的《梦溪笔谈》，被英国科技史专家李约瑟称为“中国科技史上的里程碑”. 在我国北宋时代，有一位非常博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括——我国历史上最卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的外交家；同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。被誉为“中国科学史上的坐标”。
作为科学家，沈括是成功的。正因这种成功，使我们对这位古代科学家仍然怀有一种崇敬之情。
参考文献
(1) 张家驹.中国历史人物丛书——沈括.上海：上海人民出版社，1978,11.
(2) 何永强.科学全才——沈括传. 浙江：浙江人民出版社，2005,7.
(3) 刘希俊.科学活坐标——博学多才的沈括.湖北：湖北少年儿童出版社，2004，4.
(4) 百度百科 沈括 http://baike.baidu.com/view/2124.htm 2010-11-20
(5) 百家讲坛.叹息 大科学家沈括人品有问题曾卖友求荣.中国经济网， http://news.china.com/zh_cn/history/all/11025807/20080927/15111255.html 2008-09-27
博学多才的沈括
摘要：沈括在我国历史上，是一位卓越非凡的科学家。他不仅对祖国古代科学技术，有很多重要贡献，称得上是博学多才；而且他的毕生事功，对当日政治潮流波动，也产生过不小影响。像他那样的科学家，不单在祖国文化发展史上，享有崇高地位；就是在世界科技史里面，也是一个不经见的人物。学习这段历史时，感觉到沈括的那种刻苦钻研、坚持真理的精神，和他多方面的学术成就，对我们今天发挥科学技术力量从事祖国社会主义建设有一定意义。本文就沈括的生平和科学贡献，试作讨论。
关键词：沈括； 科学家 ； 梦溪笔谈； 浑仪
Learned many of shen kuo
Abstract：Shen kuo is a distinguished scientist in our history. He not only to the ancient science and technology, there are many important contribution to a great many; and his life's story about the political trends that have not affected a little. Like him, not only in the cultural development, enjoy high position in the world science . Studying the history, I feel that shen kuo of assiduous study and uphold the truth, and his multidimensional academic, To develop science and technology are we going to the socialist construction in a meaningful . This article is shen kuo the life and scientific contribution, have discussed .
Key words: Shen Kuo, Scientists , Dream stream essays, Armillary sphere
沈括（1031—1095年），别字存中，杭州钱塘县人。他生活在公元第十一世纪，我国北宋时代，是我国古代杰出的科学家。他的一生，一方面从事政治活动，做了许多有益人群的实际工作；一方面进行科学研究，对天文、数学、历法、地理、物理、生物、医药、文学、史学、音乐等各门学科，都有卓越的成就。比如出使契丹边界交涉、坐镇陕西和西夏交战，比如兴修水利、改造观象仪器、监制军器、主管财政等。说明他不单在学术上出人投地，而且是一个热心爱国、体察人民疾苦、文武双全的政治家，世界上不可多得的第一流科技人才。
一、沈括生活的历史背景
所有人的成就，都和他所处得历史环境息息相关。卓越的技术发明，不仅是由生产进程所准备的，而且通常也是由生产进程所引起的。科学的发生和发展，总是基于社会实践、生产力发展的需要、经济发展的需要和阶级斗争的推动。沈括的光辉事业也没有例外。
（一）政治方面
相对稳定的内部环境。宋代建立之初，便进入内部相对稳定的时期，七八十年长期的和平与统一，给社会生产带来有利因素，社会经济便繁荣起来。生产工具有了很大进步，劳动熟练程度显著提高；生产技术水平上升了，生产量有了很大增益。例如在农业方面，劳动人民在生产实践中，就创造出许多新的农具。如插秧用的秧马、灌溉用的脚踏水车等。 从土地所有情况来看，北宋统治者对豪强兼并采取放任态度，生产有了发展，土地的转移较快。官僚凭借政治权利，对农民进行土地兼并，兼并伪冒之风，盛极一时。
世纪中期，由于养兵数目激增，官僚人员的冗滥，加上各种经费的浩繁，使北宋政府的财政危机日益严重，转而加重对农民的榨取。另一方面，北宋政府虽有庞大的兵员，战斗力却很薄弱。对外战争被动无奈，在和西夏、契丹统治者的战争中，一次又一次的损兵折将，最后赔钱割地。
（二）生产力方面
生产工具和技术的进步使这时的土地利用率不断地提高。农民开辟出更多的荒田，拓展了耕地面积。梯田屡见于文献资料；创立了著名的圩田。在滨海地区兴修了捍海堤堰，与咸潮争夺到大量耕地。另一方面，农民劳动熟练程度提高，农作物单产增加。
冶铁和炼钢的技术进步了，治平年间较唐中叶多达四倍。人们不但掌握了较高的炼钢技巧，而且分工也更细了。铸钱业有了很大的发展，棉纺织新兴，造船业也壮大起来，有的地方已经能够制造大型船只。此外还有四川地区的筒井煮盐等。
（三）商业方面
城市高显宏丽，商品广泛交换；城门华丽，警卫森严；街道阡陌，交通四通八达。对国外贸易发达，通过杭、明、广三州市舶司，商船往来于大食、爪哇、苏门答腊、高丽等地之间，还有泉州、密州板桥镇等地，作为上述几处的补充贸易港。
二、沈括平生事功举例
沈括的一生，一面从事政治活动，一面进行科学研究，对天文、数学、历法、地理、物理、生物、医药、文学、史学、音乐等各门学科，都有卓越的成就。他所写的《梦溪笔谈》，被英国科技史专家李约瑟称为“中国科技史上的里程碑”.
（一）水利方面
1.整治沐水
沐水是沐阳境内的主河，沈括来到这里做官，沐水已长期失修，下游堰塞，附近地区，不时遭受水灾威胁。全部整治沐水工程，包括新筑大堤两道，疏导了河身，“百渠九堰，以播节原委”。工程完工后，获得了良好的效果，新辟上田七千顷，沐阳面貌也顿然改变。
2.关于圩田的理论与实践
万春圩在今安徽芜湖，是一片较大的圩田。当时人们思想陈旧，圩田得不到恢复，长期在荒废着。沈括极力赞同把圩田修复，提出“圩田五说”，表达了他在水利学上的卓越见解。他的建议被采纳了，一个崭新而坚固的万春圩，终于建立起来了。圩的重新围裹，收到实益很多。地方上再次垦辟出一千二百七十顷土地，不仅是上好良田，兼具蓄水、排泄的便利，有抵御自然灾害的能力。
（二）天文成就
1.几个卓越的天文学说
创造性地阐明月亮盈亏的道理。他肯定了日、月的形状属于球体。而他得出这样的结论是根据东汉张衡的月亮不会发光，月光是太阳光反照的结果的理论，十分难能可贵。
充实和完备了日月食的基本原理。沈括在我国古代天文学家的基础上，补充了原理。科学地说明了这些复杂关系：当太阳射到地球上的光线，被月亮挡住时便发生日食；日食一定发生在朔的时候。当月亮走到地球的影子里，月亮受不到太阳光便发生月食；月食一定发生在望的时候。但在朔、望的时候，不一定发生日、月食。
有关交点退行的学说。日、月轨道的交点沿着黄道向西移动，也就是逆着月亮本身运动的方向移动，这是太阳吸引力对月亮的作用所形成。月亮每运动一周，交点移动约1度5分。经过十八年零七个月，交点旋转整整一个圈，白道又回到原来的位置，这就是交点的退行。他发展了前任的学说，指出每月交点后退一度多。在九百年前，计算所得如此精确和接近现在的计算数字，已经非常了不起了。
2.改制浑仪
浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展的演变，到宋朝，浑仪的结构已经变得十分复杂，三重圆环，相互交错，使用起来很不方便。为此，沈括对浑仪作了比较多的改革。他一方面取消了作用不大的白道环，把仪器简化、分工，再借用数学工具把他们之间的关系联系起来（“省去月道环，其侯月之出入，专以历法步之”）；另一方面又提出改变一些环的位置，使它们不挡住观测视线。沈括的这些改革措施为仪器的发展开辟了新的途径。后来元朝郭守敬于元世祖至元十三年（公元1276年）创制的新式测天仪器——简仪，就是在这个基础上产生的。
3.改制漏壶
漏壶是古代测定时刻的仪器，由几个盛水的容器装置成阶梯的形式，每一容器下侧都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器没有孔，里面装置有刻着时间标度的“箭”，
随着滴漏水面升高，“箭”就慢慢浮起，从显露出来的刻度可以读出时刻。沈括对漏壶也进行了改革。他把曲筒铜漏管改做直颈玉嘴，并且把它的位置移到壶体下部。这样流水更加通畅，壶嘴也坚固耐用多了。
此外，沈括还制造了测日影的圭表，而且改进了测影方法。
（三）军事方面
沈括文武双全，不仅在科学上取得了辉煌的成绩，而且为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。北宋时期，阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者经常侵扰中原地区，掳掠人口牲畜，给社会经济带来很大破坏。沈括坚定地站在主战派一边，在熙宁七年（公元1074年）担任河北西路察访使和军器监长官期间，他攻读兵书，精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作，把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时，沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究，为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献。
（四）绘制地图
在长达三十余年的官宦生涯中，沈括很注重考察祖国的山河特点，形成了他的地理学说。他考察了浙江的雁荡山并提出雁荡山的凌空巨石是雨水千百年冲刷的结果，他考察了黄河三角洲并提出三角洲是黄河泥沙堆积而成的，这些见解用今天的眼光来检验也是正确的。
他还有一大创造，就是用“飞鸟图”绘制了“大宋天下郡守图”，使得北宋的地图越来越精确。他采用“飞鸟图”，有点像现在的航空拍摄，使得地图的精确度大为提高。他的地理学说与《大宋天下郡守地图》在与辽国的边界谈判中发挥了重要作用，起到了十万士兵都难以达到的威力。
（五）数理化方面
1.物理成就
沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果，涉及力学、光学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。
他对我国古代传下来的所谓“透光镜”的透光原因也做了一些比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。沈括还是最早发现地理南北极与地磁场的N，S极并不重合，所以水平放置的小磁针指向跟地理的正南北方向之间有一个很小的偏角。被称为磁偏角。
2.化学成就
在化学方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点，首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富，“生于地中无穷”，还预料到“此物后必大行于世”，这一远见已为今天所验证。
另外，“石油”这个名称也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂等名称都贴切得多。在《梦溪笔谈》中有关“石膏晶体”的记载里。他还讲到了金属转化的实例，如用硫酸铜溶液
把铁变成铜的物理现象。他记述的这些鉴定物质的手段，说明当时人们对物质的研究已经突破单纯表面现象的观察，而开始向物质的内部结构探索进军了
3.数学成就
沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发，创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们的总数的正确方法，这就是“隙积术”，也就是二阶等差级数的求和方法。
沈括的研究，发展了自《九章算术》以来的等差级数问题，在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。
此外，沈括还从计算田亩出发，考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系，提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式，这就是“会圆术”。这一方法的创立，不仅促进了平面几何学的发展，而且在天文计算中也起了重要的作用，并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。
（六）医药和生物
沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣，并且致力于医药研究，搜集了很多验方，治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博，并且能够实际出发，辨别真伪，纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论；沈括的医学著作有《沈存中良方》等三种。现存的《苏沈良方》是后人把苏轼的医药杂说附入《良方》之内合编而成的，现有多种版本行世。
《梦溪笔谈》及《补笔谈》中，都有涉猎医学，如提及秋石之制备，论及四十四种药物之形态、配伍、药理、制剂、采集、生长环境等。
（七）地学论断、
沈括在地学方面也有许多卓越的论断，反映了我国当时地学已经达到了先进水平。 他正确论述了华北平原是由黄河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所携带的泥沙沉积而形成的。当他察访浙东的时候，观察了雁荡山诸峰的地貌特点，明确地指出这是由于水流侵蚀作用的结果。他还联系西北黄土地区的地貌特点，做了类似的解释。
他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石，明确指出它们是古代动物和植物的遗迹，并且根据化石推论了古代的自然环境。这些都表现了沈括可贵的唯物主义思想。比欧洲早了四百多年。
沈括视察河北边防的时候，曾经把所考察的山川、道路和地形，在木板上制成立体地理模型。这个做法很快便被推广到边疆各州。熙宁九年，沈括奉旨编绘《天下州县图》。他查阅了大量档案文件和图书，经过近二十年的坚持不懈的努力，终于完成了我国制图史上的一部巨作——《守令图》，是一套大型地图集，幅之大，内容之详，都是以前少见的。在制图方法上，沈括提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等九法，这和西晋裴秀著名的制图六体是大体一致的。他还把四面八方细分成二十四个方位，使图的精度有了进一步提高，为我国古代地图学做出了重要贡献。
三、今天看沈括
在北宋那个崇文读经、吟诗填词的主流时代，理科被视为末学，甚至被讥为奇技淫巧的旁门左道。在这样的背景下，沈括却才学绝世，兼擅文理，是个文化、科技通人，一生从事的研究领域极为宏阔。《宋史》评价他说：“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著。”
他最大的长处是好学，而且没有任何知识视野上的偏狭，他不像当时主流士大夫那样，轻视在社会底层工作的工匠、水手，所以，记录下了布衣毕升发明的活字印刷术和水手们航海用的指南针，中国“四大发明”中的两大发明是靠沈括的记录而扬名于世的。对于延安老百姓使用的石油，他不仅记录，而且还亲自动手做实验，用石油制做墨锭。从这方面来，他至少是位实验科学家。与苏轼、朱熹这些大文人不同，他对于数学有着出奇的兴趣，所以在数学上做出了杰出的贡献。平心而论，论治学的渊博程度以及对人民实际物质生活的贡献来讲，沈括比苏轼、朱熹之辈强多了，但他在中国文化史上的名气却没有这两位大，只能说明古代中国是多么缺少科学的传统。
他所写的《梦溪笔谈》，被英国科技史专家李约瑟称为“中国科技史上的里程碑”. 在我国北宋时代，有一位非常博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括——我国历史上最卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的外交家；同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。被誉为“中国科学史上的坐标”。
作为科学家，沈括是成功的。正因这种成功，使我们对这位古代科学家仍然怀有一种崇敬之情。
参考文献
(1) 张家驹.中国历史人物丛书——沈括.上海：上海人民出版社，1978,11.
(2) 何永强.科学全才——沈括传. 浙江：浙江人民出版社，2005,7.
(3) 刘希俊.科学活坐标——博学多才的沈括.湖北：湖北少年儿童出版社，2004，4.
(4) 百度百科 沈括 http://baike.baidu.com/view/2124.htm 2010-11-20
(5) 百家讲坛.叹息 大科学家沈括人品有问题曾卖友求荣.中国经济网， http://news.china.com/zh_cn/history/all/11025807/20080927/15111255.html 2008-09-27