夢溪園中談天說地科學(xué)史上丹青留名

□ 陳 安 師 鈺

江蘇鎮(zhèn)江城東的一條幽靜小巷內(nèi)，有一個簡樸的庭院，庭院雖小卻青磚錯落、花香馥郁。院中的紀(jì)念堂里有兩幅楹聯(lián)，一幅書“沈酣于東海西湖南州北國之游夢里溪山尤壯麗，括囊乎天象地質(zhì)人文物理之學(xué)筆端談?wù)撟钥v橫”，另一幅道“數(shù)卷奇文物態(tài)天心勻翠墨，一鉤初月南航北駕為蒼生”。這園名為“夢溪園”，正是《夢溪筆談》作者沈括的故居。

沈括原是浙江杭州人，他在《自志》中寫道自己三十多歲時，常夢到一處山明水秀、花木如錦之地，心中樂之。后來在鎮(zhèn)江置辦的這塊園地，恰若夢中所游，故取名夢溪園。之后，沈括潛心修撰完成了《夢溪筆談》，這本被英國科學(xué)家李約瑟稱為“十一世紀(jì)中國科學(xué)史上的坐標(biāo)”的著作，就是從這樣一方小小庭院中走到世人面前的。

自幼勤奮 熱愛科學(xué)

沈括生于一個官宦家庭，幼時勤奮苦讀，又隨父親宦游州縣，表現(xiàn)出敏銳的觀察力和求知欲。他隨父親南下泉州時，見到當(dāng)?shù)匾环N叫“鉤吻”的植物(俗稱斷腸草)，有人說它是一味草藥，也有人說它是致命毒物。沈括教人取來一株鉤吻仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)它有點像葛卻又不同，根和皮是紅色的，花如茴香，呈黃色，和《酉陽雜俎》等書所描述的并不一樣。人們常常將它作為野葛入藥，因此屢出人命。沈括當(dāng)時不過是十幾歲的少年，卻敢將劇毒植物拿來觀察并指出醫(yī)書上不嚴(yán)謹(jǐn)之處，其過人的觀察、思考能力由此展現(xiàn)。

沈括24歲開始踏入仕途，做過地方官，因此能體察民間疾苦。他參與修復(fù)的蕪湖萬春圩工程，促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。之后，入京編校昭文館書籍，支持當(dāng)時的平民天文數(shù)學(xué)家衛(wèi)樸編修《奉元歷》，這一新歷法以365.243585日為一回歸年，與今天的實際測量相當(dāng)接近，是當(dāng)時最精確的歷法。

在說明日食、月食、月球繞地運行規(guī)律時，沈括也有獨到精辟的解釋。他說：“月行周于黃道，如繩之繞木?！边@種比喻生動又形象。為了更好地觀測天象，沈括大膽革新，對渾儀、浮漏、圭表(當(dāng)時的天文儀器)進(jìn)行改造，制作了測量日影的銅表，早西方500多年發(fā)現(xiàn)了蒙氣差，指出了大氣的折射現(xiàn)象。這些在當(dāng)時都是了不起的創(chuàng)見。

小孔成像的現(xiàn)象早在戰(zhàn)國時期就有記載，沈括通過實驗發(fā)現(xiàn)正像與倒像之間有一個分界點，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了近代光學(xué)所謂的焦點。西漢《淮南子》中記載的“陽燧取火”現(xiàn)象當(dāng)時并未指出原理，沈括對此進(jìn)行了光學(xué)原理的解釋，他還研究過透光鏡，對后人有很大的啟發(fā)。

沈括也曾負(fù)責(zé)有關(guān)軍器制造的工作。受自己兄長沈披和舅父許洞(北宋時期軍事家，著有《虎鈐經(jīng)》)的影響，沈括對武器制造也有深入的研究。他曾發(fā)掘一臺漢代弩機(jī)，親自試射，研究弩機(jī)的構(gòu)造原理、使用方法和功能不足之處，并做了明確的記錄。

在河北時，沈括還考察了當(dāng)?shù)氐腻戣F作坊。雖然《夢溪筆談》中有關(guān)化學(xué)化工的知識并不多，但是以膽水煉銅、石油開發(fā)、采鹽為代表的條目有很多，今天看來依然是成就卓越的。沈括也是提出“石油”一詞的第一人，并預(yù)言“此物后必大行于世”。他能夠?qū)π迈r事物有如此敏銳的嗅覺，也是為后人所稱道的。

為官期間，沈括還創(chuàng)造性地發(fā)明了立體地形模型。他先在木板上畫出平面地圖，再用面糊和木屑模擬制出地形地勢來。如果天氣寒冷，面糊粘不牢，他就以融化的蠟為材料。這比瑞士18世紀(jì)的地理模型圖，要早700年。

在野外考察地形時，沈括根據(jù)太行山斷層螺蚌化石及礫層沉積帶，第一次從化石的角度做出海陸變遷的科學(xué)解釋。他將化石解釋為古生物遺跡，比西方達(dá)·芬奇的解釋要早400年。今天所說的“化石”一詞，也是從沈括“悉化為石”得來的。

博學(xué)善文 人無完人

宋代是我國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的巔峰時期。生產(chǎn)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的繁榮、統(tǒng)治的開明、科舉的完善以及各民族間的交流，造就了一批博采眾長又具有務(wù)實精神的通才。

除了科學(xué)家的身份，沈括還是一位文學(xué)家?！秹粝P談》自是他最有名的著作，除此之外他在經(jīng)、史、子、集各部都有論著。他還是一名數(shù)學(xué)家，主要成就是隙積術(shù)與會圓術(shù)。日本數(shù)學(xué)家三上義夫在《中國算學(xué)之特色》中稱，日本沒有一位數(shù)學(xué)家能比得上沈括，甚至其他國家中也很難找到和沈括相提并論的人。沈括還是書畫鑒賞家、音樂理論家、外交家、天文家、王安石變法早期的擁護(hù)者、民間醫(yī)方的收集者……

當(dāng)然，沈括并非一個完美之人。他雖然謹(jǐn)小慎微，但是立場反復(fù)。與王安石、蘇軾等名臣有過仇怨，一度成為新舊兩黨抨擊的對象。與沈括同時代的人，承認(rèn)他博學(xué)善文，但對他擅長的天文、歷法、算學(xué)等并未推崇，不少人對沈括的人品也頗有微詞。

直到近代，竺可楨、張蔭麟等學(xué)者在研究中國古代科學(xué)史時，對沈括青眼有加，高度評價了他在科學(xué)技術(shù)上的成就貢獻(xiàn)，認(rèn)為他是“能以近世之科學(xué)精神治科學(xué)者”“有科學(xué)家之頭腦”，再加上李約瑟在《中國科學(xué)技術(shù)史》對沈括的高度贊譽，國內(nèi)外對沈括的研究開始興起。沈括的科學(xué)家身份和地位也因此建立并日漸穩(wěn)固。

科學(xué)通才 著作傳世

這一切仍離不開那本傳世的《夢溪筆談》。雖然是他晚年的作品，但是其中許多素材、筆記乃是其平生所積累。按照他自己的說法，《夢溪筆談》有兩不談：國家政事、宮廷禁事不談，有關(guān)他人毀譽利害之事不談。

書中所列除了他個人經(jīng)歷、發(fā)明創(chuàng)造和獨家考證外，還記錄了許多別人的成果。其中比較突出的是，沈括詳細(xì)記載了畢昇的活字印刷術(shù)，也是現(xiàn)存唯一有關(guān)活字印刷術(shù)的原始資料。有關(guān)指南針的記載，沈括不但是最早記錄的，而且是記錄最為詳細(xì)的。

他在書中對一些現(xiàn)象給出了較為科學(xué)的解釋，但有些也只是推測和猜想；一些記錄詳細(xì)保留了他的研究過程，而一些只是他對某一現(xiàn)象的客觀描述。遇到無法解釋的難題，他會歸之于“神奇”“妙理”，這是他所處時代和社會的局限性導(dǎo)致，并不能掩蓋《夢溪筆談》一書的光芒，也不能影響沈括在科學(xué)史上的地位。

正如我國科技史學(xué)家胡道靜先生所言，沈括是“我國歷史上，同時是世界歷史上稀有的一位通才。對于文學(xué)、藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)、歷史、考古，他都有深刻的研究，并且在各方面都有創(chuàng)造性的見解。他有很多重要的創(chuàng)見，至今為世人稱道不衰；他有很多正確的科學(xué)論斷，早于西方學(xué)者數(shù)百年就明確地提出”。我們不必以現(xiàn)代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)過分苛求他，也無須為他錦上添花。客觀地講，在當(dāng)時的社會背景下，沈括是北宋也是世界范圍內(nèi)的偉大科學(xué)家之一。