北宋數(shù)學(xué)家沈括的故事
當代英國著名科技史專家李約瑟曾這樣評價說：沈括是“中國整部科學(xué)史中最卓越的人物”。他積一生之心血寫出的《夢溪筆談》，包羅萬象，獨有創(chuàng)見，被稱做“中國科學(xué)史上的里程碑”。
沈括，字存中，1033年出生在杭州錢塘。沈家世代為官，沈括從小就跟隨在外作官的父親沈周四處奔波，飽覽了華夏大好河山和風(fēng)俗民情，視野和見識都比一般同齡孩子開闊得多，興趣愛好也廣泛得多。日月星辰、山川樹木、花草魚蟲？沒有他不喜歡琢磨的。
傳說，有一次小沈括給母親許氏背誦白居易的一首詩。背到“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”一句時，突然半日沉默不語。許氏出身士大夫家庭，性情溫柔，知書達理，對于兒子凡事總好刨根問底的脾氣，早已十分熟悉。她見兒子又犯了“犟”勁，只是笑了笑，遞給他一件外衣，囑咐道：“別背了，今兒天氣這么好，邀幾個小伙伴到城外山上轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)去吧。山上風(fēng)大天涼，把這件衣服帶上。”當時，正是4月暮春天氣，庭院中的桃花紛紛謝落，已是“綠肥紅瘦”，然而當小沈括和孩子們爬上城郊的山峰時，那滿山遍野的桃花卻開得正艷，好似一片紅霞。沈括撫著一枝桃花，呆呆地嘟噥著：“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開？？”猛地一陣山風(fēng)吹過，他不由得打了個寒噤，腦子里驀然閃出母親的話：“山上風(fēng)大天涼？”“噢”小沈括一下子明白了：溫度不同，植物生長的情況也不同。白居易寫的沒錯兒！
沈括的童年和少年時代，就是在這樣一個充滿書香氣息的溫馨環(huán)境中度過的。然而，人生并不總是一帆風(fēng)順的，人也不能一世停留在寧靜的港灣，尤其是對于那些“天將降大任”的天才，命運似乎更為坎坷。就在沈括剛滿18歲的時候，父親去世了，家計頓時艱難起來。沈括不得不外出謀生，到海州沭陽縣（今江蘇沭陽）當了主簿。從那時起，政務(wù)便占據(jù)了這位天才科學(xué)家一生的大部分時間。但是，無論仕途多么險峻，宦海如何浮沉，公務(wù)怎樣繁忙，他得志也罷，失意也罷，都從未放棄過科學(xué)研究。憑著超凡的意志、敏銳的觀察力和過人的精力，他不停地攀登，終于達到了一個光輝的頂點。
沈括知識淵博，天文地理、數(shù)理化、醫(yī)藥以及文學(xué)藝術(shù)，無不通曉。他在科學(xué)研究上涉獵范圍之廣，見解之精辟，都是同時代人所望塵莫及的，他從事的許多項目都代表了時代的水平，具有世界意義。在天文學(xué)方面，沈括制定了《奉元歷》，制造了新的天文儀器，把天文研究又推向一個新的高峰。此外，最突出的貢獻是他發(fā)明了“十二氣歷”。按中國古代歷法，陰歷和陽歷每年相差11天多，古人雖采用置閏的辦法加以調(diào)整，仍難做到天衣無縫。沈括經(jīng)過周密的考察研究，提出了一個相當大膽的主張：廢除陰歷，采用陽歷，以節(jié)氣定月，大月31日，小月30日。這種歷法當然是比較科學(xué)的，對于農(nóng)民從事春耕、夏種、秋收、冬藏十分有利，然而卻因否定了老祖宗的“經(jīng)義”而受到上層統(tǒng)治階級的抵制，遲遲未能推行。
青山遮不住，畢竟東流去，科學(xué)最終一定會戰(zhàn)勝愚昧。在沈括之后900年，英國氣象局使用了以節(jié)氣定月的“蕭伯納歷”。如今，沈括所提倡的陽歷法的基本原理，已為世界各國接受。沈括一生為官，四處飄泊，幾乎走遍了大半個中國，峭拔險怪的名山，一碧萬頃的平川，煙波浩渺的`湖泊，飛湍急流的江河，到處留下他的足跡。他深邃的目光，透過青山秀水，看到了它們的沉浮變遷。比如在雁蕩山，沈括發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象：他曾游覽過不少名山，都是從嶺外便能望得見峰頂，而雁蕩山卻不然，只有置身山谷，才能看到高聳入云的諸峰。經(jīng)過再三琢磨，沈括得出了結(jié)論：是山谷中的大水，將泥沙沖盡之后，這些巨石才高峻聳立，拔地而起的。而且，雁蕩山的好多獨特景觀，如大小龍湫、初月谷等，也都是大水長年累月沖鑿的結(jié)果。由此，他聯(lián)想到西北那土墩高聳的黃土區(qū)，和雁蕩山的成因相同，也是大自然的杰作，只不過一個是石質(zhì)、一個是土質(zhì)而已。沈括關(guān)于因水侵蝕而構(gòu)造地形的觀點，在當時只有阿拉伯的一位科學(xué)家“英雄所見略同”，直到700年之后，英國科學(xué)家赫登才完整地運用了這一原理論述地貌變化。另外，在沖積平原成因的解析方面，在“化石”的命名以及地形測量和地圖繪制等方面，沈括的貢獻也極有價值。
沈括對數(shù)學(xué)也有著獨到的研究。相傳，剛過“而立”之年的沈括，曾在一位轉(zhuǎn)運使手下當官。在頻繁的接觸中，轉(zhuǎn)運使發(fā)現(xiàn)沈括才華出眾，很想把才貌雙全的女兒嫁給他。正在這時，一位多嘴多舌的同僚告訴他，說近來沈括常出入酒店，回來就閉門不出，想必是醉得人事不省，在蒙頭大睡哩。轉(zhuǎn)運使聽后心中十分不悅：沒想到這青年平時儀表堂堂，做事一絲不茍，原來竟是個酒鬼！這樣想著，便徑直闖入沈括住處。推開門一看，那沈括正在擺弄桌上摞起來的酒杯。見轉(zhuǎn)運使大駕光臨，沈括忙讓座倒茶，并把這些天的發(fā)現(xiàn)對上司娓娓道來。原來，酒店里常把酒桶堆成長方臺形體，從底層向上，逐層長寬各減一個，看上去四個側(cè)面都是斜的，中間自然形成空隙，這在數(shù)學(xué)上稱為“隙積”。數(shù)學(xué)上又把計算中間空隙的體積的方法，叫做“隙積術(shù)”。他苦思冥想，就是在研究“隙積術(shù)”。轉(zhuǎn)運使聽罷，這才轉(zhuǎn)怒為喜。沒多久，沈括便成了轉(zhuǎn)運使的乘龍快婿。沈括是歷史上第一個發(fā)明“隙積術(shù)”的人。日本數(shù)學(xué)家山上義夫評價說：“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。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?shù)��！?/p>
另外，在物理學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、比學(xué)等諸多科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，沈括也有很深的造詣。
一次，沈括的妻子剛推開樓上房間的門，猛聽得案上的古琴發(fā)出“錚錚”的彈奏聲，嚇了一大跳，忙喚丈夫前來觀看。沈括四下一望，見院墻外面正有一支迎親隊伍穿街而過，鼓樂聲還不絕于耳�！霸瓉砣绱��！鄙蚶ê推拮舆M入房中，命仆人取來另一架琴，又用剪刀剪了個小紙人，貼在琴弦上。然后，他走到原來的古琴旁，用手指用力撥動琴弦，結(jié)果，那貼在另一架琴上的紙人竟顫顫巍巍跳動起來，同時弦上發(fā)出“錚錚”的聲響。“瞧見了嗎？這就是聲學(xué)上的共振現(xiàn)象。如果琴弦音度相同，撥動一架琴上的弦，另一架琴上相應(yīng)的弦就會振動，發(fā)出聲音。剛才街上娶親的鼓樂聲傳來，你正開門，引起古琴的共鳴，就是這個道理�！�
沈括為研究琴瑟諧振現(xiàn)象而做的這種小實驗，歐洲人直到17世紀才想到。還有一次，沈括聽說，慎縣發(fā)生了一起毆打致死人命案。可是，知縣前往驗尸時，卻怎么也查不出死者的傷痕。后來，聽了一位老者的指教，知縣命人把尸體抬到日光下，又用紅傘遮住陽光，那尸體上的各處傷痕就頓時清晰地現(xiàn)了出來。沈括細細琢磨，反復(fù)實驗，最后才明白這是濾光的作用。新的紅油傘，就像是今天的濾光器，皮下瘀血的地方一般呈青紫色，白光下看不清楚，但在紅光下卻能清晰顯現(xiàn)。沈括把這次“紅光驗尸”的奇跡記載在他的《夢溪筆談》中，給后代法醫(yī)、物理工作者以很大的啟示。
沈括晚年退出政壇，隱居在江蘇鎮(zhèn)江朱方門外竹影搖動、溪水潺潺的夢溪園，潛心筆耕，寫出了偉大的科學(xué)巨著《夢溪筆談》。這是一部反映當時科技發(fā)展最新成就、內(nèi)容豐富的著作，充分顯示了作者的博學(xué)多聞和曠世才華。書中涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)等許多學(xué)科，共609條記述。
公元1097年，65歲的沈括走完了他光輝人生的最后里程，但是，他魂縈夢繞的科學(xué)事業(yè)，卻依舊在不停地向前延伸。作為他的后繼者，我們將以無愧于祖先的不懈探索，向著更高的目標邁進。
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