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北宋时期沈括《梦溪笔谈》的科技成就

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:历史作业 时间:2024/04/24 11:30:53
北宋时期沈括《梦溪笔谈》的科技成就
北宋时期沈括《梦溪笔谈》的科技成就
北宋沈括(1033—1097年)所著《梦溪笔谈》一书,是我国举世闻名的11世纪一部科学巨著.
沈括,字存中,钱塘(今浙江杭州)人,北宋著名科学家、政治家.他出身于官宦之家,仁宗嘉佑年间中进士,任扬州司理参军.后又被推荐到京师昭文馆,负责编校书籍.神宗时,他积极参与王安石变法,多次被委以重任,曾提举司天监,任翰林学士、权三司使等,亦曾出使辽国,谈判边界划分问题.后知延州(治所在今陕西延安),因他人兵败受牵连,坐贬.晚年居润州(今江苏镇江),筑梦溪园闲居.这期间,据其科学实践与平生见闻,著成本书.
《梦溪笔谈》包括《笔谈》、《补笔谈》、《续笔谈》三部分.《笔谈》二十六卷,分为十七门,依次为“故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、机智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议”.《补笔谈》三卷,包括上述内容中十一门.《续笔谈》一卷,不分门.全书共六百零九条(不同版本稍有出入),内容涉及天文、历法、气象、地质、地理、物理、化学、生物、农业、水利、建筑、医药、历史、文学、艺术、人事、军事、法律等诸多领域.在这些条目中,属于人文科学例如人类学、考古学、语言学、音乐等方面的,约占全部条目的18%;属于自然科学方面的,约占总数的36%,其余的则为人事资料、军事、法律及杂闻轶事等约占全书的46%.
就性质而言,《梦溪笔谈》属于笔记类.从内容上说,它以多于三分之一的篇幅记述并阐发自然科学知识,这在笔记类著述中是少见的.因为沈括本人具有很高的科学素养,他所记述的科技知识,也就具有极高价值,基本上反映了北宋的科学发展水平和他自己的研究心得,因而被现代人誉为“中国科学史上的坐标”.
例如,《梦溪笔谈》正确而详细记载了“布衣毕升”发明的泥活字印刷术,这是世界上最早的关于活字印刷的可靠史料,深受国际文化史界重视.此外,北宋其他一些重大科技发明和科技人物,也赖本书之记载而得以传世.如记载喻皓《木经》及其建筑成就、水工高超的三节合龙巧封龙门的堵缺方法、淮南布衣卫朴的精通历法、登州人孙思恭释虹及陆龙卷、河北“团钢”“灌钢”技术,羌人冷作冶炼中对“瘊子”的应用、“浸铜”的生产等,均属科技史上珍贵史料.
《梦溪笔谈》上述对北宋科技成就的记述,已足以使其名垂青史.非但如此,该书还记录了沈括自己的许多创见,这进一步推进了北宋的科学发展.
例如,在天文学方面,《梦溪笔谈》阐释了沈括自己对浑仪、漏刻、圭表等天文仪器研制方面的许多创见,记述了他的“日有盈缩”这一重要发现以及他关于实行阳历“十二气历”的建议.书中还准确描述了五星运行轨迹,计算出月道与黄道交角每月后退度数更为精确的数值,正确说明月亮的盈亏生光现象,发明准确测定极星位置的方法,详细记录并描述陨石特征及陨落过程,指出了铁陨石的存在,等等.这些均系天文学史上值得一提的重要成就.
在物理学方面,《梦溪笔谈》记述了算家所谓的“格术”,沈括以之解释小孔和凹面镜成像,开辟了“格术光学”这一光学新领域.沈括对透光镜的研究,思考缜密,多有可采之处.另外,沈括还讨论了指南针的不同安装方法,记录了“以磁石磨针锋”的指南针人工磁化方法及指南针“常微偏东,不全南也”的现象,从而肯定了地磁偏角的存在.在声学方面,《梦溪笔谈》记述的沈括在琴弦上贴小纸人,以验证声音共振现象的发明,比欧洲类似的发明要早约七百年.
在数学上,《梦溪笔谈》讨论了垛积问题,建立了隙积术,其实质是解决了高阶等差级数的求和问题.书中还探讨了会圆术,沈括从计算田亩出发,考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系,得出了新的弓形面积的近似公式.隙积术和会圆术的建立,为中国古代数学的发展开辟了新的方向.
在地质地理方面,《梦溪笔谈》记述了沈括对浙江雁荡山、陕北黄土高原地貌地质的考察,明确提出了流水侵蚀作用说.该书还通过对化石的讨论来论证古今气候变化,对矿石资源亦有涉及,指出江西铅山山涧水中有胆矾,可以炼铜;发现陕北的石油可以用于照明和制墨.在地图制作方面,记述了沈括以熔蜡和木屑制作立体地图的发明,这一发明早于欧洲约七百余年.书中对地图制做中州县相对方位的描述,由传统8个方位增至24个方位,同时特别重视对两地间直线距离——“鸟飞之数”的测量,使州县相对位置更为可靠.
在生物医学方面,《梦溪笔谈》也多有记述,且大都观察准确,记录翔实,能够从实际出发,辨别真伪,补正古书之不足.
《梦溪笔谈》对沈括的治学思想和方法也多有反映,是研究沈括科学思想的主要参考材料.
此外,《梦溪笔谈》还以大量篇幅记述了当时的政治、军事、法律、人事以及一些传闻轶事、艺文掌故等.对赋役扰民、西北与北方军事利弊及典礼礼仪和古代音乐演进,均有翔实记载.该书对于研究北宋社会、政治、科技、经济诸方面有重要参考价值.
《梦溪笔谈》问世后,受到学界重视,不久即被刊刻印行.此书现知最早有南宋乾道二年本,今仅存元、明覆刻乾道本.通行的正、补、续三编本首出《稗海》.1956年,上海出版公司出版了胡道静的《梦溪笔谈校证》,考据精详.1957年,中华书局又出版了胡道静的《新校正梦溪笔谈》,很便于阅读.《梦溪笔谈》在国外也很有影响,早在19世纪,它就因为其活字印刷术的记载而闻名于世.本世纪以来,法、德、英、美、意等国都有人对《梦溪笔谈》进行系统而又深入的研究,并向社会公众加以介绍.我们的近邻日本,早在19世纪中期,就用活字版排印了沈括的这部名著,是世界上最早用活字版排印《梦溪笔谈》的国家.从1978年起,日本又分三册陆续出版了《梦溪笔谈》的日文译本.这些情况表明,《梦溪笔谈》不愧为一本有国际影响的中国古代科技典籍.