
在鎮(zhèn)江,有一座夢溪園,它的主人是宋代著名的科學(xué)家沈括。據(jù)說沈括三十歲時(shí),“嘗夢至一處,登小山,花木如覆錦,山之下有水,澄澈極目,而喬木翳其上,夢中樂之,將謀居焉”。后來聽人說鎮(zhèn)江山水風(fēng)光美妙,有一處園子求售,他便托人買了下來。幾年后他路過鎮(zhèn)江,見到了這處園子,又驚又喜,覺得這園子“恍然乃夢中所游之地”,遂舉家移居于此,建草舍,筑小軒,將門前小溪命名為“夢溪”,庭院命名為“夢溪園”。
沈括在夢溪園度過了人生的最后8年,在這里完成了他的不朽著作《夢溪筆談》。這部書的內(nèi)容包含了天文、歷法、氣象、地質(zhì)、地理、物理、化學(xué)、生物、農(nóng)業(yè)、水利、建筑、醫(yī)藥、歷史、文學(xué)、藝術(shù)、人事、軍事、法律等諸多領(lǐng)域。也正是這樣一部書,沈括被《宋史》稱為全才、通才,被后世譽(yù)為“中國古代科技史上的一位坐標(biāo)式的人物”。
初生牛犢不怕虎
沈括字存中,1031年出生于浙江錢塘(今杭州)的一個(gè)官僚家庭。父親沈周酷愛讀書,家中有很多藏書,但他忙于公務(wù),沒有空教育孩子。沈括是跟著出生于蘇州書香世家的母親許氏識(shí)字讀書的。他好學(xué)苦讀,14歲時(shí)便讀完了家中的藏書。
沈括好讀書,但并不死讀書。有一回,他跟著哥哥去海邊玩,見到許多人圍著一只大如簸箕的貝類動(dòng)物在看,便問一位老伯這是什么,老伯說:“你一定不是本地人,本地人都認(rèn)識(shí)此物,它叫‘車渠’。”
沈括聽了這個(gè)名字,總覺得在什么地方見過。回到家中,他突然想起來了,他在鄭玄作的《尚書大傳》中見過。鄭玄把書中的“車渠”解釋為“車輪的外圈”。他急忙跑到書房找到書中那一頁,用筆把那兩個(gè)字圈上,并在旁邊寫道:“此處有誤。”事情過去之后,有一天,父親沈周看到此處,猜是沈括干的,便把他叫到書房詢問:“這書中的字是你寫的?”沈括點(diǎn)頭說:“是。”“你為什么這樣做?”沈括說:“書上寫錯(cuò)了。”“你可知道此書是何人所著?”“是經(jīng)學(xué)家鄭玄所著。”“既然如此,你怎么敢涂改?”沈括理直氣壯地說:“不管什么人,只要錯(cuò)了都應(yīng)改正。”“你有什么根據(jù)認(rèn)定有錯(cuò)?”“當(dāng)?shù)厝硕挤Q一種海中貝類動(dòng)物為‘車渠’,怎能是車輪的外圈呢?”沈周聽了無言可對(duì),只好作罷。
正是這一次,沈周覺得這個(gè)兒子是可塑之材,就把他送進(jìn)私塾讀書。受教于老師門下,沈括仍然不改他的探索精神。有一天,老師在課堂上給同學(xué)們朗讀了白居易的詩:“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開。”沈括很不解。當(dāng)時(shí),正是四月暮春天氣,庭院中的桃花已經(jīng)紛紛謝落,為什么“山寺桃花始盛開”呢?下課后,同學(xué)們聽到沈括的疑問,也討論了起來。一個(gè)孩子說:“人間桃花謝了,而山寺里面的桃花正盛開,因?yàn)樯嚼镒〉氖巧裣伞!绷硪粋€(gè)孩子反駁道:“山里住著神仙,也是人間啊!”討論不出滿意的答案,第二天,沈括約了幾個(gè)小伙伴上山去實(shí)地考察。
在他們往山上攀爬的過程中,起初,山林里的桃花并沒有什么不同,都掉落得差不多了,但越往高處走,沈括就發(fā)現(xiàn),盛開的桃花越來越多,空氣也越來越冷。聯(lián)想起出門前母親再三囑咐自己加衣,沈括一拍腦袋,恍然大悟:山上地勢高,比山下冷,所以桃花開得遲。
后來,沈括一生致力于科學(xué)研究,都是如此不泥于定法、不懾于權(quán)威、不畏于攻訐,不斷追求真理、勇于開拓創(chuàng)新。
偉大的發(fā)現(xiàn)
《夢溪筆談》記載,沈括隨父親居住在福建泉州時(shí),聽說江西鉛山縣有一泓泉水不是甜的,而是苦的,當(dāng)?shù)卮迕駥⒖嗳旁阱佒屑灏荆靖珊缶偷玫搅它S燦燦的銅。他對(duì)這一傳說很感興趣,不遠(yuǎn)千里地來到鉛山縣,親眼看到了村民“膽水煉銅”的過程,并把它記錄了下來。
這是我國有關(guān)“膽水煉銅”的最早記載。原來在鉛山縣有幾道溪水呈青綠色,味道是苦的,當(dāng)?shù)卮迕穹Q為“膽水”,“膽水”就是亞硫酸銅溶液。村民將“膽水”放在鐵鍋中煎熬,就生成了“膽凡”。“膽凡”就是亞硫酸銅,亞硫酸銅在鐵鍋中煎熬,與鐵產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng),就析出了銅。
沈括還記錄了在鉛山周圍有一個(gè)規(guī)模不小的銅礦。他的記載有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,后世人順著他的介紹向北尋找,果然在貴溪縣找到了巨大的銅礦。這座銅礦今天成為了江西銅業(yè)公司的開采地,產(chǎn)量在國內(nèi)居第一位,在世界居第三位,為我國提供了豐富的銅礦資源。
沈括是中國歷史上,甚至可以說是世界歷史上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)石油的人。有一次,他在家中讀書,讀到“高奴縣有洧水,可燃”這句話,不解“洧水”為何物,又為什么會(huì)燃燒,心中存了疑,就想著有機(jī)會(huì)要一探究竟。后來,他果然專門去了高奴縣進(jìn)行實(shí)地考察。
考察中,沈括發(fā)現(xiàn)了一種褐色液體,當(dāng)?shù)厝私兴笆帷被颉笆保盟鼰鹱鲲垺Ⅻc(diǎn)燈和取暖,他這才恍然大悟。經(jīng)過反復(fù)研究,沈括認(rèn)為“洧水”這名字不符合實(shí)際,強(qiáng)調(diào)是水,可實(shí)際上是油,因此他給這種液體取了一個(gè)新名字,叫“石油”,這是一個(gè)非常偉大的創(chuàng)意。“石油”這個(gè)名字很具科學(xué)性,容易為人接受,一直被沿用到今天。
在《夢溪筆談》中,沈括對(duì)石油的存在狀態(tài)和開采過程都做了記載。他在書中寫道:“在鄜州、延州境內(nèi)有一種石油,就是過去說的高奴縣脂水,脂水就是石油。石油產(chǎn)生在水邊,與砂石和泉水相混雜,時(shí)斷時(shí)續(xù)地流出來。當(dāng)?shù)鼐用裼靡半u尾毛將其沾取上來,采集到瓦罐里。這種油很像清漆,燃起來像火炬,冒著很濃的煙,帳幕沾上了油煙都變成了黑色。我猜測這種煙可以利用,于是試著掃上它的煙煤用來做成墨,墨的光澤像黑漆,即使是松墨也比不上它。于是就大量制造它,給它標(biāo)上文字,叫作‘延川石液’。這種墨以后一定會(huì)廣泛流行在世上,只是從我開始做它罷了。”
根據(jù)現(xiàn)有的史料表明,沈括是第一個(gè)使用石油的人。他寫過一首《延州詩》,描述了延州開采石油形成煙塵滾滾的盛景:“二郎山下雪紛紛,旋卓穹廬學(xué)塞人。化盡素衣冬未老,石煙多似洛陽塵。”
沈括所記載的“延州石油”如今已形成我國著名的長慶油田,是我國重要的能源基地之一。
沈括還超前地具備環(huán)保理念。他知道松煙墨的制造會(huì)破壞大量的松林,雖然也有人嘗試用桐油制墨,但成本巨大,效率低下,無法大規(guī)模實(shí)施。發(fā)現(xiàn)石油后,他想到如果用這種取之不盡的石油做油煙原料,收集起來造墨,一定會(huì)很受歡迎。他認(rèn)為不到必要的時(shí)候絕不能隨意砍伐樹木,尤其是古林,更不能破壞。
沈括在眾多學(xué)科領(lǐng)域都有很深的造詣和卓越的成就。他曾改進(jìn)了一批天文儀器,如渾儀。他大膽改進(jìn)了渾儀的結(jié)構(gòu),取消了渾儀上不能正確顯示月球公轉(zhuǎn)軌跡的月道環(huán),放大了窺管口徑,使其更便于觀測極星,既方便了使用,又提高了觀測精度。他還提出歷法改革,倡導(dǎo)與之前歷法全然不同的“十二氣歷”,當(dāng)時(shí)遭到瘋狂反對(duì),他說:“這個(gè)與現(xiàn)行歷法截然不同的新歷,現(xiàn)在必然會(huì)遭到各種非議,但是若干年后,到了一定的時(shí)候,必會(huì)有采用它的人。”
《夢溪筆談》記錄了北宋其他一些重大科技發(fā)明和科技人物,如《技藝》正確而詳細(xì)地記載了“布衣畢升”發(fā)明的泥活字印刷術(shù),這是世界上最早關(guān)于活字印刷的可靠史料,深受國際文化史界重視。
《夢溪筆談》是我國歷史上第一部科技百科全書,為中國和世界的科技發(fā)展都作出了巨大貢獻(xiàn),沈括也是當(dāng)之無愧的11世紀(jì)世界一流科學(xué)家,英國科學(xué)史家李約瑟高度評(píng)價(jià)他是“中國整部科學(xué)史中最卓越的人物”。
為了紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家,1979年7月1日,中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)將該臺(tái)1964年11月9日發(fā)現(xiàn)的小行星2027正式命名為“沈括”。