沈括(1031-1095),字存中,浙江钱塘人,是北宋时期著名的科学家、文学家。他学识渊博,研究领域极其广阔,取得的成就颇丰。《宋史·沈括传》提到:沈括“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”。英国著名科技史家李约瑟认为沈括是“中国科学史上最奇特的人物”,所著《梦溪笔谈》是“中国科学史上的坐标”。
沈括自幼勤奋好学,敢于质疑。“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”。年幼的沈括读到这首诗的时候产生了疑问:为什么“人间四月芳菲尽”,“山寺桃花”才始盛开呢?这不是很矛盾吗?为了解开这个谜团,他约上几个小伙伴上山考察。四月的山上乍暖还寒凉风袭来,冻得人瑟瑟发抖。沈括茅塞顿开,因为山上的气温比山下低很多,所以山上的花季来得比山下晚。(出自《梦溪笔谈:卷二十六药议》)
沈括少年时期跟随父亲游历各处,见多识广。他思维缜密、善于观察,经常能发现许多人们习以为常的现象并探以究竟。在长江中下游居住的时候,他发现指南针并不是指向正南。于是经过长期的观察,发现了磁偏角这一物理现象。在延州时,他发现了一节很像竹子的化石,但延州是不产竹子的。所以他推想应该是古代延州的气候要比当时温暖湿润。从一块化石推测出古今气候的不同,可见沈括具有很强的观察能力和推理能力。(出自《梦溪笔谈:卷二十一异事异疾附》及《卷二十四杂志一》)
一次,沈括在一棵被雷击断的大树下发现了一个楔子。因为他之前听人说过,雷神会在击中的地方留下雷斧、雷楔,难道这是真的吗?他突然又想到了雷州这个地名,那里的雷祠里边有很多雷斧、雷楔。难道雷州真的是因为雷多而得名的吗?于是他带着疑问亲自查阅了文献。从《图经》中得知,雷州是因为境内有雷水、擎水两条河流而得名,并不是因为雷多。(出自《梦溪笔谈:卷二十神奇》)
就这样沈括不管遇到什么问题,都一定要弄个水落石出。古人称他是“所至之处,莫不询究”。正是因为他勤于思考、勇于专研,因此他在天文学、数学、物理、地理、医学,以及经济、历史、军事、考古、绘画、诗词等众多领域都取得了成就。
物理学是沈括科学研究的重点之一,在声学、光学、磁学等方面都有着很多科学见解。尤其在光学方面,他高度概括了小孔成像现象;对光成直线传播和球面镜成像原理等有了比较理性的认识;在研究凸面镜成像时指出应该测量镜子的大小来决定镜子的曲度;在研究凹面镜成像时,实际上沈括已懂得物距、像距和焦距三个物理量之间要服从一定规律;他曾用光学方法证明了月亮是弹丸状球体而非扇状的圆片,并研究了虹的成因等。
晚年的沈括以平生见闻,在镇江梦溪园撰写了笔记体巨著《梦溪笔谈》。书中记载了我国劳动人民的许多重要发明创造,以及沈括自身的研究成果,是一部百科全书式的著作。《梦溪笔谈》全文二十六卷,另有《补笔谈》三卷,《续笔谈》一卷,合共三十卷;按故事、技艺、器用等分为十七门、六百零九条。该书内容丰富,集前代科学成就之大成,反映了我国古代特别是北宋时期自然科学的辉煌成就,在世界文化史上有着重要的地位。
为了纪念这位博学多才的稀世通才沈括,1979年7月1日,中国科学院紫金山天文台将该台于1964年发现的小行星2027(1964 VR1)命名为“沈括”。