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《中國古代科技史話:科學巨星沈括》為叢書之一,介紹了科學巨星沈括傳奇的一生。
《中國古代科技史話:科學巨星沈括》中優(yōu)美生動的文字、簡明通俗的語言、圖文并茂的形式,把中國文化中的物態(tài)文化、制度文化、行為文化、精神文化等知識要點全面展示給讀者。點點滴滴的文化知識仿佛顆顆繁星,組成了燦爛輝煌的中國文化的天穹。能為弘揚中華五千年優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、增強各民族團結、構建社會主義和諧社會盡一份綿薄之力。
沈括(1031-1095),字存中,號夢溪丈人,杭州錢塘(今浙江杭州)人,北宋科學家、改革家。晚年以平生見聞,在鎮(zhèn)江夢溪園撰寫了筆記體巨著《夢溪筆談》。一位非常博學多才、成就顯著的科學家,我國歷史上最卓越的科學家之一。精通天文、數(shù)學、物理學、化學、地質(zhì)學,氣象學、地理學、農(nóng)學和醫(yī)學;他還是卓越的工程師、出色的外交家。
一、沈括其人
二、《夢溪筆談》
三、科技成就
四、歷史評價
(一)在科學發(fā)展史上的地位
隨著《夢溪筆談》的問世和相關研究的不斷深人,學者們無不驚訝于沈括的博學多識,以及對科學永無止境的探索精神。著名的英國科技史家李約瑟稱《夢溪筆談》為“中國科學史上的坐標”,并盛贊沈括是中國整部科學史中最卓越的人物。美國學者席文也對沈括作了比較全面而客觀的評價,認為他的《夢溪筆談》是每一個研究早期中國的考古、音樂、文藝批評、經(jīng)濟理論或外交的人必須參考的。沈括的成就涵蓋了自然科學和人文科學兩大領域。但在科學技術飛速發(fā)展的近現(xiàn)代,他在自然科學方面的貢獻備受矚目。沈括的科技成就歸納起來主要表現(xiàn)在以下諸方面:
首創(chuàng)隙積術和會圓術;對凹面鏡成像理論的探討與實驗;首次提出“石油”的概念,對“石油”地質(zhì)、產(chǎn)油區(qū)地表特征作了精辟闡釋;建議采用《十二氣歷》,以太陽視運動作為計算依據(jù);改良天文儀器,測得真太陽日的長短變化;最早記載磁偏角的存在;總結推廣膠泥活字印刷技術;首次將“飛鳥直達”測量法運用于制圖,并制造出最早的立體地圖模型;對各種中醫(yī)藥方的收集和整理。
除了以上這些科學領域以外,沈括在《夢溪筆談》中還記載了不少民間發(fā)明家的貢獻。這在中國古代科學著作中是比較少見的,對于研究中國古代科技的發(fā)展具有重要的意義。例如畢昇發(fā)明活字印刷術,如果沒有沈括的記載,我們可能也不會知道活字印刷術的發(fā)明者是誰。
此外,沈括對地質(zhì)現(xiàn)象的解釋,對風雨雷電等自然現(xiàn)象的探討,對晶體的論述,對動植物形態(tài)和生態(tài)的描述等方面,都有許多獨到的見解。
在人文社會科學方面,沈括所取得的成就也是非凡的。他是宋代金石學的開創(chuàng)者之一,他對考古學的興趣,集中在考究制度、用途及其意義等方面,是對古代文化的追尋與弘揚。他對中國古代三大音樂高峰——雅樂、清樂、燕樂的研究,有獨到之處,特別是對燕樂的研究最全面、最深入,貢獻也最大。
他是北宋著名的書畫收藏家和鑒賞評論家,他對寫意山水畫的推崇,以及繪畫“當以神會”的審美觀念,推動了宋代水墨寫意山水畫的繁榮及其在后世的發(fā)展。
他敢于沖破“重義輕利”的傳統(tǒng)思想,重視勞動人民的斗爭與創(chuàng)造,表現(xiàn)出進步的史觀。
他提倡清新自然的文風,將科學與文學兩者有機地融為一體,使《夢溪筆談》成為一部言簡意賅、文筆生動的散文集。
沈括之所以會成為中國科學史中最卓越的人物,不僅與他非凡的智慧、豐富的閱歷有關,而且與他的科學思想、科學研究方法有關。沈括完全具備了成為著名科學家和學者的要素,這主要表現(xiàn)在以下四個方面。
第一,他具有強烈的好奇心和探索欲,這是每一位成功的科學家必備的素質(zhì)。沈括對自然萬物、對人文藝術的興趣,在孩提時就已經(jīng)充分顯現(xiàn)出來。在正式開始從師受業(yè)后,沈括仍然抽出大量的時間學習掌握包括自然科學在內(nèi)的各種知識。沈括自幼就隨做官的父親奔波于南北,成年后又到各地任職。所到之處,他都要游歷當?shù)氐拿酱蟠,考察民風民俗,并虛心向民間的能工巧匠求教,真正實踐著“讀萬卷書,行萬里路”的為學之道。沈括正是在師法自然、求教百工的過程中,不斷豐富著自己的學科知識。可以說,他對“學問”的認識,對“博學”的理解,在深受傳統(tǒng)思想影響的士大夫中是十分少見的,也是極其可貴的。
第二,沈括具有敏銳的觀察力、高度抽象的思維能力、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和實事求是的科學精神。這些也是每一位成功的科學家所必備的。沈括善于用科學的眼光捕捉到一些細微的變化,善于發(fā)現(xiàn)有價值的信息和問題。他能在當時的科技條件下’在極微小的偏差下發(fā)現(xiàn)磁偏角的存在;他能在人們習以為常的現(xiàn)象中,概括出石油的地下礦藏性和特征;他對冰霜的形態(tài)、石膏晶體的觀察與描述等等,無不顯示出敏銳的科學觀察力。這是沈括能夠在科學研究領域取得突破性成就的最重要原因之一。當然,作為一位科學家,不僅要善于觀察、發(fā)現(xiàn)問題,還必須具備解決問題的能力。這就需要有科學的思想和研究方法,沈括在這方面的表現(xiàn)也是極為出色的。沈括具有樸素的唯物論和辯證法思想,并以此來指導自己的科學研究,努力從哲學觀上對前人的研究成果進行分析和總結,對所發(fā)現(xiàn)觀察到的自然現(xiàn)象進行探究和解釋。這在“重人而輕自然”的傳統(tǒng)文化背景下顯得十分可貴。沈括還具有高度抽象的思維能力,他的“格術成像”理論,即是最好的例證。此外,沈括的治學態(tài)度十分嚴謹,對于那些自己尚不能解決的問題,他一般不會妄加推測,而是實事求是地記錄下來。
第三,沈括還有強烈的批判精神和創(chuàng)新意識。他不盲從前人的觀點,反對將前人觀點作為“定法”而全盤接受。他堅持“不膠一法”,敢于推翻不正確的舊說,大膽創(chuàng)新。他認為自然現(xiàn)象“率皆有法”,應該本著實事求是的原則和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,去努力探索自然規(guī)律。在科學研究方面,沈括是非常自信的。他對于自己認為正確的結論敢于堅持,勇于承受各種非議。他堅信自己的《十二氣歷》將來一定會被世人接受;他預見到石油的利用價值和開發(fā)前景;他對“海翻則塔影倒”觀點的批評,對古代“云夢澤”的考訂,對潮汐現(xiàn)象成因的推斷等等,都體現(xiàn)出一位科學家所具有的執(zhí)著與自信?梢哉f,執(zhí)著的探索精神和堅定的科學信念,也是沈括走向成功的關鍵。這一切都基于他淵博的學識和科學的研究方法。
第四,沈括從事科學研究帶有很強的“經(jīng)世致用”思想。作為熙寧變法運動的積極參與者,沈括與一般政治改革家的不同之處就在于,他始終以富國強兵、資生利民的思想來指導自己的科學研究。縱觀沈括一生的科技活動,他在農(nóng)學、醫(yī)學、數(shù)學、天文歷法、地質(zhì)礦產(chǎn)、地理交通、應用物理與化學等領域的研究,大多是從生產(chǎn)、生活的實際需要出發(fā)。數(shù)學往往被視為深奧的純基礎理論研究,但沈括從事數(shù)學研究有著強烈的實用色彩,用數(shù)學方法來解決農(nóng)田水利、工程技術等方面的實際問題。他的隙積術與會圓術也是在解決實際問題的過程中創(chuàng)立的。古代中國是農(nóng)業(yè)大國,從以農(nóng)為本、以農(nóng)立國的思想出發(fā),沈括還特別重視對風、雷、雨、霜、雹等大氣物理現(xiàn)象進行觀察和研究,努力尋求預防天災的辦法,盡量減少災害損失?梢哉f,在將科學研究與社會實踐相結合,使科學更好地服務于社會大眾方面,沈括為我們樹立了很好的榜樣。
沈括的成功是科學與政治相結合的一個典范。在宋代,很多士大夫都是從小學習科舉,希望從此進入仕途。沈括起初并不熱衷于政治,直到23歲時迫于生計才以父蔭入仕。為了擺脫“十年試吏”的困境,32歲的他才首次參加了科舉考試。進士登第成為沈括政治生涯的轉折點,他用十年時間就成為管理國家財政的最高長官。政治上的成功也為沈括的科學研究提供了更多的機會和更大的動力,他的許多重要科學成就都是在這段時間內(nèi)取得的,他的博學多識得到越來越多官僚士大夫的肯定。在傳統(tǒng)社會中,雖然科技發(fā)明與創(chuàng)造的主體是那些從事具體勞動的民間工匠,但是他們往往因為社會地位低下而得不到應有的重視。事實上,如果不是沈括獨具慧眼,發(fā)現(xiàn)了畢舁膠泥活字印刷的價值,并加以記錄、推廣這項人類歷史上的重大發(fā)明很可能會被湮沒,活字印刷術的誕生時間可能會被推后。
因此說,在11世紀的中國出現(xiàn)沈括這樣一位著名的科學家,這既是傳統(tǒng)社會政治、經(jīng)濟、科技、文化綜合發(fā)展的結果,也是沈括個人才華和智慧的集中體現(xiàn)。沈括的成功對后世具有深刻的啟示意義。但是,我們在稱贊沈括的博學和成就的同時還必須看到,沈括作為一千年前的科學家,他的科學研究水平和認識能力,必然會受到所處時代的科學發(fā)展水平、科學思想的制約,沈括的研究還存在諸多問題。
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