沈括對中國科學技術發展有何重大影響,著重在歷史意義上

2021-05-14 14:18:49 字數 4557 閱讀 8211

1樓:無聖

沈括,北宋科學家、改革家。晚年以平生見聞,在鎮江夢溪園撰寫了筆記體鉅著《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、數學、物理學、化學、地質學,氣象學、地理學、農學和醫學;他還是卓越的工程師、出色的外交家。

《夢溪筆談》詳細記載了勞動人民在科學技術方面的卓越貢獻和他自己的研究成果,反映了我國古代特別是北宋時期自然科學達到的輝煌成就,《宋史·沈括傳》稱作者沈括「博學善文,於天文、方誌、律歷、**、醫藥、卜算無所不通,皆有所論著」。英國科學史家李約瑟評價《夢溪筆談》為「中國科學史上的座標」。 2023年7月1日為了紀念他,中國科學院紫金山天文臺將該臺在2023年發現的一顆小行星2027命名為沈括。

簡而言之沈括的《夢溪筆談》是中國科學技術史上的重要文獻,百科全書式的著作。

【在天文學方面】

《夢溪筆談》闡釋了沈括自己對渾儀、漏刻、圭表等天文儀器研製方面的許多創見,記述了他的「日有盈縮」這一重要發現以及他關於實行陽曆「十二氣歷」的建議。書中還準確描述了五星執行軌跡,計算出月道與黃道交角每月後退度數更為精確的數值,正確說明月亮的盈虧生光現象,發明準確測定極星位置的方法,詳細記錄並描述隕石特徵及隕落過程,指出了鐵隕石的存在,等等。這些均系天文學史上值得一提的重要成就。

沈括曾經制造過我國古代觀測天文的主要儀器——渾天儀;表示太陽影子的景表等。為了測得北極星準確位置,他連續三個月,每天用渾天儀觀測北極星位置,把初夜、中夜、後夜所見到的北極星方位,分別畫於圖上,經過精心研究,最後得出北極星與北極距三度。

【在物理學方面】

《夢溪筆談》記述了算家所謂的「格術」,沈括以之解釋小孔和凹面鏡成像,開闢了「格術光學」這一光學新領域。沈括對透光鏡的研究,思考縝密,多有可採之處。另外,沈括還討論了指南針的不同安裝方法,記錄了「以磁石磨針鋒」的指南針人工磁化方法及指南針「常微偏東,不全南也」的現象(卷二十四),從而肯定了地磁偏角的存在。

在聲學方面,《夢溪筆談》記述的沈括在琴絃上貼小紙人,以驗證聲音共振現象的發明,比歐洲類似的發明要早約七百年。

【在聲學方面】

沈括在《夢溪筆談》中精心設計了一個聲學共振實驗。他剪了一個紙人,把它固定在一根弦上,彈動和該弦頻率成簡單整數比的弦時,它就振動使紙人跳躍,而彈其它弦時,紙人則不動。沈括把這種現象叫做「應聲」。

用這種方法顯示共振是沈括的首創。在西方,直到十五世紀,義大利人才開始做共振實驗。至今,在某些國家和地區的中學物理課堂上,教師還使用這個方法給學生做關於共振現象的演示實驗。

【在光學方面】

《夢溪筆談》中記載有關於光的直線傳播,沈括在前人的基礎上,有更加深刻的理解。為說明光是沿直線傳播的這一性質。他在紙窗上開了一個小孔,使窗外的飛鳥和樓塔的影子成像於室內的紙屏上面進行實驗。

根據實驗結果,他生動的指出了物、孔、像三者之間的直線關係。此外,沈括還運用光的直線傳播原理形象的說明了月相的變化規律和日月蝕的成因。在《夢溪筆談》中,沈括還對凹面鏡成像、凹凸鏡的放大和縮小作用作了通俗生動的論述。

他對我國古代傳下來的所謂「透光鏡」的透光原因也作了一些科學解釋,推動了後來對「透光鏡」的研究。

【在數學方面】

《夢溪筆談》討論了垛積問題,發展了《九章算術》以來的等差級數,建立了隙積術,其實質是解決了高階等差級數的求和問題。書中還**了會圓術,沈括從計算田畝出發,考察了圓弓形中弧、弦和矢之間的關係,得出了新的弓形面積的近似公式。隙積術和會圓術的建立,為中國古代數學的發闢了新的方向,為此日本數學家三上義夫曾給予沈括以極高的評價。

【在地質地理方面】

《夢溪筆談》記述了沈括對浙江雁蕩山、陝北黃土高原地貌地質的考察,明確提出了流水侵蝕作用說。該書還通過對化石的討論來論證古今氣候變化,對礦石資源亦有涉及,指出江西鉛山山澗水中有膽礬,可以鍊銅;發現陝北的石油可以用於照明和制墨(卷二十四)。在地圖製作方面,記述了沈括以熔蠟和木屑製作立體地圖的發明,這一發明早於歐洲約七百餘年。

書中對地圖製做中州縣相對方位的描述,由傳統8個方位增至24個方位,同時特別重視對兩地間直線距離——「鳥飛之數」的測量,使州縣相對位置更為可靠。

【在生物醫學方面】

《夢溪筆談》也多有記述,且大都觀察準確,記錄詳實,能夠從實際出發,辨別真偽,補正古書之不足。

2樓:匿名使用者

答:一生重視科學研究和科學發明的記載。他所進行的科研,堪稱廣博,諸如觀測天象,繪製渾儀景表,補修《奉元歷》(類似今天的陽曆);在數學方面,創立「隙積術」和「會圓術」;在物理學方面,他發現地磁偏角的存在,早於歐洲400多年,對共振規律也有研究;在地質學方面,從岩石生物遺蹟中推論出沖積平原的形成,還提出石油的命名。

此外,又鑽研藥用植物與醫術。他平生著述頗多,著名的傳世之作有《夢溪筆談》、《長興集》、《蘇沈良方》等。在《資治通鑑長編》中,尚有一部分他所撰寫的《乙卯入國奏請》、《入國別錄》等資政史料。

《夢溪筆談》共三十卷,包括《補筆談》三卷和《續筆談》一卷。該書是一部包羅永珍的百科全書式的著作。內容涉及天文、曆法、氣象、地質、數學、物理等等。

反映了我國古代特別是北宋時期自然科學達到的輝煌成就。

沈括(1031—1095),字存中,浙江錢塘(今杭州市)人。北宋天聖九年,出生於一個下層官吏的家庭,家境並不富裕,沈括常自謂「出自寒門」。母徐氏,是蘇州吳縣人,知書達禮,諳通文墨;父沈周,為官清正,不主張嚴刑苛法,到泉州任職時,沈括隨往。

皇佑三年(1051),沈周病歿,按宋朝職官死後蔭子的制度,沈括守父喪到至和元年(1054)。他24歲出任冰陽主簿。此時,冰水為患,河道淤塞,漫淹成澤,災害頻仍,許多田地「熟不長糧,荒不長草」,人民生活十分困苦,而當時的冰陽縣令,不管人民生計,反而橫徵暴斂,曾激起農民反抗事件。

上司為平息民憤,調走了這一縣令,授命沈括代行縣令,治理冰陽。由於他深入下層,體察民情,順乎民意,撤銷了百姓反對的無理禁約,「擇可為而後為」,「專心致意,畢力於其事」。率民開「百渠九堰,得上田七幹頃」,一度克服了冰河下游的連年水患,促進了農業的發展,緩解了當時當地的社會矛盾。

他這種勤政務實精神,贏得廣大人民的愛戴。嘉佑年間,沈括考取進士,開始了上層的官宦生涯。神宗時累官至太子中允,翰林院學士,終為光祿寺少卿。

沈括的一生,可以概括為從政和科學研究兩個方面,茲舉其要點:熙寧三年(1070),他參加了王安石變法,並且是改革派的中堅人物;熙寧八年(1075),他出使遼國,「正駁斥遼國無理爭地要求,維護了宋室主權;繼而鎮守延州(今陝西延安),加強武備,設防邊睡,有效地抵禦西夏。他一向重視興修水利、監製兵器、管理財政等,希望促進國家強盛。

沈括在從政的同時,一生重視科學研究和科學發明的記載。他所進行的科研,堪稱廣博,諸如觀測天象,繪製渾儀景表,補修《奉元歷》(類似今天的陽曆);在數學方面,創立「隙積術」和「會圓術」;在物理學方面,他發現地磁偏角的存在,早於歐洲400多年,對共振規律也有研究;在地質學方面,從岩石生物遺蹟中推論出沖積平原的形成,還提出石油的命名。此外,又鑽研藥用植物與醫術。

他平生著述頗多,著名的傳世之作有《夢溪筆談》、《長興集》、《蘇沈良方》等。在《資治通鑑長編》中,尚有一部分他所撰寫的《乙卯入國奏請》、《入國別錄》等資政史料。

元豐五年(1082),因徐禧失陷永樂城,沈括連累受貶,居潤州,築夢溪園(今鎮江東郊),潛心著述,至紹聖元年復官爵,次年(1095)辭世,終年65歲。

一、沈括的生平

沈抬(1031~1095)是我國北宋時期傑出的科學家。2023年,他生於浙江杭州的一個封建官僚家庭。2023年冬,沈括的父親去世了,根據朝廷的規定「承襲父蔭」他當上了江蘇海州沐陽縣主簿(縣令的助手)。

幾年後,因興修水利有功,2023年調任**東海縣令。2023年任安微寧國縣令。2023年考中進土。

2023年入京(開封),在國家的昭文館做編校書籍工作。這裡珍藏著許多民間難以看到的書籍,他利用工作上的便利條件,夜以繼日地刻苦讀書,幾年時間便使他的學識又得到進一步充實。直到2023年,他在京都歷任司天監、軍器監、翰林院學士等職,他思想進步,積極參與王安石變法運動。

2023年由於政事傾軋,離京到秀州(今浙江嘉興)人事《天下州縣圖》編繪工作。2023年完稿後,又遷潤州(今江蘇鎮江),那時他已是58歲了,在那兒買了一座園子,據說和他年青時夢見的地方相似,因而起名為「夢溪園」。在這座園中,他用晚年的全部精力完成了中國科學史上劃時的科學巨等《夢溪筆談》。

《夢溪筆談》共三十卷,包括《補筆談》三卷和《續筆談》一卷。該書是一部包羅永珍的百科全書式的著作。內容涉及天文、曆法、氣象、地質、數學、物理等等。

沈括在64歲那年,他的《夢溪筆談》正進入最後修改定稿階段,他的妻子不幸去世,他自己也病魔纏身,身體一天不如一天。終於在2023年的一天。這位我國科技史上最卓越的科學家與世長辭。

二、沈括的學習與研究方法

沈括在他小時,就勤奮好學,喜歡讀書,遇到問題肯動腦筋,自幼就養成了實事求是,遵重科學的好品格,在他童年曾隨做官的父親先後遊覽了四川、福建、河南和江蘇等許多地方,這使他大開眼界,從中獲得許多知識,沈括在科學研究上的最大特點是:除了他的知識淵博外,他注重彙集平生見聞。強調調查研究,重視觀察實踐,親自參加科學實驗。

因此,為我們留下了內容豐富而珍貴的科學鉅著《夢溪筆談》。

三、沈括在物理的方面的主要貢獻

電磁學方面:(1)最早記載了人工磁化的一種簡便方法。即「以磁石磨針鋒」,造指南針。(2)在歷史上第一個指出了地磁場存在磁偏角。即磁針所指「常微偏東,不全南也」。

光學方面:(l)對針孔成像與球面鏡成像問題,做了仔細研究。(2)研究過透光鏡,即一種特製的銅鏡。

聲學方面:(1)用紙人顯示聲音的共振。(2)「虛能納聲」是沈括在聲學上的另一個見解。指出:將牛革箭袋(矢服)放在地上當枕頭,就能聽到數裡之內的人馬之聲。

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