花花和尚老道 作品

第六百五十八章 沈括一

沈括還首創了用“飛鳥圖”來繪製地圖,以代替傳統的循路步法制圖。“飛鳥圖”也就是“取鳥飛之數”,用的是飛鳥直達的距離,類似航空拍攝,這使地圖的精確度大為提高。

沈括視察河北邊防的時候,還曾經把所考察的山川、道路和地形,在木板上製成立體地理模型,呈現給神宗。這是中國地圖史上木質地形圖的第一次明確記載,比瑞士十八世紀出現的地理模型圖早七百年。

化學方面,他首次提出了“石油”這一科學命名,又做了以石油碳黑代替松煙制墨的實驗,準確斷言“此物必大行於世”。據沈括《夢溪筆談》記載,信州鉛山縣有苦泉(硫酸銅溶液)、流而成澗。舀取泉水煎熬,就能得到膽礬(硫酸銅),熬製膽礬就能生成銅,熬膽礬的鐵鍋,日子久了也會變成銅。沈括的這段記錄,即溼法鍊銅,利用化學置換反應的方式提煉金屬。

物理方面,沈括記錄了人工磁化的方法,並用人工磁化針來作試驗,對指南針進行深入研究。沈括比較了指南針的四種裝置方法:水浮法,碗沿法,指甲法和懸絲法,指出懸絲法最優,並做了相應的分析。

磁偏角指地球表面任一點的地磁子午線與地理子午線的夾角,即磁針靜止時,所指的北方與真正北方的夾角。沈括在世界上最早經實驗證明了磁針“能指南,然常微偏東”,即地磁的南北極與地理的南北極並不完全重合,存在磁偏角。這比哥倫布橫渡大西洋時發現磁偏角現象早了400多年。

沈括通過觀察實驗,對小孔成像、凹面鏡成像等原理作了準確而生動的描述,他用“礙”(焦點)的概念,指出了光的直線傳播、凹面鏡成像的規律,並把光通過“礙”成像稱之為格術,即現代光學中的等角空間變換關係。

沈括還對平面、凹凸面等鏡面成像的不同進行研究,注意到表面曲率不同與成像之間的關係,並以此對“古人鑄鑑”時正確處理鏡面凹凸與成像大小的關係進行了研究與分析,提出若將小平面鏡磨凸,就可“全納人面”。

沈括還對透光銅鏡的原理作出了正確推論,推動了後世對“透光鏡”的研究。此外,沈括還第一次記錄了“紅光驗屍”的內容,是中國關於濾光應用的最早記載,至今還有現實意義。

沈括通過對聲學現象的觀察,注意到音調的高低由振動頻率決定,並記錄下了聲音的共鳴現象。他還用紙人來放大琴絃上的共振,形象的說明了應弦共振現象,這比諾布爾和皮戈特的琴絃上紙遊碼試驗早了500年。

沈括還提出了“虛能納聲”的空穴效應,以此來解釋兵土用皮革箭袋作枕頭,可以聽到數里外人馬聲的原因。此外,沈括還記錄並深入分析了制鐘的聲學問題。

外交方面,熙寧七年(1074年),遼國派使臣蕭禧出使宋朝,以國界爭議為名,提出在蔚(今河北蔚縣)、應(今山西應縣)、朔(今山西朔州)三州兩國邊境重新以分水嶺劃界。

在宋朝內部,大臣們已看出遼國的用意是想侵吞宋朝國土,並藉故挑起爭端。但滿朝大臣議論紛紛,卻找不到實錘來拒絕契丹的無理要求。重新劃界問題拖而不決,蕭禧賴在驛館不肯回國。

沈括為了搞清兩國邊境爭端的始末,一頭扎進樞密院翻閱歷史檔案,終於發現宋遼兩國早年議定的地界圖是以古長城為界,而如今爭論的黃嵬山一帶,距離古長城以南30多里,當然是北宋的領地無疑。宋神宗獲悉沈括的新發現後,讚揚沈括說,“微卿無以折邊訟”。沒有你,我大宋的邊境糾紛都搞不定啊。

熙寧八年(1075年),出使遼國的沈括一行,與遼國宰相、全權談判代表楊益戒進行了六輪談判,吸引了1000多人旁聽。談判中,沈括當仁不讓,亮明宋朝的底線——黃嵬山一帶的國土不容侵犯。楊益戒在事實面前仍拒不承認黃嵬山一帶是宋朝領土,甚至威脅說:“數里之地不忍,終絕於好,孰利?”為了區區一個小地方,致使兩國維持了幾十年的和平友好關係破裂,那就得不償失呀。

沈括厲聲回應:“今北朝利尺寸之土,棄先君之大信,以威用其民,此遺直於我朝,非我朝之不利也。”我大宋愛好和平,但也絕不懼怕戰爭。如果你們一定要背信棄義,撕毀條約,那就來吧。所謂名不正則言不順,只怕你們遼國的百姓也未必就喜歡戰爭。

遼國見沈括氣勢恢宏,理直氣壯,在六輪舌戰不佔優勢的情況下,終於收斂了部分無理要求。但是,一直懼怕“北人生事”的宋神宗卻發出指示,按照遼人的意願劃地為界,讓沈括的外交成果付諸東流。

水利方面,至和元年(1054年),沈括任海州沭陽縣主簿,主持治理沭水的工程,修築渠堰,不僅解除了當地人民的水災威脅,而且還開墾出良田七千頃,改變了沭陽的面貌。