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科学全才沈括：精通天文、物理、医学、美术

后世熟知的沈括，是一个了不起的科学家。而全面透视沈括的一生。他的行为主体是一名政府官员，而且，还是一名担任实职、公务繁忙、做实事的官员。在这种忙碌中，沈括以他的勤奋、以他的创新、求变，取得了多方面的成就。
一、出使辽国，不辱使命 1075年，面对辽国在边界谈判中的咄咄逼人，沈括代表宋朝奉命出使。 自从宋真宗时期对辽国签订了屈辱的澶渊之盟之后，宋朝依靠每年送出的大笔银两和大批丝绢，倒也维持了几十年的和平局面。但是，软弱就意味着可欺，辽国并不满足于宋朝送的那点东西，还想获得更大的利益。就派了一个使者萧禧来到宋朝的都城汴梁(今开封)，声称宋朝军队越过了边界，在辽国境内修筑堡垒，要求宋军必须后撤。事关两国关系、朝廷十分重视，可是，经过紧急查证，宋朝军队并没有过界的行为发生。这时，辽国的真实意图也就暴露出来了，他们表面上是要解决边界纠纷，实际上是要改变现有边界线，南侵宋朝的土地。 双方在谈判桌上，进行了多轮谈判，都是没有结果。萧禧坚持按他们提出的边界走向来重新划定边界，而宋朝一方则坚持按现在的既定边界，不能更改，谈判陷入僵局。萧禧干脆住下不走了。并放出话来说：“不按照我们的意见划定边界，我就不回国。” 宋神宗既不甘心就这样的割地，又担心惹恼了对方后，动起武来吃亏更大。就准备派担任知制浩(掌管起草皇帝诏令)一职的沈括先去辽国报个信，然后双方从长计议。 沈括接手后，并没有急着赶去辽国，而是先到枢密院(掌全国军政)的档案馆中去查阅原始文件。查到了宋英宗时期与辽国正式签定的边界条约及详细的边界走向地图，事实证明宋朝的主张是完全正确的。他马上报告了神宗，神宗非常高兴，对沈括说：“那些原来办这事的人，不知道去查考证据，几乎要把国家大事耽误了。”他让沈括把这些地图及文件拿给辽国的谈判代表看。在确凿的证据面前，萧禧才软了下来。 接着，沈括作为宋朝的谈判代表，正式赴辽国去谈判疆界问题。 出使之前，沈括又一头扎进故纸堆中，收集了大量的地理资料，并让随行的其他官员也都背熟。来到辽国的都城后，辽宰相杨益戒与沈括进行谈判。对辽方提出的所有问题，沈括都对答如流，使辽方没有空子可钻。在具体的边界走向上，沈括坚持根据原来的条约确定，对辽方提出的重新划界要求坚决拒绝。进行了六轮谈判，沈括都是据理力争，毫不放松。最后，辽方看实在无机可乘，就威胁说：“你们连这点土地都斤斤计较，难道想跟我们断绝友好关系吗?”沈括也毫不客气地回敬道：“从来是理直才能气壮，现在是我们要按照条约来行事，而你们想废弃前盟、另立新约。想断绝关系的是谁不是很清楚么?如果大家真要闹翻了，我看你们也未必能得到什么好处。” 杨益戒见沈括理直气壮，知道这是一个不可被压服的人，也就放弃了他们的无理要求。 沈括带着随员从辽朝回来的路上，每经过一个地方，都把那里的大山河流，险要关口，画成地图，还调查了解了当地的风俗人情。回到东京以后，他把这些资料整理起来，献给宋神宗。 在弱国无外交的情况下，沈括以其务实的作风，不屈的个性，有理有据的争辩，为宋朝赢得了外交上少有的胜利。 二、进退泰然，安心做事 沈括二十四岁开始踏上仕途，由县里的主簿(秘书长)做起，当了几任县令后，三十三岁考中进士，开始在中央政府做官，职务几经变动后，最高做到了掌管全国财政的权三司使。由于积极参与王安石变法，在变法失败后被排挤出朝廷，去做宜州(今安徽宣城)知府。后来改任延安知府，因抵御西夏有功，升为龙图阁直学士，但不久又被贬到均州(今湖北均县)、随州(今湖北随州)等地当地方小官。晚年定居在润州(今江苏镇江)梦溪园。
沈括的一生，可谓是几起几落，但不管在什么位置上，他都从不计较个人得失，而是踏踏实实做事，其中最突出的，一是治水，二是绘图。 沈括在地方官任上，十分重视发展农业生产和兴修水利。在担任江苏沐阳县主簿时，就主持了治理沐水的工程，组织几万民工修渠筑坝，不仅解除了当地人民的水灾威胁，而且还开垦出良田一七千顷，改变了沐阳的面貌。在任安徽宁国县令的时候，他又积极倡导并主持了修筑芜湖地区万春好的工程，开辟出早涝保收的良田一千多顷，为当地百姓做了一件大好事。从1072年起，沈括又主持了京都汁河的水利建设。在四五年的时间内，取得了引水灌田一万七千多顷的显著成绩，为京都地区的农业生产做出了特殊的贡献。 1076年，沈括担任权三司使期间，给神宗上书说：“天下州县的地图不完整，对于全面掌握全国的情况很不方便，希望能允许我查阅兵部等中央机构收藏的地图，以便编修出全套的《天下州县图》来。”神宗是深知沈括的制图才能的，也知道地图对于国家的重要，很痛快地批准了他的请求。沈括就抽时间从枢密院、兵部等处借来有关资料，做了摘录、仿制。后来，虽然他几次被贬，蒙冤受屈，但始终没有忘记这项事业。每换一个地方，都是把所有的资料随身携带，抽出时间来进行整理、绘制。经过十二年的不懈努力，五易其稿，终于完成了中国地图史上的不朽巨作——《天下州县图》：绘制成全国大地图一幅，小地图一幅(四京的详细图，东京开封府，西京河南府，南京应天府，北京大名府)，以及全国十八路图(分省地图)各一幅，共二十幅。 三、博学多识，勇于创新 沈括对于科学技术有着精深的研究，在天文、数学、历法、地理、物理、生物、医学、文学、史学、音乐、美术等方面，都取得了卓越的成就。他在世界上最早发现了磁偏角，他对天文观测仪器进行了许多重大改进，他制订了“十二气历”，他改进了地图的绘制技术，他发现了声音的共振现象，他第一个提出了“石油”这一概念，他写出了世界科学史上了不起的著作《梦溪笔谈》......
纵观沈括的学术成就，可以发现他的最大特点，就是勇于创新、善于创新，遇到不通的事，就积极思索改进。 1072年，沈括被任命为提举司天监，这是一个掌管历法、天气观测等事务的官职。他在编修历法的过程中发现准确的观测天向十分重要，而当时所用的测量天体方位的浑仪、测定时间的浮漏和测定日影长度的圭表等准确度都存在一定的误差。因此，他不仅在详细研究的基础上修正了这些天文仪器的误差，而且还写成学术论文《浑仪议》、《浮漏议》、《景表议》详细介绍了他的研究成果，这对于促进当时天文学事业的发展具有重要的作用。 1074年，沈括被任命为河北西路察访使(分管行政、监察工作)，任务是视察和整顿边防。在视察的过程中，他详细了解了边境地区的地理和山川形势，觉得利用人为制造大片沼泽地的方式抵御辽军进犯是一个行之有效的办法。就决定向朝廷汇报边境的地势和开挖沼泽地的计划。但画图只能说明平面，不能做到具体，也很难清晰表达。为了更好的说明自己的主张，让皇帝更明确的了解前线的地形地貌，沈括开始研究如何做出形象、实用的立体山脉、河流模型。经过多次试验，在尝试了面糊、粘土和木屑等多种材料后，终于摸索出用蜡烛油在木板上滴注的方式，不仅容易成形、不易干裂变化，还便于用小刀削刮修改。 正是由于沈括的这种不懈努力，不断探索的精神，才有了他的非凡成就。并以其不朽的成就，在中国历史上书写了独特的一章。