沈括的科学思想十分丰富,它包括天文、地理、数学、物理、医学等诸多方面。
在天文历法和地理知识方面,沈括造诣很深。其中在天文学方面,沈括十分注重观测,经过认真的观测,沈括得出了极星不在天极的结论,又获得冬至日长、夏至日短的认识。沈括也十分重视对观测仪器的改进,由此使得一些观测的精度有很大的提高。沈括还针对传统阴阳合历的缺陷大胆提出了十二气历的设想(具体内容将在下面第七节中作考察)。在地理学方面,沈括也有重要的贡献。其中最突出的就是以泥沙淤积作用来解释华北平原的成因和以流水侵蚀作用来解释浙东与西北地貌的成因。除此之外,沈括还发明了立体地图,较之西欧要早七百余年。
在数学方面,沈括主要关心隙积术和会圆术。其中隙积术是求解垛积问题,这开辟了高阶等差级数求和的研究领域,以后杨辉、朱士杰等人就是在此基础上做进一步的研究。会圆术的研究目的是对圆的弧矢关系给出比较实用的近似公式,以后,元代的郭守敬、王恂等人在授时历中就应用了这一公式。(www.xing528.com)
沈括在物理学研究方面取得了多项成就,这包括磁学、光学、声学。沈括在磁学方面的成就十分卓著。沈括最早发现了磁偏角,其记录比西欧的记录要早约四百年。沈括还记载了指南针的制作方法,而且总结出了放置指南针的四种方法。在光学方面,沈括对凹面镜成像做过实验,也对光的直线传播以及小孔成像问题作过研究。在前面的考察中,我们知道这些研究在《墨经》中就已经有过记录。此外,沈括还对汉代以来的“透光镜”技术做了深入的研究,并对透光原因作了科学解释。在声学方面,沈括做过共振实验。沈括上述许多研究也可以理解为是以前人的成果为基础而开展的工作,并且有了不同程度的推进。
沈括对医药学也很精通。沈括年轻时即对医学有浓厚兴趣,搜集了很多验方。其成果最终反映于和苏轼一起编撰的《苏沈内翰良方》(简称《苏沈良方》)中。又《梦溪笔谈》和《补笔谈》对医药也都有所涉及,论及几十种药物的形态、配伍、药理、制剂、采集和生长环境等。
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