自然科學鉅子沈括

張法先

《宣城歷史文化研究》微信版第196期

北宋名宦沈括一生爲官很有政績,在執政的同時,他對科學技術情有獨鍾,並頗有成就。權衡兩者對社會進步的貢獻,歷史定位他是我國古代傑出的科學家。就是這樣一位屈指可數的人物,在宣州這片土地上也曾留下了他的足跡。

沈括(1031—1095),字存中,浙江錢塘(今杭州)人。他勤奮好學,博學善文,做過地方行政長官和京城大官。在嘉祐(1056—1063)年間,沈括客居宣州寧國其兄沈披處。後任過宣州監稅務。熙寧(1069—1077)年間,先後兩次任宣州知州。可見他的一生中,有十多年的時光是在皖南度過的。他在宣州所做的科學實踐活動:即關於修建“圩田”的理論與實踐,關於煉製“秋石”的試驗與方法,載入了中國科技史冊。

圍繞建圩與反建圩,早在唐末就開始了爭論。因爲圩田可以擴大耕地面積,但汛期破圩又給人民生命財產造成巨大損失,本爲好事有可能變成壞事。位於皖南青弋江下游的秦家圩(今在蕪湖縣境內),宋初水毀之後80多年還未修復。直到嘉祐六年(1061),纔派時任宣州寧國令沈披及其弟沈括前往考察修圩事宜。沈氏兄弟精水利,會測算,沈括依據修建“圩田”的理論與實踐,針對不贊成修圩者的意見,逐條給予辯駁。這就是北宋時期傳承下來的著名的“圩田五說”。

一說,所謂夏秋之水洪峯泛溢,圩田佔位,勢必造成破堤成災。沈括依據繪製的地圖知道秦家圩北有丹陽、石臼兩湖,沿圩河水又可注入長江,不存在“無廣澤所容”。這就是說,建圩要因地制宜,不能一概否定。

二說,所謂圩田之後,地貌形態改變,汛期極易導致流水不暢。沈括認爲,可以開挖新的河道排水。這就是說,事物不是絕對不能改變的,必要時應當採用工程的辦法來處理。

萬春圩圖

三說,所謂“圩水之所處,皆有蛟龍伏其下。”沈括斷然否定這類迷信說教。他解釋道:圩外大河之水穿堤,天長日久,“其下不得不爲淵,淵深而岸廢。”這就是說,我們沒有認識到事物內在的關係,根本不是什麼蛟龍在作怪。

四說,所謂秦家圩荒廢后,來此採茭業漁者已有百餘家,一旦圩復,勢必造成他們停業或改行,他們起來反抗怎麼辦。沈括認爲這不是不能成立的理由,政府應當制定政策,承諾他們能過上安居的田園生活。這就是說,只要維護羣衆的正當權益,他們是會贊成的。

五說,所謂圩之東南濱臨大澤,“風水之所排,堤不能久堅也。”沈括分析說,這裏有百步緩坡,利用埂外植柳、沿灘種蘆的辦法,可以緩解風浪對圩堤的衝擊。這就是說,營造好的生態環境,就可增強圩堤的防護能力。

因爲論說有理,秦家圩如期按沈括制定的修復方略付諸實施。宋仁宗獲悉賜名“萬春圩”,這個吉利的名字一直沿用至今。沈括隨之寫成《萬春圩圖記》。在當時皖南地區生產技術水平還比較低的條件下,一個管理者有如此的統籌兼顧、化解矛盾的膽識,實屬難能可貴。這種執政之中的科學思想,就是在今天,還是有着現實的指導意義。

熙寧九年(1076),中年沈括又一次來到宣州,原因是王安石變法失敗,他被誣劾貶官出知宣州。此間沈括自感身體欠佳,聽說廣南道人會煉“秋石”治病,銷售於市,他便親自組織試製。所用原料爲:一次試製得用小便十幾擔(一擔爲兩桶),另配適量的濃皁角液。

試製方法爲:每桶小便加入一盞濃皁角液,用竹條快速攪動千百次,遇有雜質可用紗布濾之,等候桶內小便澄清,白濁者澱底,慢慢撇去清者不用,直取濃汁,這樣十幾擔小便原料不過取得濃汁一、二斗。

將濃汁入鍋煎幹,刮下搗碎,再入鍋加清水煮化,等候沉澱,慢慢撇去清汁不用,留下濃汁再次煎幹,以此重複操作三、四次,直至熬幹後色如霜雪爲止。再將半成品的秋石放入砂罐內,用溫火烘烤,養七晝夜,冷卻後成小塊狀,即爲研製好的藥用“秋石”。沈括記錄了四個病例,服藥後均有療效。

沈括在宣州製取秋石這一科學實踐,曾引起國內外學者高度評價。英國著名科技史學家李約瑟(1900—1995)說:在11世紀的古代中國,就有人利用經過反覆過濾、沉澱、加熱、熔融等物理化學過程,得到“瑩白如玉”的秋石,這是一個相當科學的方法,並且在那個時代半經驗的治療中,得到有效的可能性,這肯定是在現代科學世紀之前任何類型的科學醫學中的非凡成就。

沈括故居夢溪園

熙寧五年(1072),沈括出京考察浙江農田水利建設,工作之餘遊覽了雁蕩山,看到千峯競秀、溝壑貫連,推斷那是水流侵蝕和風化的結果。西寧六年(1073),他奉命到河北視察邊防軍事設施,騎馬沿太行山向北走時,在山壁中間看到了一條螺蚌殼和卵石組成的帶狀堆積層,由此聯繫陸地、水域,漫漫長長時空跨越,得出了滄海變桑田的結論。

元豐二年(1079),沈括在延州(今延安)作調查研究時,老百姓反映境內有一種叫“猛火油”、或稱“石脂水”的礦物,他就組織當地工匠做燃燒實驗,火力之猛深感這種資源潛力很大,親自取名爲“石油”,並預言“生於地中無窮”,此物後必大行於世。“這一遠見已爲今日所驗證,沈括也就成爲世界上第一個給”石油“命名的人。

(作者系宣城市科技局退休幹部,安徽省地方科技史學會會員)

聲明:該文觀點僅代表作者本人,搜狐號系信息發佈平臺,搜狐僅提供信息存儲空間服務。
相關文章