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沈括从小家庭幸福,生活富足,父严母慈,哥哥沈披和他一起长大。沈括的父亲沈周是进士出身,先后曾在简州、润州、泉州、江宁等地任地方官。而沈括的青少年时代就是在随父亲迁任各地中度过的,其间在繁华的泉州居住了8年。沈括的父亲为官清正、同情下层,深受百姓爱戴,这为沈括思想的形成带来了许多积极的影响。沈括的母亲是位很有文学修养的知识妇女,在她的教导培养下,两个儿子都得到了良好的启蒙教育。

他之所以成为一位博学多识的科学家,与年少时的学习教育有着密切的关系。良好的家庭环境和广泛的社会接触,使沈括对许多方面的知识都产生了浓厚的兴趣。这个有着强烈求知欲的少年无论走到哪里,对所见所闻都很留意,同时注意观察各种事物。沈括12岁时开始正式拜师读书。他和哥哥看到当时国家边疆常有战争,给老百姓带来许多灾难,就立志长大后立功报国,于是常在一起练武。他们的舅父许洞能文善武,着有兵书《虎钤(qián)经》,虽然这时已经去世,但他们的母亲把书中的军事理论深入浅出地传授给两个儿子。沈括和哥哥以后均是文武全才,这都要归功于母亲对他们的教育。

▲磁性指南针一一水浮法

早在青年时期任述阳县主簿的时候,沈括就主持了治理述水的工程,组织几万民工修筑渠堰。这不仅帮助当地人民解除了水灾威胁,而且还开垦出良田7000顷,改变了述阳的经济状况。在任宁国县令的时候,他积极倡导并且主持在今安徽芜湖地区修筑规模宏大的万春圩,开辟出能排能灌、旱涝保收的良田1270顷,同时还写了很多关于圩田方面的着作,如《圩田五说》《万春圩图书》。

1072年,沈括主持了汴河的水利建设。为了治理汴河,沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州准河岸共840多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”,测得开封和泗州之间地势高度相差十九丈四尺八寸六分。这种地形测量法,是把汴渠分成许多段,分层筑成台阶形的堤堰,引水灌注入内,然后逐级测量各段水面,累计各段方面的差,总和就是开封和泗州间“地势高下之实”。这在世界水利史上是一个创举。沈括在仅仅四五年时间里,就取得引水淤田1.7万多顷的显着成绩。在对地势高度计算时,其单位竟细到了寸分,可见,沈括的在治水方面是认真的。

▲江苏镇江梦溪广场上的沈括雕像

晚年时,沈括被贬为团练副使,这只不过是一个闲职,只能得到少许俸禄聊以度日。所以宋神宗贬谪沈括的诏书,实际上是宣告了沈括政治生涯的终结。这对沈括在仕途方面可以说是一“祸”,但正是此祸,使得沈括有了精力抛开繁杂的政务,深入到科学研究中去,留下了不朽的科学巨着《梦溪笔谈》。