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欧洲文艺复兴时期意大利出了一个多项领域的博学家达·芬奇。他是一个著名的画家，留下《蒙娜丽莎》等众多传世之作。他却又是个科学家，机械、建筑、水利、军事、考古，样样通晓，还精于医学。
比达·芬奇早四百多年的北宋时期，中国也出了一个博学多才的牛人，他就是中国科学史上最奇特的人物沈括。
1031年，沈括出生于浙江钱塘。他是北宋政治家，我国历史上最卓越的科学家之一。精通天文、数学、物理学、化学、地质学,气象学、地理学、农学和医学。他还是卓越的工程师，出色的外交家。
沈括一生著作众多，据《宋史·艺文志》记载，他的著述有22种155卷。有综合性文集《长兴集》、《志怀录》、《清夜录》，医药著作《良方》、《苏沈良方》，科学著作《浑仪议》、《浮漏议》、《景表议》、《熙宁奉元历》、《圩田五说》、《万春圩图记》、《天下郡县图》、《南郊式》、《诸敕格式》、《营阵法》，音乐类著作《乐论》、《乐律》、《乐器图》等。然而最著名的还是《梦溪笔谈》。
《梦溪笔谈》是以笔记体裁形式写成的科学著作，涉及农业、水利、天文、数学、物理、化学、考古、语言、史学、文学、音乐、美术以及财经等方面。
《梦溪笔谈》原有二十六卷，后来增加《补笔谈》三卷，《续笔谈》一卷，总计三十卷。全书分成十七类，共六百零九条，十几万字，是一部内容十分丰富，集当时科学成就之大成的巨著，被誉为“中国科学史上的坐标”。在世界文化史上也有非常重要的地位。
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沈括学问渊博，他的科学成就体现在天文，地理，水利，石油，物理，数学等许多方面。
沈括是天文学家，他曾任提举司天监一职，管理国家天文台。他主持重新定制了新历法《奉元历》。
他很重视天文仪器的改进。对观测天体运动的浑仪做了研究和改革，取消了白道环，加大窥管上的孔径以扩大视域及缩小下孔径以适宜于人眼观测，设法校正极轴位置等。使得操作方便，测量精度提高。
他改进计时仪器浮漏，利用漫流中表面张力的补偿作用，来减少液体粘滞性随温度变化而对流量的影响，以消除由此引起的计时误差，提高了计时的准确性。
他还用浮漏，进行了长达十余年的观测和研究，获得不少新的成果，比如认识到在一年之中，每天的长度并非恒定，并据理推断冬至日长度“百刻而有余”、夏至日长度“不及百刻”。此外，他还对测日影的圭表做了改革，让人们可以更清楚地观察到时间的变化。
沈括是地理学家，他一生走遍大半个中国，在地学领域也有许多研究。
他到浙东考察，看到“雁荡诸峰，皆峭拔险怪，上耸千尺，穹涯巨谷，不类他山，皆包在诸谷中。自岭外望之，都无所见；至谷中则森然干霄”。对于这种地貌，他分析是“谷中大水冲击沙土尽去，唯巨石岿然挺立耳”，认为是流水侵蚀作用形成。
他还指出黄土高原的地形也是同一原因形成的，从而对两地区的地貌成因作出了科学的解释。
他根据太行山崖之间含有螺蚌壳及石子，“横亘石壁如带”，判断这里曾是海滨，进而推断华北大平原是由黄河、漳水等河流的泥沙沉积而形成的，这是对华北平原成因最早的科学解释。
沈括曾历时12年编绘了一套九十万分之一比例精度，当时最为精确的《天下州县图》。可惜毁于南宋战乱。
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沈括是水利专家，他任沭阳县主簿的时候，只有24岁。他主持了治理沭水的工程，组织几万民工，修筑渠堰不仅解除了当地的水灾威胁，而且还开垦出良田七千顷。
在任宁国县令的时候，他积极倡导并且主持修筑了坚固的万春圩，开辟出旱涝保收的良田一千多顷，同时还写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于圩田方面的著作。
他主持了汴河的水利建设，亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸共八百多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”，精确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。
沈括还是石油行业的先驱，“石油”这个名称就是沈括首先提出使用至今的。他根据石油“生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出”的特征将其命名。
他在描述了陕北富县、延安一带石油的性质和产状后提出“石油至多，生于地中无穷，不若松木有时而竭”的科学论断，并且预言“此物后必大行于世”。如今石油左右着世界经济，沈括所言果然不缪。
沈括还领导过宋朝的“中石化”。北宋时期，建立了世界上最早的炼油车间－猛火油作，生产经过粗加工的石油产品 “猛火油”。 猛火油作是设在京城开封的中央军器监下属的十个作坊之一，沈括曾兼管过这个生产规模达万人以上的军器监。
所以可以说，沈括是世界石油科学专家第一人。
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沈括在物理学方面有所研究。他对凹面镜成像、凹凸镜的放大和缩小作用作了通俗生动的论述。他研究过凹面镜成像的原理，并总结出：用凹面镜照物，中间有一个被称作“碍”的点（即现在所说的焦点），物在此点之内，成正像；在此点上，不成像；在此点之外，成倒像。
他对凸面镜、平面镜也做了细致的观察和研究，科学地指出：“小鉴不能全观人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。”解释了古人制镜，镜大则平、镜小则凸的道理。可见他对镜面大小、镜面曲率与成像的关系，有着清楚的认识。现在汽车后视镜上加一小凸镜以扩大视野也就是这个原理。
沈括在世界上最早经实验证明了磁针“能指南，然常微偏东”，即地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在磁偏角。这比哥伦布横渡大西洋时发现磁偏角现象早了400多年。
沈括通过对声学现象的观察，注意到音调的高低由振动频率决定，并记录下了声音的共鸣现象。他精心设计了一个声学共振实验，将纸人固定在一根弦上，弹动和该弦频率成简单整数比的弦时，它的振动使纸人跳跃，而弹其它弦时，纸人则不动。形象地说明了应弦共振现象，西方直至15世纪才出现类似的实验。
他还提出了“虚能纳声”的空穴效应，以此来解释兵士用皮革箭袋作枕头，可以听到数里外人马声的原因。
沈括在数学方面也有研究。他创立了“会圆术”：已知弓形的圆径、矢高，求弓形的弦长和弧长的方法。会圆术促进了平面几何的发展，在天文计算中也起了重要的作用，会圆术问世后，得到了广泛应用，元代天文学家郭守敬等人都用到过会圆术。
沈括创立了“隙积术”。他通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究，提出了求它们总数的正确方法，也就是二阶等差级数的求和方法。后来南宋的杨辉和元代朱世杰等在此基础上，创立垛积术，解决了许多高阶等差级数求和问题。
沈括对医药学也很精通，著有《良方》等。
沈括对兵书也有兴趣，他精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题，编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作。他对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究。
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然而，作为进士出身的科学家，沈括当时却是以文名享誉士林的。他著有《长兴集》等诗文集。
在《梦溪笔谈》中，说到石油时他还写下一首《延州诗》：“二郎山下雪纷纷，旋卓穹庐学塞人；化尽素衣冬未老，石烟多似洛阳尘。”他的诗歌精工，诗风平易清丽，散文活泼，在北宋文坛上独树一帜。
沈括作为科学家，具有观察仔细，分析深入透彻的素质，与常人相比，往往独具慧眼。开封相国寺有一幅宋代画家高益的壁画，内容为众乐工演奏，画得很生动而有意境。但人们都诟病说弹琵琶的乐工拨错了弦，因为画上管乐手们吹奏的都是“四”字音，应该在琵琶的上弦，但画上弹琵琶的乐工拨的却是下弦。
沈括经过仔细观察后，认为高益没有画错。他指出，弦乐跟管乐不同，演奏管乐时，手指按在什么音就发什么音，是同时的。琵琶则不同，只有当手指拨弦之后，才会发音，动作是早于声音的。正因为这样，弹琵琶的乐工的手指不在“四”字音的上弦，而在下弦。是符合实际的。如此画面正说明画家布置巧妙，匠心独运。
沈括在沭阳治水，民间留下“沈垫肩”的故事。传说沈括在工地上看到民工挖河抬泥时，肩膀被扁担磨破流血，他心疼难忍，回衙后就与夫人共同想了个办法，缝一个布垫子套在双肩上，这样，挑泥时肩膀就不被磨破了。
后来，人们为了纪念沈括，就把肩上的布垫叫“沈垫肩”。这个物件以往常见，如今的农田建设工地恐怕还在使用，想不到竟然是沈括发明的。发明虽小却很有用，放在今天应该也是可以申请“实用新型”专利的。
沈括一生仕途并不顺利，晚年被贬为均州团练副使，形同流放，政治生命就此完结。然而正因如此才让他得以隐居镇江梦溪园，撰写出《梦溪笔谈》这一科学巨著。
据史志记载，梦溪园原面积约十亩左右，内有岸老堂、萧萧堂、壳轩、深斋、远亭、苍峡亭等建筑，还有一条溪水流经园内。沈括居此八年，死后归葬于杭州，梦溪园逐渐荒芜。南宋年间，辛弃疾任镇江知府时，曾修葺维护。
上世纪八十年代，沈括故居梦溪园得以修复。大门上端嵌有镇江籍桥梁专家茅以升题写的“梦溪园”大理石横额，厅房中沈括坐像两侧陈列着比西欧早400年的地磁偏角的记载，以及反映沈括一生科学成就的实物和图片等。
1979年，中国科学院紫金山天文台为了纪念杰出的古代科学家沈括，将1964年发现的一颗小行星2027命名为沈括星。
