他,上知地舆下通地舆,曾研究医术搜集良方,也曾亲赴疆场带兵交兵,深入研究过书画音乐,懂数学和物理的相关常识,还通晓水利建设……
他,和大运河有着说不尽的故事,他是汴渠的实测者,传世之作《梦溪笔谈》诞生在运河滨。
沈括(1031年-1095年),字存中,号梦溪丈人,杭州钱塘县(今浙江杭州)人。
沈括身世于官宦之家,从小就跟着父亲过泉州、润州、简州和汴京等地,增加才智。
父亲逝世后,他走上宦途,一度遭到王安石器重,历任太子中允、检正中书刑房、提举司天监、三司使等重要职务。
不过,现在人们谈起沈括,形象最深的并不是他当过怎样的大官,而是他的流芳千古的巨作《梦溪笔谈》。值得一提的是,这本书就写在大运河畔。
北宋元祐四年(1089年),年近花甲的沈括举家搬到了润州(今江苏镇江)。
在这座大运河滨的城市,沈括隐居在梦溪园中悉心写作,总结了他生平所见所学,完成了在我国甚至国际科学史上都有着十分十分重要的位置的巨作——《梦溪笔谈》。
《梦溪笔谈》共有26卷,分为故事、辨证、乐律,象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、奇特、异事、错误、讥谑、杂志、药议等,共17类。书中涉及到30多个文理学科,其间以自然科学类最为杰出。
英国闻名科技史学者李约瑟说:“《梦溪笔谈》是我国科学史上的坐标。”而沈括则被他认为是“我国整部科学史中最杰出的人物”。
汴河,在隋唐时被称为通济渠,一直是隋唐大运河的主干渠。北宋定都东京(今河南开封)后,汴河就成了国都的生命线。
其时的汴河,面临着一个严峻的问题:为了漕运而引进的黄河水,引起了严峻的泥沙淤积。
验最地形,用水平、望尺、干尺量之,不能无小差。汴渠堤外,皆是出土故沟,于因决沟水令相通,时为一堰节其水,候水平,其上渐浅涸,则又为一堰,相齿如阶陛。乃量堰之上下水面相凹凸之数会之,乃得地形凹凸之实。
沈括背着水平仪、望尺、干尺等测绘仪器,实地丈量了汴河从东京上善门到泗州淮河的间隔,共八百四十里一百三十步。
此外,他还发明了“分层筑堰”法。依照汴河下流的地形凹凸,顺次筑起多层的堰坝,并分段丈量上下坝堤里的水位凹凸,然后把各个坝堤里水位的高差加在一起,以求得汴河上下流之间的地形差。
用这种办法,他丈量出从开封上善门到泗州汴河入淮口之间,地形高度相差“十九丈四尺八寸六分”。
沈括将丈量的成果用面糊木屑制成立体模型,把东京城危在旦夕的景象,直观展现在了皇帝和大臣们面前,所以针对汴河的整治工程很快获准施行。
在沈括丈量出的数据支持下,元丰二年(1079年)工程竣工,汴河水道从头沟通了东京、洛阳和东南的河运。依照《续资治通鉴长编》的说法:江准扁舟四时上下,昼夜不停,至今公私便之。