沈括,字存中,出生于公元1031年,钱塘(今杭州)人。初为进士,封馆阁校勘,迁集贤校理、太常丞、翰林学士等职。
沈括是我国北宋时期的一位大科学家,多才多艺,知识渊博,上知天文,下知地理,以及医学、音乐、绘画等,无所不通。他把众多的科学知识全部集中在一本书中,这就是他的科学巨著《梦溪笔谈》。
沈括之所以能写出如此一部震惊于世的科学巨著,一个重要原因,就是他在幼年时期,就有一种敏而好学、勤学好问的学习精神,有一种打破沙锅问到底的钉子精神。
一、问鱼鹰
沈括出身于官宦世家。他的父亲叫沈周,当年就是因苦读经书及第做官的。为了世代为宦,后继有人,沈括两三岁时,沈周就把他带在身边,随时随地教他读书识字。沈括有一个哥哥,名叫沈遘,此时已精通史书,喜欢文学,以写诗作文著称。他见弟弟聪明机敏,经常引导沈括跟着他一起读书。在父亲和哥哥的培育下,沈括四五岁时,便对读书产生了浓厚兴趣,不用父亲和哥哥督促,学习就很刻苦认真。他每当读起书来,喜欢动脑,爱提问题,遇到不懂的地方,就去问父亲或哥哥,直到把问题弄懂弄通,方肯罢休。
沈括读书,不像他的哥哥那样闭门谢客,而是常常走出书房,用书本上的知识到日常生活中去验证;特别是对诗歌和文章中所描写的日月星辰、山川田林、花草虫鱼、飞禽走兽,他都要实地去看一看,仔细观察一番,遇到自己解释不通的,随时请教他人,问个明白。
公元1041年秋天,原在四川做官的沈周,突然接到命令,被调往福建泉州任职。当沈周夫妇告别亲友,刚要登船起程的时候,却发现年仅十岁的沈括不见了。全家人十分着急,立即四处寻找。
当家人找到沈括的时候,发现沈括正在一条船上,向一位老渔翁了解鱼鹰抓鱼的事。
这位老渔翁原来是一位官员,学识渊博,告老还乡后,以打鱼为乐。平时,沈括每遇到父亲和哥哥都回答不了的问题时,便来找这位老人求教。今日,他要离开四川了,特地来向老人告别。就在这辞行的短暂时间内,他仍然在向老人请教问题。
沈括问:“鱼鹰抓到了鱼,自己不吃,都给你衔回来,这是什么道理呢?”
老人说:“任何鸟类、兽类,经过训练,都会听摆布的。就说鱼鹰吧,开始训练的时候,我把绳子系在它的脖子上,它抓到了鱼,想吞也吞不下去,又舍不得丢掉,只好衔了回来,我把鱼收起,然后再喂一些它更爱吃的食物,时间一久,不系绳索,它每次抓到鱼,也都会乖乖地送回来。”
沈括的家人见他问起来没完没了,又催促说:“小少爷,快走吧,船马上就要开了,老爷和夫人正着急呢!”
可沈括好像没有听见,又向老人问道:“老爷爷,我还有一个问题不明白。”他一抬头,指着天上的月亮和星星说:“你说这月亮和星星,为什么会发亮呀?”
老人捋了一下胡须,微笑着说:“这是受到阳光反射的结果,是自然科学的问题,像你这样勤奋好学,将来会弄明白的。”
沈家仆人再也等不及了,拉起沈括便走。他边走边向老人告别说:“老爷爷,再见了,今后我再有不明白的问题,还会专程来向您请教的。”
老人也高兴地向他招招手说:“孩子,去吧,你会成就一番大业的,我等着听到你的喜讯!”
二、问桃花
沈括随父亲来到福建泉州后,就被送到私塾读书去了。
这一日,老师正领着大家背诵白居易的一首诗,题目是《大林寺桃花》,其诗云:
人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。
长恨春归无觅处,不知转入此中来。
老师念完一遍,话音刚落,沈括便起来问道:“四月份,桃花本来都衰败了,并且大多还结出了小桃子,为何山上大林寺的桃花才开呢?”
老师一下被问懵了:“这……这……”老师没有说出个所以然来,为了找个台阶下,便故做神秘地回答说:“这也许正是诗的妙处吧,只可意会,不可言传,你慢慢地去想吧!”
放学了,沈括回到家中,翻来覆去地重复着“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”这两句,连母亲喊他吃饭都没有听见。
他去问父亲,父亲也没能解释清楚。
第二天放学后,他回家给母亲说了一声,约了几个小伙伴,决定亲自到山上看一看。
临行前,母亲对他说:“多穿点衣服,山上冷!”他没在意。
沈括和几个小伙伴来到大林寺一看,见桃花果然正在盛开。
小伙伴们一齐欢呼起来:“真好看,果然是个世外桃源!”
沈括没有欢呼,他在静静地思考,不时地念叨:“山下的花败了,山上的花才开,到底是什么原因呢?”
有的小伙伴插话说:“可能是土质不同吧。山下土质肥,山上土质薄,所以山下桃花长得快,开得也快;山上的桃花长得慢,开得也慢!”
其他小伙伴听了,感到有道理,表示赞同。
小沈括听了,却摇摇头,仍然继续思考着。
忽地,一股山风吹来,大家都叫冷,沈括也觉着冷,急忙打开包袱,拿出母亲让他多带的衣服,分给大家穿在身上;可是,有人仍然叫冷,并且建议说:“我们快下山去吧,山上太冷了!”
只这一句,小沈括突然眼睛一亮,高兴地跳起来说:“我明白了,我终于明白了!”
有人问道:“你明白什么了?”
“我明白了‘人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开’的道理!”他一边说着,一边笑着,飞快跑回家去。
父亲见他高兴得那个样子,便问他:“孩子,遇到什么喜事了,这么高兴?”
跟着跑来的其他孩子抢先说:“他说他弄明白了‘人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开’的道理。”
父亲一听,也高兴地道:“说来听听,是什么道理?”
沈括说:“山上地势高,气温比山下低,所以山上的花要比地面上的花开得迟啊!”
父亲吃惊地问:“这些道理是谁教给你的?”
沈括望了母亲一眼说:“是母亲教的!”
母亲也惊奇地问:“我什么时候给你讲这些道理了?”
沈括笑着说:“我要上山的时候,你不是说山上冷,要我多带些衣服吗?”
父亲听后,拉着沈括的手赞道:“好个有心计的孩子!”
沈括就是这样,勤学好问,善于钻研。他在学习经书,喜欢文学的基础上,更爱上了自然科学。他对自然科学这种执着的钻研精神,在后来为官的几十年中也从未间断。比如,他在从太行山采集的蛤蚌化石中,窥见了海陆变迁的轨迹;从民间打铁的作坊中,总结了锻钢的方法等。这正像古人评论他时所说的:“所到之处,没有他不探索的;只要他触及到的自然现象,他总要通过研究,找出科学的结论。”
他在司天监任职期间,经过多年的观察研究,和助手卫朴一道改进了新历法,成功地制定了适应农家生产的“气历”(“气历”,即按节气定月,月份同节气一一对应),这对农家从事春耕、夏种、秋收和冬藏十分有利。
英国气象局以节气定月的“萧伯纳农历”,要比沈括的“气历”晚九百年。
沈括一生从事科学探索、积累、研究,掌握了大量的科学知识。当时,他居住在江苏镇江朱方门外。在住所的园中,有一条小溪,叫“梦溪”,他居住的园子叫“梦溪园”。他在一生的最后几年,整理了他平生所观察研究的成果,写成了一部科学巨著;因为这部巨著是他在梦溪园中写成的,所以就取名《梦溪笔谈》。
公元1095年,沈括病逝,终年六十五岁。