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二五代十国两宋辽西夏金的经济与科技文化发展（第2页）

宋神宗又派沈括到上京（辽国的京城，在今内蒙古自治区巴林左旗南）出使。沈括首先收集了许多地理资料，并且叫随从的官员把资料背熟。到了上京，辽国派宰相杨益戒跟沈括谈判边界。对于辽方提出的问题，沈括和官员们都对答如流，有凭有据。

辽国官员见无法说服沈括，又怕闹僵了对他们也没有好处，只好放弃了他们的无理要求。

沈括带着随员从辽国回来的路上，每经过一个地方，便把那里的大山河流、险要关口，画成地图，还调查了当地的风俗人情。回到东京以后，他把这些资料整理起来献给宋神宗。宋神宗赞扬沈括办事得力，拜他为翰林学士。

沈括十分重视地形勘察，为宋朝边境减少摩擦做出了重要的贡献。有一次，宋神宗派他到定州（今河南定县）去巡视。他假借打猎的名义，花了20多天的时间，详细考察了定州边境的地形，还用木屑和融化的蜡捏制成一个立体模型。回到定州后，沈括让木工用木板根据他制成的模型，雕刻出木制的模型，献给宋神宗。

宋神宗对沈括画的地图和制作的地图模型很感兴趣。第二年，就叫沈括做全国地图的编制工作。12年后，沈括终于完成了当时最准确的一本全国地图—《天下郡国图》。

沈括不但在地理研究上成就突出，而且是个研究兴趣非常广泛的科学家。他曾经为了确定北极星的位置，一连3个月在夜里用浑天仪观察，终于计算出北极星的确切位置。

沈括晚年时，在润州（今江苏镇江）的梦溪园闲居。在那里，他把一生研究的成果都记载下来，写成了一本笔记体著作《梦溪笔谈》。《梦溪笔谈》共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、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议17个门类共609条，内容涉及天文学、数学、地理、地质、物理、生物、医学和药学、军事、文学、史学、考古及音乐等诸多学科。

《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献、百科全书式的著作，其杰出成就表现在以下几个方面：

在天文历法方面。作者改造了浑仪、浮漏、圭表等天文仪器，并利用改进的仪器，连续观测3个月，绘制星图200余幅，得出了极星离天极3°有余的结论；利用改进后的浮漏，进行10余年的测量，第一次从理论上推导出冬至日长度“百刻而有余”、夏至日长度“不及百刻”的结论。另外，书中还记载了作者首创的“十二气历”。

在数学方面。记载了作者首创的隙积术和绘圆术，开辟了我国传统数学新的研究方向。

在地质地理方面。记有浙江雁荡山的地貌特征，并指出是流水侵蚀作用造成的；又记述了河北太行山的山崖间发现蚌壳之化石，从而推断出华北平原乃泥沙淤积而形成。

在物理学方面。记有指南针发明和应用以及地球磁偏角的发现等重要事件；记述有作者关于球面镜成像的实验；还记述有演示月亮盈亏的模拟实验以及演示声音共振的实验等。

在化学方面。记载有利用钢铁离子置换反应；记载有湿法冶铜方法“胆铜法”，以及灌钢法和冷锻铁甲法。

在医药学方面。记述有人体解剖生理学，还论述了人体新陈代谢的原理。也记述有大量植物、矿物药物的特征、性味和功效等。

沈括是一位学识渊博和成就卓越的自然科学家。日本数学家三上义夫称赞沈括说：“沈括这样的人物，只有在中国才会出现。”英国著名科技史家李约瑟也认为沈括是“中国科学史上最奇特的人物”，而《梦溪笔谈》是“中国科学史上的坐标”。

指南针、罗盘

大约在10世纪，中国人已掌握磁针导航技术。元符年间（1098年～1100年），出入于各大洲的中国海外贸易船便开始使用指南针，在阴晦的日子里导航。中国用于航海的指南针，最初是用水浮法，到了北宋中期使用的是缕悬法指南针。中国的这种先进的导航技术，迅速被阿拉伯、波斯等国家学习、传播。使用磁针导航，航海者可以根据针的变化轨迹，绘制实用的航海地图，大大提高了远洋航行中的安全系数和船只的续航能力。因此，航海罗盘的出现，便具有了重大的经济价值，它能使船只不分昼夜阴晴，遵循一定的线路，如期到达目的地。中国发明的航海罗盘指引着欧洲的船只去环航全球，从而迎来了地理大发现的时代。

火药西传

火药起源于中国，是中国古代的四大发明之一。公元8世纪～9世纪（唐朝中后期），中国医药和炼丹术传入阿拉伯帝国（唐代称大食）。那时，制造火药的药料硝石也同时传去了，阿拉伯人称之为“中国雪”，波斯人则称之为“中国盐”。从12世纪开始，火药的制造方法由南宋经海路传入阿拉伯。13世纪中叶，拔都在萨莱（今俄罗斯阿斯特拉罕附近）建都，建立钦察汗国，统治俄罗斯诸国。在这期间，契丹文化、蒙古文化渗入了俄罗斯南部的钦察草原。铁火罐内储火药的新式武器通过蒙古人从陆路传入俄罗斯，并随着蒙古西征，从陆路传入波斯、阿拉伯等地。13世纪末，制造火药和火药武器的方法由阿拉伯人传入欧洲。

突火枪

南宋时，火药性能提高，火药武器的制作也日趋精良。战场上开始出现类似近代枪炮的火药兵器，突火枪是其中具有代表性的一种。突火枪其实是用16层纸卷成约2尺长的筒，内装火药、铁渣、磁末等物，再绑在长矛前端，临阵先点燃烧杀敌人，喷完火后再用矛格斗。1259年发明的突火枪在此思路上进一步发展，它用良竹为筒，能发射出“子窠”，即弹丸，这种弹丸已具备后世子弹的雏形，发射时声响如炮，远近皆闻。突火枪的出现，说明火药兵器已发展成为能发射弹丸杀伤敌人的管形射击火器。尽管当时的突火枪还未使用金属发射管，但发射原理却是后世步枪、火炮的理论先导，不能不说是世界武器制造史上的划时代进步。

火箭

火药发明后，北宋时期就开始大量生产火药并用其来制造火器，主要有弓火药箭、弩火药箭、霹雳炮。南宋时期，产生了最早的军用火箭。它是一种依靠自身向后喷射火药燃气的反作用力飞向目标的兵器。以火药筒作发动机，以箭杆作箭身，用翎和箭尾上的配重铁块稳定飞行方向。其构造虽简单，但组成部分却很完整，是现代火箭的雏形。火箭的火药筒用多层油纸、麻布等做成，筒内装满火药，前端封死，后端留有小孔，从中引出火线，这与现代火箭制造原理十分相似。火箭的战斗部一般用的是箭头，或者用刀、矛、剑来代替，有的可射穿铠甲，射程可达500步（约775米），有时会在箭头上涂毒来增强杀伤效果。随着火箭武器杀伤威力的不断推进，火箭技术迅速提高，发展成种类繁多的火箭武器，并被广泛应用于军事，被称为“军中利器”。宋代火箭技术的发展，不仅为中国古代战争提供了先进武器，而且具有重大的科学价值，是中国对世界文明的一项特殊贡献。

活字印刷术

庆历年间（1041年～1048年），毕昇发明了活字印刷术，这是世界上第一套活字印刷系统。据《梦溪笔谈》记载：毕昇用胶泥刻字，字的厚度薄如铁钱，每字一印，用火焙烧使之坚硬而成活字。排版时，先在铁板上放置松脂、蜡和纸灰，铁框排满活字后，用竹条楔入塞紧，放在火上加热至药熔掉，用一块平板按压字的表面，使整版字平如砥，最后在字表上面压一张纸，即可印刷。

活字印刷的优点主要是减少反复雕刻字模的过程。用泥活字印刷可印刷许多书籍而不会磨损字模，从而大大提高印刷效益。后代的木活字、铜活字、铅活字均由泥活字发展而来。

毕昇发明泥活字比德国谷腾堡发明铅活字早了400多年。活字印刷术的发明是一次印刷史上的技术革命，在人类文明史上起着里程碑式的作用。

毕昇雕像

《营造法式》

北宋绍圣四年（1097年），李诫奉敕编修的《营造法式》，于北宋元符三年（1100年）编成，崇宁二年（1103年）刊行颁发。

《营造法式》是一本建筑设计规范和手册，全书可分为5个主要部分，共34卷。若按照文章规定的模数制，既简化了建筑设计手续，又能提高房屋施工的速度进程。这种方法一直延续到清朝，设计模数制应用于预制装备化施工，成为中国建筑的主要特征之一。

另外，在雕刻、彩画及构件的艺术加工上注意与建筑构造密切相合，采用几何的方法求得梁、柱、斗、椽头等轮廓曲线，无论在装饰部位、采用材料，还是在加工方法上都能按照建筑装饰与结构统一的原则，成为中国建筑的另一个特征。

《营造法式》是宋代建造方法的经验总结，不仅保留了唐代建筑的遗迹，还体现了后期建筑的萌芽，是中国古籍中最完善的一部建筑技术著作，是研究8世纪以后中国建筑发展史的重要典籍。

苏颂

苏颂（1020年～1101年），北宋科学家，字子容，泉州同安（今属福建）人。寓丹阳，庆历二年（1042年）登进士第。历宿州观察推官，知江宁县、南京留守推官，累迁集贤校理。英宗时，迁度支判官。元祐中，拜右仆射，兼中书侍郎。苏颂为相务在使百官遵职，杜绝侥幸之原，疆场之臣勿邀功生事，巍然独立。绍圣四年（1097年），以太子少师致仕。徽宗立，进太子太保，封赵郡公。他学问广博，经史、天文、山经、本草，无所不通，尤明典故。其文“多清丽雅赡，卓然可为典则”。

《洗冤集录》

世界最早的一部较完整的法医学专书。南宋宋慈著，全书5卷。1247年成书，颁行全国。作者博采治狱之书以及官府历年所公布的条例和格目加以订正、补充。吸取民间医药知识与官府刑狱检验经验，将全书分为验尸、四季尸体变化、自缢、溺死、杀伤、服毒以及其他伤死等53项。该书成为办案官吏检验的指南，是世界上第一部系统的法医学专著。该书曾被译成荷兰、英、法、德等国文字。以此为蓝本的《无冤录》（元代王与著）也被译成朝鲜文和日文，对法医学的发展有重大贡献。

《资治通鉴》

司马光（1019年～1086年），字君实，北宋陕州夏县（今山西夏县）人。他父亲司马池，官任天章阁（皇帝藏书阁）待制（皇帝顾问）。司马池为人正直、清廉，这对司马光有深刻的影响，时人赞誉司马光是“脚踏实地的人”。司马光自幼酷爱史学，“嗜之不厌”。仁宗宝元元年（1038年）司马光中进士，历仕仁宗、英宗、神宗三朝，任天章阁待制兼侍讲、龙图阁直学士、翰林学士、御史中丞等职。

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