中华学生百科全书-第302部分

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名字和他的成果，留在法国巴黎“发现宫”科学博物馆的墙上；他们的肖像，
悬挂在莫斯科大学礼堂前面的廊壁；在以世界著名科学家的名字命名的月球
山脉中，也有“祖冲之”三个金光灿灿的大字。祖冲之，将与日月山河同在！

沈括

当代英国著名科技史专家李约瑟曾这样评价说：沈括是“中国整部科学
史中最卓越的人物”。他积一生之心血写出的《梦溪笔谈》，包罗万象，独
有创见，被称做“中国科学史上的里程碑”。
沈括，字存中，1033　年出生在杭州钱塘。沈家世代为官，沈括从小就跟
随在外作官的父亲沈周四处奔波，饱览了华夏大好河山和风俗民情，视野和
见识都比一般同龄孩子开阔得多，兴趣爱好也广泛得多。日月星辰、山川树
木、花草鱼虫……没有他不喜欢琢磨的。
传说，有一次小沈括给母亲许氏背诵白居易的一首诗。背到“人间四月
芳菲尽，山寺桃花始盛开”一句时，突然半日沉默不语。许氏出身士大夫家
庭，性情温柔，知书达理，对于儿子凡事总好刨根问底的脾气，早已十分熟
悉。她见儿子又犯了“犟”劲，只是笑了笑，递给他一件外衣，嘱咐道：“别
背了，今儿天气这么好，邀几个小伙伴到城外山上转转去吧。山上风大天凉，
把这件衣服带上。”
当时，正是　4　月暮春天气，庭院中的桃花纷纷谢落，已是“绿肥红瘦”，
然而当小沈括和孩子们爬上城郊的山峰时，那温山遍野的桃花却开得正艳，

好似一片红霞。沈括抚着一枝桃花，呆呆地嘟哝着：“人间四月芳菲尽，山
寺桃花始盛开……”猛地一阵山风吹过，他不由得打了个寒噤，脑子里蓦然
闪出母亲的话：“山上风大天凉……”“噢”小沈括一下子明白了：温度不
同，植物生长的情况也不同。白居易写的没错儿！
沈括的童年和少年时代，就是在这样一个充满书香气息的温馨环境中度
过的。然而，人生并不总是一帆风顺的，人也不能一世停留在宁静的港湾，
尤其是对于那些“天将降大任”的天才，命运似乎更为坎坷。就在沈括刚满
18　岁的时候，父亲去世了，家计顿时艰难起来。沈括不得不外出谋生，到海
州沐阳县（今江苏沐阳）当了主簿。从那时起，政务便占据了这位天才科学
家的一生大部分时间。但是，无论仕途多么险峻，宦海如何浮沉，公务怎样
繁忙，他得志也罢，失意也罢，都从未放弃过科学研究。凭着超凡的意志、
敏锐的观察力和过人的精力，他不停地攀登，终于达到了一个光辉的顶点。
沈括知识渊博，天文地理、数理化、医药以及文学艺术，无不通晓。他
在科学研究上涉猎范围之广，见解之精辟，都是同时代人所望尘莫及的，他
从事的许多项目都代表了时代的水平，具有世界意义。
在天文学方面，沈括制定了《奉元历》、制造了新的天文仪器，把天文
研究又推向一个新的高峰。此外，最突出的贡献是他发明了“十二气历”。
按中国古代历法，阴历和阳历每年相差　11　天多，古人虽采用置闰的办法加以
调整，仍难做到天衣无缝。沈括经过周密的考察研究，提出了一个相当大胆
的主张：废除阴历，采用阳历，以节气定月，大月　31　日，小月　30　日。这种
历法当然是比较科学的，对于农民从事春耕、夏种、秋收、冬藏十分有利，
然而却因否定了老祖宗的“经义”而受到上层统治阶级的抵制，迟迟未能推
行。青山遮不住，毕竟东流去，科学最终一定会战胜愚昧。在沈括之后　900
年，英国气象局使用了以节气定月的“萧伯纳历”。如今，沈括所提倡的阳
历法的基本原理，已为世界各国接受。
沈括一生为官，四处飘泊，几乎走遍了大半个中国，峭拔险怪的名山，
一碧万顷的平川，烟波浩渺的湖泊，飞湍急流的江河，到处留下他的足迹。
他深邃的目光，透过青山秀水，看到了它们的沉浮变迁。比如在雁荡山，沈
括发现了一个奇怪的现象：他曾游览过不少名山，都是从岭外便能望得见峰
顶，而雁荡山却不然，只有置身山谷，才能看到高耸入云的诸峰。经过再三
琢磨，沈括得出了结论：是山谷中的大水，将泥沙冲尽之后，这些巨石才高
峻耸立，拔地而起的。而且，雁荡山的好多独特景观，如大小龙湫、初月谷
等，也都是大水长年累月冲凿的结果。由此，他联想到西北那土墩高耸的黄
土区，和雁荡山的成因相同，也是大自然的杰作，只不过一个是石质、一个
是土质而已。沈括关于因水侵蚀而构造地形的观点，在当时只有阿拉伯的一
位科学家“英雄所见略同”，直到　700　年之后，英国科学家赫登才完整地运
用了这一原理论述地貌变化。另外，在冲积平原成因的解析方面，在“化石”
的命名以及地形测量和地图绘制等方面，沈括的贡献也极有价值。
沈括对数学也有着独到的研究。相传，刚过“而立”之年的沈括，曾在
一位转运使手下当官。在频繁的接触中，转运使发现沈括才华出众，很想把
才貌双全的女儿嫁给他。正在这时，一位多嘴多舌的同僚告诉他，说近来沈
括常出入酒店，回来就闭门不出，想必是醉得人事不省，在蒙头大睡哩。转
运使听后心中十分不悦：没想到这青年平时仪表堂堂，做事一丝不苟，原来
竟是个酒鬼！这样想着，便径直闯入沈括住处。推开门一看，那沈括正在摆

弄桌上提起来的酒杯。见转运使大驾光临，沈括忙让坐倒茶，并把这些天的
发现对上司娓娓道来。原来，酒店里常把酒桶堆成长方台形体，从底层向上，
逐层长宽各减一个，看上去四个侧面都是斜的，中间自然形成空隙，这在数
学上称为“隙积”。数学上又把计算中间空隙的体积的方法，叫做“隙积术”。
他苦思冥想，就是在研究“隙积术”。转运使听罢，这才转怒为喜。没多久，
沈括便成了转运使的乘龙快婿。
沈括是历史上第一个发明“隙积术”的人。日本数学家山上义夫评价说：
“沈括这样的人物，在全世界数学史上找不到，唯有中国出了这样一个。我
把沈括称做中国数学家的模范人物或理想人物，是很恰当的。”
另外，在物理学、光学、声学、生物医学、化学等诸多科学领域内，沈
括也有很深的造诣。
一次，沈括的妻子刚推开楼上房间的门，猛听得案上的古琴发出“铮铮”
的弹奏声，吓了一大跳，忙唤丈夫前来观看。沈括四下一望，见院墙外面正
有一支迎亲队伍穿街而过，鼓乐声还不绝于耳。
“原来如此。”沈括和妻子进入房中。命仆人取来另一架琴，又用剪刀
剪了个小纸人，贴在琴弦上。然后，他走到原来的古琴旁，用手指用力拨动
琴弦，结果，那贴在另一架琴上的纸人竟颤颤巍巍跳动起来，同时弦上发出
“铮铮”的声响。“瞧见了吗？这就是声学上的共振现象。如果琴弦音度相
同，拨动一架琴上的弦，另一架琴上相应的弦就会振动，发出声音。刚才街
上娶亲的鼓乐声传来，你正开门，引起古琴的共鸣，就是这个道理。”沈括
为研究琴瑟谐振现象而做的这种小实验，欧洲人直到　17　世纪才想到。
还有一次，沈括听说，慎县发生了一起殴打致死人命案。可是，知县前
往验尸时，却怎么也查不出死者的伤痕。后来，听了一位老者的指教，知县
命人把尸体抬到日光下，又用红伞遮住阳光，那尸体上的各处伤痕就顿时清
晰地现了出来。沈括细细琢磨，反复实验，最后才明白这是滤光的作用。新
的红油伞，就像是今天的滤光器，皮下瘀血的地方一般呈青紫色，白光下看
不清楚，但在红光下却能清晰显现。沈括把这次“红光验尸”的奇迹记载在
他的《梦溪笔谈》中，给后代法医、物理工作者以很大的启示。
沈括晚年退出政坛，隐居在江苏镇江朱方门外竹影摇动、溪水潺潺的梦
溪园，潜心笔耕，写出了伟大的科学巨著《梦溪笔谈》。这是一部反映当时
科技发展最新成就、内容丰富的著作，充分显示了作者的博学多闻和旷世才
华。书中涉及数学、物理、化学、天文学、地学、生物医学、工程技术等许
多学科，共　609　条记述。
公元　1097　年，65　岁的沈括走完了他光辉人生的最后里程，但是，他魂
萦梦绕的科学事业，却依旧在不停地向前延伸。作为他的后继者，我们将以
无愧于祖先的不懈探索，向着更高的目标迈进。

黄道婆

黄婆婆，黄婆婆，
教我纱，教我布，
二只筒子，两匹布。
这是流传在上海地区的一首民谣。几个世纪以来，它像一座无形的碑，
铭刻着一位平凡而伟大的中国女性的光辉业绩；它像一团熊熊的火，温暖着

无数勇于追求自由美好生活的黎民百姓的心。民谣中歌颂的黄婆婆，就是中
国古代纺织史上芳名永存的科学技术革新家黄道婆。
关于黄道婆，在我国正统观念的正史中，竟没有一鳞半爪的记载，所以，
有关她的生卒年代和详细身世，已无法查考，只能从民间传说和一些零星材
料中，得知一个大概。
黄道婆出生在南宋末年那多灾多难的时代。战乱、灾荒、苛捐杂税，把
美丽富庶的江南变成了人间地狱。黄道婆的家乡松江府乌泥泾镇（今上海县
龙华镇），土地贫瘠，粮谷短缺，百姓更是难以度日，不少人都靠种植棉花、
纺线织布勉强糊口。
一天黄昏，18　岁的童养媳黄道婆像　5　年来的每一日那样，拖着疲累不堪
的身子从田里回来，匆匆吃了几口稀饭，赶紧坐到织布机旁织起布来。“哐
当、哐当”，单调的机抒声，伴着她孤独的身影，度过那漫漫长夜。织着织
着，眼皮不由自主地粘在一起，“哐当”声听不到了。突然，“啪啪”一阵
毒打，黄道婆猛地一个激灵，睁眼一看，又是丈夫那副凶神恶煞般的嘴脸：
“好你个懒虫！我让你偷懒！我让你偷懒！”丈夫手捏竹棒，一边骂，一边
不住地抽打她。过了一阵子，似乎是打累了，这才把童养媳锁在柴房，自己
回屋睡觉去了。
皎洁的月光，从窗棂射进来，照着柴堆上可怜的姑娘那满是泪痕的脸庞。
5　年了啊，两千个日日夜夜，她就是这么煎熬过来的。公婆恶毒苛刻不说，
丈夫更是蛮横霸道。没有一丝温情，没有一点乐趣，这样的日子，还怎么过？
姑娘抚摸着身上的伤，想一阵，哭一阵。蓦然，“喔喔喔”，传来雄鸡的啼
声。“不，我要逃！”她挣扎着爬起来，在柴屋顶上掏了个洞，轻轻钻了出
去，向着曙光初露的方向，不住气地跑，跑……
无边无际的大海上，波涛汹涌。一艘海船飞驶向中国南部边陲。船舱的
角落里，蜷缩着一个瘦骨伶仃的村姑，她就是逃离虎口的黄道婆。也不知经
过了多少天的颠簸，海船终于在海南岛南端的崖州（今海南黎族苗族自治州
崖县）靠了岸。从此，黄道婆就在这片草木繁茂、海天宜人的热带土地上，
开始了她不平凡的生活。
当时的海南岛，是黎族同胞聚居的地区，棉织业十分发达，生产的棉织
品种类繁多，织工精细，色彩艳丽，在全国首屈一指。仅作为“贡品”向皇
宫进献的各类棉布就有　20　多种。相比起来，内地虽早在　3000　多年前就已经
有了相当精美的丝织品，但棉纺织业却发展比较晚。棉花产量不高，布匹质
量低劣，还不能成为人们的主要衣着来源。从小就在织布机旁长大的黄道婆，
惊喜地发现，当地人的棉纺织技术是那样的精湛，当地劳动人民又是那样的
质朴善良。在他们中间，她没有丝毫外乡人的感觉，很快就克服了言语不通、
习俗不同的种种不便，融进了这个温馨的大家庭中。
在家乡，棉籽是用手一粒粒往外剥，而这里，却是用一根铁杖往外碾，
一次就能碾出许多来；在家乡，弹棉花的弓只有尺把长，而且用线做弓弦，
又慢又累人，这里的弹弓却足足有四尺长，弓弦还是用麻绳做成的，一弹就
是一大片；在家乡，手摇纺车一次只能纺一根纱，这里的脚踏纺车，可以同
时纺三根纱；在家乡，织布机只能织出一色的白粗布，这里的织布机却既能
套色，又能提花……这些精巧的工具和技艺，使黄道婆感触颇深，求知欲比
任何时候都更加旺盛。她在黎族同胞的悉心传授下，白天学，夜里练，很快
就熟悉和掌握了各道制棉、织布的工序，同时，她又在操作过程中融进了家

乡织布技术的长处，使自己的技艺长进更快，逐渐成了当地出名的纺织能手。
月圆月缺，斗转星移，不知不觉中，黄道婆已在边陲度过了　20　多个春秋。
这　20　多年中，内地已发生了天翻地覆的变化。公元　1279　年，元朝取代南宋
政权，统一了全国。然而，不论上层统治集团如何改朝换代，老百姓受苦受
难的命运却始终没有变化。在黄道婆的故乡，人们依然劳碌终年却难以温饱，
棉纺织技术依然十分原始落后。
20　多年的岁月，也在黄道婆脸上留下了深深的印痕。那眼角的鱼尾纹
中，记载着她的辛劳，也铭刻着她对故乡的一往情深。常言道：“叶落归根。”
进入中年的黄道婆，思乡之情与日俱增，终于，在黎族乡亲们的一片祝福声
中，她身背纺织工具，踏上了北归的海船……
黄道婆迈着依然轻盈的脚步，走在通往乌泥泾的碎石小路上。家乡的泥
土散发出特有的清香，迎接了远归的女儿。回到阔别多年的父老乡亲当中的
黄道婆，生命中仿佛灌注了新的活力。她没日没夜地致力于棉纺织技艺的改
造与革新，不仅把自己在海南学得的先进生产经验毫无保留地教给故乡人
民，而且还结合当地实际情况，系统地改进了从轧籽、弹花到纺纱、织布的
全部生产工序，创造了一套新型的纺织工具，使当地的棉纺技术有了相当大
的改进。比如经过她反复试验研制出的三繀式（三个纺碇）脚踏纺车，就被
视为当时世界上最先进的纺织工具。它的出现，有力地证明了我国古代棉纺
织技术在世界上的领先地位，而且也向全世界宣布，黄道婆在国际棉纺织史
上理应占有一席之地。
回到故乡后的几年中，黄道婆没来得及欣赏江南的秀丽景色，也没来得
及和亲朋好友叙旧聊天。在纺车和织机的“轧轧”声中，她度过了自己一生
的最后岁月。她去世后，当地人民自动集资，公祭三日，以表达对这位无私
无畏、勇于实践的伟大先驱者的深深悼念之情。
在黄道婆离世后不久，松江一带就成为全国的棉纺织业中心，历数百年
之久而不衰。松江棉布不仅深受国内人民欢迎，还远销欧美各地，为祖国赢
得了很高的声誉。可以毫不夸张地讲，黄道婆为开拓我国棉纺织业的广阔天
地，为棉布衣衫在华夏大地的普及，为百姓送去温暖和美化生活做出了无私
的贡献，她无愧于是劳动人民勤劳聪慧的女儿。

郭守敬

公元　13　世纪初，邢州邢台县（今河北邢台）城北有一座石桥，达活泉水
从桥下潺潺流过。本来，它是通往邢州城的交通要道，但因连年战火纷飞，
河道得不到及时疏浚，到元代时，原来的桥身已彻底损坏，被深深地埋在淤
泥之中。桥的位置、结构特别是负重量，已无法弄清楚了。
这天，朝廷派来巡视战争灾区的两个安抚使来到邢州石桥附近，指指划
划，议沦疏浚河道、修复桥梁之事。忽然，有个年轻人快步走到安抚使面前，
长施一礼，道：“大人莫不是准备修复石桥？我在这里考察多日，倒是搞出
一套现成方案。”说着，便把一卷纸恭恭敬敬递了上去。两位安抚使打开一
看，原来是一份治河修桥的详细规划。上面有河道上下游的地形、桥基旧址
的推测以及石拱桥的设计图等等，不觉又惊又喜，上上下下打量了小伙子半
天，开口问道：“你是何人？多大了？”年轻人腼碘地笑了笑，拱手回答说：
“我叫郭守敬，今年　20　岁。”后来，安抚使果然把治河修桥的重任交给了郭

守敬。于是郭守敬亲临现场指挥，亲自动手，和　400　民工奋战　40　余天，把一
座既经济又坚固，又能承负万斤重量的石拱桥建成了。从此，郭守敬这个令
人起敬的名字，就传遍了四里八乡。
郭守敬于公元　1231　年出生在一个学术气氛十分浓郁的书香世家。祖父郭
荣是当时的著名学者，精通数学、水利。郭守敬从小跟着祖父一面读书，一
面观察自然现象，学得不少实际知识。后来，郭守敬又到邢州西面的紫金山
学馆求学。那里汇聚着许多饱学之士，相互切磋学问，使郭守敬获益匪浅。
少年时代的郭守敬，沉静好思，学习十分专心，颇爱钻研。据史书记载，有
一次，15　岁的郭守敬偶然得到一份《石本莲花漏图》，立刻被它迷住了。这
“莲花漏”，原是北宋的一种记时器，由几个漏壶配合组成，结构特别复杂，
因而计时也比以前的漏壶精确得多。遗憾的是，到元代时，莲花漏已然失传，
不少著名机械学家对着图纸冥思苦索多年，仍然琢磨不出个道道。而郭守敬
只用了几天工夫，就摸清了它的来龙去脉，并照着图纸成功地复制了一个莲
花漏。
公元　1262　年，32　岁的郭守敬因才智过人，被推荐给元世祖忽必烈。见
面之后，郭守敬不卑不亢，侃侃而谈，面陈了自己关于兴修水利的　6　条建议。
他每说一条，忽必烈都要赞叹一声，最后，这位君王感慨万端地说道：“天
下管事的人要都像这样，哪会有不劳而食者？”立即任命郭守敬为管理水利
的提举诸路河渠。此后，这位具有远见卓识的水利专家身体力行，排除万难，
先后完成了　20　多项农田灌溉、河道航运等工程，件件设计科学合理，收效显
著，深得后人称道。其中最突出的，是对元大都（今北京）通惠河工程的修
复。
元大都，是当时全国的政治经济文化中心。元朝政府每年夏秋两季都要
从江南往京城征运几百万斤粮食。为长途运输方便，从金朝起，就主要靠大
运河的这条水路交通干线。但由于地理条件的原因，大运河只能通到河北通
州，离京城还有几十里路，只有陆路可通。夏秋多雨，道路泥泞，寸步难行，
役夫们叫苦连天。更严重的，是无法及时把粮食运到都城。鉴于这种状况，
辽金时代就有人多次试图开凿这段河道，终因水源问题得不到解决而告失
败。郭守敬上任后，首先想到这个重要工程，并做到开凿河道的尝试，开始
也没有成功。
公元　1291　年，郭守敬经过多次实地勘测，找到了水源，立刻向忽必烈提
出开凿大都运粮河的新方案：根据大都周围西北高、东南低的地形，将大都
西北昌平神山（今凤凰山）脚下的白浮泉先引入瓮山泊，并让这条引水河在
沿途拦截所有原先从西山东流的泉水，汇合成流，这样，便可使运河水量大
大增加。另外，由于这些泉水清澈明净，几乎不含泥沙，在运河下游还可建
立一系列控制各段水位的闸门，以便运粮船能够平稳行驶。
忽必烈对这个周密的计划极为重视，立即下令重设掌管水利工作的专门
机构——都水监，任命郭守敬主管。
第二年刚开春，开凿大都运河的工程就正式动工了。60　多岁的郭守敬，
精神抖擞，率领几万军民，夜以继日，艰苦奋战，只用了一年半时间，这条
全长　160　多华里的运河便全部竣工。忽必烈喜不自胜，亲自为这条运河取名
为“通惠河”。从此，南来的运粮船一直驶进了大都城。以后明清两代的水
路运输，都始终受益于通惠河。
除了对水利事业的重大贡献，郭守敬还在天文历法、仪器制造、数学等

领域内取得了令人瞩目的成就。在这些方面，他一生最重大的贡献，就是编
制了《授时历》。
公元　1276　年，元军攻占南宋都城临安，全国统一的局面即将出现。前代
留下来的历法，已与实际不符，不能再沿用下去了。这年　6　月，忽必烈召见
郭守敬，将重订新历的任务交给了他，并随即成立了专门掌管天文历法工作
的中央机构——太史局。
郭守敬主张，要制订一部准确的历法，必须实地观测各种有关天象；而
观测天象，又必得有完备的天文仪器。当时原有的天文仪器，全部是宋代遗
留下来的，都已简陋落后，年久失修，不能使用。郭守敬花了两年多时间，
在一些著名天文学家、机械制造专家的协助下，精心设计创制了一整套天文
仪器，包括简仪、圭表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、
景符、窥几、日月食仪、星晷定时仪、正方案、丸表、悬正仪、座正仪、大
明殿灯漏等　18　种。这些天文仪器精密、灵巧、轻便、实用，在当时的世界上
处于遥遥领先的地位。
接着，郭守敬和其他几位专家立即投入建造司天台的紧张工作。为定准
建台位置，郭守敬多次到大都城东勘测地形，对方圆几十里的地质结构做了
详细准确的考