中外科学家发明家丛书:沈括-第5部分
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处斩刘归仁和士兵溃逃之事，沈括具实报告，并解释了为什么不能按军法处
分溃卒的原因，他说：“士兵离开家人远在几千里之外，当走入九死一生的
境地后，偏偏将领失策，而且无衣无食，这时又有长官带头逃跑，所以才跟
着逃命，这是人之常情，当然应该原谅他们。”
最后，五路宋军由于缺乏统一指挥，各军不能互相协调，再加上自然条
件的限制，进攻西夏没能取得大的战果，各军陆续回撤。
西夏经过修整后，重新组织兵力，准备反攻。他们把兵力集结在金汤堡
（今陕西志丹西北），作为南进的前哨。为了解除敌人的威胁，沈括决定夺
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取金汤。他采用声东击西的作战方针，派大将曲珍领兵二万，故意“泄露”
出要进攻西夏的葭芦寨。西夏果然中计，把兵力调向葭芦寨方向以图拦截宋
军。曲珍率军突然折行，直指敌人守备空虚的金汤寨，金汤守将措手不及，
慌忙迎战，被杀得大败，宋军随后占领了金汤寨。
金汤寨得胜后，沈括决意扩大战果，“真正”夺取葭芦寨。这次他用了
“暗渡陈仓”之计，他派曲珍带兵虚张声势，佯装正面进攻；另派李议率精
兵采取迂围包抄战术，连夜渡河从侧面袭击敌寨。寨中夏军还在睡梦中，被
四面喊杀声惊醒，随即溃散；负责正面防守的部队急忙来救援，与宋军混战。
这时曲珍从正面合力进攻，很快击溃了敌军，占领了葭芦寨。
鄜延路宋军在沈括的指挥下，连战连捷，多次夺寨斩将，收复了大片土
地，在已占领的地方筑垒派兵，并招募流亡的农民耕种荒芜已久的田地，增
强了西北的边防力量。因此，沈括多次受到朝廷的嘉奖。
为了朝廷以后能顺利出兵，知己知彼，元丰五年（1082年）五月，沈括
根据自己的实际侦察和对双方作战形势的估计，编写成《边略》一文，记述
了西夏边界上的防卫布署情况及地形，并且分析了未来的边地形势，上呈宋
神宗作为决策参考。在绘制 《边略》中的地图时，沈括作了大量地理地貌考
察，并研究了宋夏之间以往的战争，发现西夏之所以能常常进犯而且进退自
如，在于他们占据了有利地形，而宋军则处在一种防卫不利的局面，能否改
变这一局面是能否解决边患的一个重要因素。同时他发现，夏州西南的乌延
地势险要，而且土地肥沃、物产丰富，下瞰平原、背倚山界，是要冲之地，
所以他和种谔联名写了一道请筑乌延城的奏章。因为事关重大，种谔为此特
地进京向宋神宗当面陈述他们的看法，建议先筑银州城、再筑乌延城、然后
修筑夏州城，这样在整个边界地区就形成鼎足之势，进可以攻，退可以守。
宋神宗看了奏章，又听了种谔的陈述，认为很有道理，于是派大臣徐禧
和李舜举前往鄜延审议。徐禧为人向来自大，这回奉圣旨赴边更是目中无人，
为了把功劳揽在自己的身上，他抢在种谔之前赶到了鄜延，并匆匆成立了一
个计议边事所，主管修筑城堡之事。经过了一番浮光掠影般的观察，徐禧否
定了沈括、种谔关于建立银州—一乌延城——夏州的防卫措施，主张修筑城
防于永乐。然而实际上，永乐地方在米脂寨西一百五十里，距银州城二十五
里，北倚高山，南临无定河，三面都是悬崖峭壁，虽然地势险要，但属于绝
境，战时易被围困，败则无路可退，无论战守两个方面都没有大的军事价值。
沈括不同意这种方案，无奈徐禧处处摆着“钦差大臣”的架子，揽大权
于一身，根本不听沈括的意见。三个月后，沈括只得附和了徐禧的主张，徐
禧上奏神宗，说“已经和沈括商定了，先筑永乐城。”同意筑永乐城，是沈
括的一个严重错误，后来永乐惨败的祸根，就是在这时埋下的。
种谔从京师回到鄜延，听说不在乌延筑城而改筑永乐城，立即向徐禧提
出异议，说到：“如果在永乐筑城，战则必败。”徐禧本来就对种谔的刚正
不阿不满，见到他又来阻止自己“立功”，就威胁道：“你敢对钦差胡言乱
语，说不吉利的话，就不怕死吗？”“如果兵败，我自当以死报国；反对你
的主张，也不过一死，死又有何惧！”徐禧威胁不成，也就没有办法，于是
向宋神宗上奏，说种谔自做主张，不听调遣。宋神宗听信了他的一面之辞，
就下诏令种谔留守延州；徐禧、李舜举主持修筑永乐城；沈括将经略府移至
边界，负责接济军用。
永乐城自元丰五年八月十五日动土，至九月六日正式筑成。徐禧洋洋得
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意，准备邀功请赏。不料刚过了四天，西夏就以三十万兵力围攻永乐城，以
图拔掉这根钉子。由于事先没能料到敌人会出兵这么多，故宋军没有做好充
分地准备；沈括带兵试图解围，也没能成功；种谔则在延州带领四千军兵，
抵抗着另一路敌兵的进攻。前面我们说过，永乐城地势险要，但城内没有水
源，全靠无定河提供。西夏军在攻城未果的情况下，夺取了无定河水寨，切
断了宋军的水源，士兵干渴难忍，甚至绞马粪以求能挤出一丁点水来润喉。
九月二十日夜间，天降大雨，守城将士急忙承接甘霖，不料西夏军也乘此时
加紧攻城。这时，宋军已经过了十二天的血战苦守，战斗力大大减弱，到了
半夜永乐城失陷了。
后来据宋朝官方公布，这一仗官兵阵亡达一万二千多人，丧失军马一万
匹，军用物资损失无数。徐禧、李舜举也在乱军中被杀。宋神宗闻此消息，
心中悲伤以至流泪，几天不进饮食。永乐之败的原因，主要是钦差徐禧主观
自大，争功心切；而永乐城又是孤寨前伸，水源缺乏，离给养基地也相当远，
这两个因素是永乐惨败的主要原因。但是，沈括作为鄜延路的“帅司”，从
定议筑城到城陷兵败，他都是要负一定责任的，况且徐禧已死，故永兵之败
的第十天，宋神宗就下诏贬谪沈括，让沈括到均州（今湖北十堰东）任团练
副使。
就这样，沈括含泪告别了曾经一起浴血奋战、同甘共苦的鄜延路将士；
离开了那些凝聚了他无数血汗的边寨；怀着惆怅的心情踏上了南下的漫漫长
路。
六、科学史上的巨著—— 《梦溪笔谈》
团练副使只不过是一种兼衔空名，从此之后，沈括所挂的也都是空职虚
衔，只能得到少许俸禄聊以度日。所以宋神宗贬谪沈括的诏书，实际上是宣
告了沈括政治生涯的终结，这对沈括可以说是一“祸”，但正是此祸，使得
沈括有了精力抛开繁杂的政务，深入到科学研究中去，留下了不朽的科学巨
著《梦溪笔谈》，这对于我国文明史来说，是一大“福”。
沈括被贬谪后，名义上是均州团练副使，实际被软禁在随州（今湖北随
县），失去了人身自由。他借住在一个寺庙内，举目无亲、孤独寂寞，朝夕
只能与纸笔为伴。直到三年后的元丰八年（1085年）宋神宗死后，新即位的
宋哲宋大赦天下，沈括才得以离开谪居地随州，来到了离家乡很近的秀州（今
浙江嘉兴）。这里的乡土亲情使得沈括从深深的孤寂和苦闷之中解脱出来，
专心投入到一项既利国、又利民的工作之中，这就是编制了一套《天下州县
图》。
早在十年前，他还在三司使任上时，就奉旨编绘一部新的全国地图，但
繁冗的政务使他无法全力以赴进行这项工作，因此一直没能完成，不过沈括
一直没有放弃这项工作，即使在被谪随州的日子里，他也随身带着以往收集
的图稿，不时加以研究。这时，他可以集中精力来实现自己的夙愿了。经过
广征博引，参考大量的资料，又用了两年时间，他终于绘成《天下州县图》。
这套地图包括大图一幅、京城图一幅、诸路图十八幅，包括了当时北宋
所管辖的全部地区。在制图技术上，沈括所采用的方法是很科学的。他继承
了我国传统的“制图六体”，即六项制图原则：分率（比例尺）、准望（地
理位置）、道里 （实际距离）、高下（地势高低）、方斜（地形状况）、迂
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直 （道路曲直），并有一定的发展。比如：在他之前，地图绘制都是用八个
方向来定位，而沈括则采取了二十四个方向。这样就使地图的精确度大大提
高，提高了古代制图学的水平。
沈括编绘完成《天下州县图》后，在元祐三年（1088年），将地图献给
朝廷，得到了嘉奖，宋哲宗解除了以前对他的人身限制，允许他可以自己选
择居住地点。沈括便以秀州迁到了润州 （今江苏镇江）的梦溪园，此时沈括
已经五十八岁了。
梦溪园座落在润州的东郊，它是一处风景秀丽的田园。园内翠竹成林、
郁郁葱葱；梦溪泉水，碧绿澄彻，叮叮咚咚向前奔去。沈括闭门谢客、潜心
著述，在书房中摆满了各种书籍资料。在这里，沈括将自己的一生见闻，科
学研究所得汇集成一部著名的科学巨著——《梦溪笔谈》。此外，他的《长
兴集》、《良方》、《忘怀录》等几十部著作也是在此完成的，可惜的是大
多已经佚亡。
《梦溪笔谈》是一部内容极为丰富的著作。它是沈括毕生科学研究的结
晶，它有着广博的内容、独到的见解，反映了我国古代、特别是北宋时期在
自然科学方面的辉煌成就，也反映了沈括的经世之才和博学多知。《梦溪笔
谈》共三十卷，其中包括《补笔谈》三卷、《续笔谈》一卷。全书分为故事、
辩证、乐律、象数、官政、人事、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、
异事、谬误、讥诈、杂志、药议共十七目，六百零九条。书中内容涉及到自
然科学和社会科学的各个方面，是一部百科全书式的著作。
《梦溪笔谈》记载了许多宝贵的自然科学资料，包括了天文、地学、物
理、化学、生物医药、工程技术等各方面内容。
在天文学方面，其中有一条关于常州陨石的记载，内容是这样的：
“治平元年（公元1064年），常州日落的时候，忽然从天空中传来一阵
雷鸣之声，一颗几乎和天空中月亮大小相似的星星，在天空的东南出现了。
很快，人们听见“轰”的一声，这颗星坠落了，地点是宜兴县一个姓许人家
的花园中，远近的人都看见这里亮光照天，并着了火，把许家园子的篱笆都
烧坏了。等到火焰熄灭后，发现地面有个杯子大小的洞，入地很深，往下望
时，发现星就在里面，火光荧荧，许久才逐渐暗淡，但还热得不可挨近。又
过了很长时间，等星不热了才把地洞掘开，在深三尺多的地方，发现一块圆
石，大小和拳头差不多，一头略微尖锐，颜色黝黑似铁，重量也如铁一般。”
一条不长的记录，把陨石坠落时间、地点、过程和陨石的形状、比重作
了完整而科学的描述，这在世界天文史上也是罕见的优秀纪录。
在气象学方面，《梦溪笔谈》中的一条，记载了海市蜃楼这一奇异的自
然景观，文中记述到：
“登州（今山东烟台）海中，在天空中不时出现如同宫殿、城墙、人物、
车马、市集等情观的云气，十分清楚，当地人称之为 ‘海市’。有的人说这
是海中蛟龙吐气而形成的，我认为这不是 ‘海市’形成的原因。欧阳修当年
路过山东高唐县的时候，也发现过类似的现象，并详细地记载下来，他也看
见了人物、车马等景观，与我所见的大致相同。”
现代研究证明，海市蜃楼现象的形成，是因为光线经过不同密度的空气
层时，发生了显著的折射现象，从而把远处景物显示在空中而形成各种奇异
景象，它常发生在海上和沙漠地区。对于海市蜃楼这种复杂的大气光学现象，
沈括当时虽然还无法加以科学的说明，但他不相信这是由蛟龙吐气所成的无
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稽之谈，这种态度是积极的。
在地质学方面，书�
