⑴ 发明家的资料
一号发明家
http://ke..com/view/69200.htm
⑵ 中国五个发明家的详细情况
希望对你有帮助中国古代发明家
姓名 领域 年代 发明作品 简介
鲁班 建筑 春秋战国 木工用的 锯子、曲尺、墨斗、刨子、铲子、铺首、钻、凿等 鲁班--春秋战国时代鲁国人,姓 公输,名般,是中国古代著名的建筑师。鲁班他有很多发明创造,如木工用的 锯子、曲尺、墨斗、刨子、铲子、铺首、钻、凿等。攻城用的可活动的云梯。相传,锁也是鲁班发明的。
喻皓 建筑 北宋初年 《木经》 喻皓--亦称预浩,是中国五代末年,北宋初年的建筑师。出生于杭州,他设计的最杰出的建筑是北宋国都汴梁(今河南省开封市)安远门内开宝寺中的灵感塔。他还写了一部木工手艺的书--《木经》,共 3 卷。他有造塔鲁班之称。
祖冲之 数学 南朝 л的更精确的上下界 祖冲之--南朝的祖冲之利用刘微的割图术提出了 л的更精确的上下界。 即3.1415926〈л〈3.1415927。
刘微 数学 225 ~ 295年 割图术 刘微--魏晋时期的刘微,发明了割图术的方法,他取л值3.14。他还发明了介线性方程组的新分法。提出了不定方程问题,建立了等差级数前几项和公式。刘微应和欧几里德、阿基米德相提并论。
朱世杰 数学 元代 《四元玉鉴》 朱世杰--中国元代数学家。1299 年编撰成中国第一本算学启蒙,从四则运算到天元术,形成了较完整的体系。1303年,他又写成了 《四元玉鉴》,把天元术推广为“四元术”,这是一种高次方程的解法(最高可包括4个未知数)。欧洲到 1775 年才提出同样的解法 ——消元法。美国科学史家萨顿评价他所著的《四元玉鉴》是整个世界中最杰出的数学著作之一。
张衡 天文学 东汉时期 漏水转浑天仪、候风地动仪 张衡--是中国东汉时期的天文学家。对在宇宙结构的认识上,张衡是浑天说的代表人物之一。他认为:天像个鸡蛋壳,地像鸡蛋黄,天大地小,他认为天壳之外还有无限的宇宙。张衡设计和制造了漏水转浑天仪、候风地动仪,并对日月星辰做了许多观测和分析。他测量出了太阳和月亮的角直径是周尺的1/736,即29'24'。他统计出在中国的中原地区能看到的恒星约有2500颗。国际天文学会为了纪念张衡对天文学的突出贡献,将月球上的一个环形山命名为“张衡环形山”。
郭守敬 天文学 元代 高表、玲珑仪、观象台计 16 种仪表 郭守敬--是中国元代杰出的天文学家。他创制了高表、玲珑仪、观象台计 16 种仪表,仪器专门测量天体使用。还制作了简仪,现存紫金山天文台。郭守敬测定了黄赤交角。法国科学家 Laplace 提出黄赤交角变小理论,引用的根据就是郭守敬的。丹麦天文学家第谷所做的同类测量比郭守敬晚300年。
姓名 领域 年代 发明作品 简介
石申 天文学 战国时期 第一部天文巨著“天文” 石申--战国时期的天文学家,石申第一部天文巨著“天文”。西汉后,人们尊称“天文”一书为“石氏星经”。书中标有 121 颗恒星的位置,书中还记有水、木、金、火、土五大行星的运行及交食等情况。石申编制了最早的星表。并称之“少阳”已认识到能自身发光。
刘焯 天文学 隋代 《皇极历》 刘焯--隋代天文学家。创制了《皇极历》,他首先考虑到了日、月视运动的不均匀性,创立了等间距二次差内插法。计算日月视运动的速度。同时他把差岁改为 75 年差一度。
一行 天文学 唐代 《大衍历》 一行--唐代天文学家。他编制出一部新的历法《大衍历》,它包括十篇历议,是古代非常先进的历法。早在公元前 13 世纪,中国人以太阳和月亮运动为依据,创立了一种阴阳历法。
杨忠辅 文学家 南宋时期 《统天历》 杨忠辅--中国南宋时期天文学家。他创制了《统天历》,他确定回归年长度为 365.2425 日。并发现回归年长度有消长现象。
洛下闳 天文学 汉代 赤道式仪器 洛下闳--中国汉代天文学家。改创了赤道式仪器,定下了赤道式浑仪的基本结构。
苏颂 天文学 宋代 天象仪 苏颂--中国宋代天文学家。和韩公廉合作制成了天象仪及水运仪象台,是中国古代第一架天象仪。有 8 人高,每层有门,一到时间门开,木人出来报时。(后面有漏壶和机械系统)。
莘七娘 10 世纪 孔明灯,走马灯 莘七娘——在10世纪时发明了松脂灯(孔明灯)作为打仗时的信号灯,这是中国人最早利用热气球。同时发明了走马灯,这是航空燃气涡轮的始祖。
裴秀 224~271 创立了绘制平面地图的理论“制图六体” 裴秀——在中国最早创立了绘制平面地图的理论“制图六体”。并绘制了《禹贡地域图》。
马钧 机械设计 三国时代 龙骨水车(又叫翻车) 马钧——魏国人,杰出机械设计和创造家。三国时代创制了龙骨水车(又叫翻车),他能连续提水,灌溉用的水机具——桔槔。结构非常巧妙,有天下之名巧之称。
姓名 领域 年代 发明作品 简介
李春 桥梁设计 605~617 赵州桥 李春—— 605~617 年,首创了在主拱图上设小腹拱的敞肩式拱桥。有名的赵州桥就是他设计的。
丁缓 发明家 汉代 被中香炉、常满灯、旋转风扇 丁缓——汉代,在 180 年生于长安。发明的物品有被中香炉、常满灯、旋转风扇,有长安巧工之称。
沈括 科学家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科学家,石油命名最早由他提出。
蔡伦 62~121 纸 蔡伦—— 62~121 年,蔡伦采用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸成功。 105 年将此发明报皇帝。于 114 年被皇帝封为龙亭侯。当时人称纸为蔡侯纸。 12 世纪,造纸术间接传到欧洲。 13 世纪,蒙古人用蔡侯纸在波斯发行第一批纸币。 14 世纪,朝鲜、越南、日本也开始使用纸币。纸牌然后经由阿拉伯国家再传到欧洲。
毕升 1041~1048 活字印刷术 毕升—— 1041~1048 年,中国北宋人。发明了活字印刷术。
杜诗 91~不祥 水力鼓风机 杜诗—— 91 年,河南人。首创了水力鼓风设备水排。即利用水力推动风扇鼓风。是世界上最早的水力鼓风机,比欧洲早了 1100 年。
浦元 三国时期 淬火技术 浦元—— 300 年,三国时期。首创淬火技术,使钢刀坚而有弹性。
孙子 三国时期 孙子算经 孙子—— 300 年,乘余定理的起源一题为“物不知数”,写了“孙子算经”一书系统论述了筹算记数制。
秦九韶 数学 1202~1247 创立解一次同余式的“大 衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术 秦九韶—— 1202~1247 年,中国数学家。写有《数书九章》,创立解一次同余式的“大 衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术。
李治 数学 测园海镜 李治——中国数学家,著有“测园海镜”是中国第一本系统改述“天元术”的巨书。
沈括 宋朝 沈括发现用细线系在磁针的中央(指南针),并将其悬挂起来。经过观察、发现,写进了他的著作《梦溪笔谈》中。以后人们把用磁铁制作的针成为指南针,还有指南桌。 13世纪到东方玩的意大利人马可、波罗见到了指南针,并把它传到了欧洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直线传播的论点 墨子——公元前 400 年,墨子一书论述了杠杆平衡,提出光是直线传播的论点。
⑶ 古今中外的发明家有谁
1、张衡,东汉人,天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家。张衡发明了发明了浑天仪、地动仪,为中国的天文事业做出了极大的贡献。被后人誉为“木圣” 。代表作有《灵宪》、《浑仪图注》、《算罔论》、《二京赋》、《归田赋》。
2、鲁班,春秋时期鲁国人,工匠。鲁班发明了墨斗、刨子、钻子、锯子。被后世称为中国土木工匠的始祖。1987年由中国建筑业联合会设立的“鲁班奖”也正是为了纪念鲁班这一先师,这也是中国建筑行业的最高荣誉奖。
3、徐舜寿,1917年8月21日—1968年1月6日,毕业于清华大学,飞机设计师。他设计的飞机有歼教-1、初教-6、强-5、歼-6、轰-6、运-7。代表作有《飞机的疲劳寿命》、《飞机强度学》、《飞机构造学》。
4、托马斯·阿尔瓦·爱迪生,美国人,发明家、企业家。1879年10月21日,电灯研制成功,为世界带来了光明,同时也促进了第三次工业革命的到来。他被世界所熟知。他一生的发明共有两千多项,拥有专利一千多项。1915年爱迪生获得了“诺贝尔物理学奖提名”和“诺贝尔化学奖提名”。
5、维尔纳·冯·西门子,德国人,发明家,企业家。1866年,德国人西门子制成了发电机,促进了第二次工业革命发展。
由西门子公司创造的电梯、电力机车、指南针式电报机 、修建电气化铁路、提出平炉炼钢法 、直流电动机、直流发电机 、电力机车、有轨电车、无轨电车 、海底、地底电缆投入到生活中使用,极大的便利了人们的生活。
⑷ 请说出中国四大发明及发明家
毕升 活字印刷
蔡伦 造纸术
火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的,具体的没有
指南针也没有具体的发明者
⑸ 国内外的发明家和科学家
现代(微生物)中国发明家
(1954年出生)湖南长沙人。别名罗建版文(1986年前名)。1968年,权分配到湖南长沙五中读书。1971毕业后,分配到湖南长沙楚华机械厂(现在的长沙锻压机床厂)。1978年参加湖南省科委举办的工程师培训班。1989年创造了《定位理论》被录入(中国当代发明家辞典)。二十年来(至2009年10月)陆续发表过“四维定位法”“四维移位法”“四维策法”“定位学导论”的文章。已申请专利六项(专利申请号分别为:92106972.3 92107189.2 92107191.492111787.6 200810030797.4 89219003.5) 2008年罗四维头像由“长沙湘耀高薪技术开发有限公司” 申请了中国商标注册。国际分类号(30),注册号/申请号:7092616
⑹ 世界上最伟大的十大发明家 写得清楚详细点 发明了些什么 具体
1.艾萨克·牛顿
牛顿的万有引力理论如今在全世界被人们所接受,数学的新革命也来源于他的二项式定理,他还解释了潮汐理论。而在牛顿定律的帮助下,数学、光学和化学的很多问题都得到了解决。
2.玛丽·居里
1867年出生的玛丽·居里是世界上第一位女诺贝尔奖获得者,这位不可思议的女科学家一直以来都是其它女性科学家的灵感和动力的源泉,镭是这位科学家最重要的发明。
3.路易·巴斯德
路易·巴斯德在世界各地都有着不小的名气,因为疫苗是他引进的,微生物发酵和巴氏灭菌也是他发明的,他因为在预防疾病方面的出色工作而被人们所牢记。
4.迈克尔·法拉第
迈克尔·法拉第是历史上最伟大的科学家之一,而且他在科学家中也是非常特殊的,因为他是靠自学成才的。电磁感应就是他发现的,他被人称为“电学之父”和“交流电之父”。
5.阿尔伯特·爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦发明了广义相对论,它是现代物理学的主要支柱。他被称为物理学之父,发明的光电效应的定律获得过诺贝尔物理学奖,原子弹也是因为他才造出来的。
6.亚里士多德
公元前384年出生的亚里士多德是一名希腊天才,他是是柏拉图的学生,亚历山大的老师。亚里士多德也是一名生物学家,他还提出了物理学和金属物理学的理论。
7.阿基米德
阿基米德是一名古希腊的天才,也是一位伟大的数学家,他同时也是一名物理学家、工程师、发明家和天文学家。他奠定了微积分的基础,发明了一种能精确测量圆周率的方法。
8.尼古拉·特斯拉
尼古拉·特斯拉是史上最伟大的科学家之一,但很少有人知道他的名字,他发明了许多引人注目的革命性发明,但没有得到认可。他发明了交流电系统、无线电、特斯拉感应线圈变压器,无线传输,和荧光灯。
9.查尔斯·罗伯特·达尔文
查尔斯·罗伯特·达尔文是世界上最具争议的科学家之一,他提出了进化论,认为地球上的所有生命有着共同的起源,很多人认为他的理论质疑了上帝的权威。
10.伽利略
著名的希腊天文学家伽利略不仅是世界十大著名科学家之一,也是世界十大著名发明家之一。他所发明的望远镜摧毁了当时教会所提倡的地心论,证明了日心学说的正确。
⑺ 近年来著名的发明家有谁
爱因斯坦是科学家,但不是发明家,他是搞理论科学的,没有发明过什么东西。
我觉得近几年来影响最大的发明莫过于个人PC、iphone、ipad之类的电子产品了。
⑻ 有哪些发明家发明了什么东西的故事
列举如下:
1、爱迪生发明电灯
美国发明家爱迪生。是铁路工人的孩子,小学未读完就辍学,在火车上卖报度日。爱迪生是一个异常勤奋的人,喜欢做各种实验,制作出许多巧妙机械。他对电器个性感兴趣,自从法拉第发明电机后,爱迪生就决心制造电灯,为人类带来光明。
爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后,制定了详细的试验计划,分别在两方面进行试验:一是分类试验1600多种不同耐热的材料;二是改善抽空设备,使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。
爱迪生将1600多种耐热发光材料逐一地试验下来,唯独白金丝性能量好,但白金价格贵得惊人,务必找到更适宜的材料来代替。1879年,几经实验,爱迪生最后决定用炭丝来做灯丝。他把一截棉丝撒满炭粉,弯成马蹄形,装到坩锅中加热,做成灯丝,放到灯泡中,再用抽气机抽去灯泡内空气,电灯亮了,竟能连续使用45个小时。就这样,世界上第一批炭丝的白炽灯问世了。
2、贝尔发明电话
贝尔,1847年生于英国,年轻时跟父亲从事聋哑人的教学工作,曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器。
1873年,成为美国波士顿大学教授的贝尔,开始研究在同一线路上传送许多电报的装置――多工电报,并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头,使远隔千山万水的人能如同应对面的交谈。于是,贝尔开始了电话的研究。
1875年6月2日,贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机,一个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了,华生拉开弹簧时,弹簧发生了振动。与此同时,贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来,还发出了声音,是电流把振动从一个房间传到另一个房间。
贝尔的思路顿时大开,他由此想到:如果人对着一块铁片说话,声音将引起铁片振动;若在铁片后面放上一块电磁铁的话,铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向远处,远处的类似装置上不就会发生同样的振动,发出同样的声音吗?这样声音就沿电线传到远方去了。这不就是梦寐以求的电话吗!
3、富兰克林发明避雷针
1752年,46岁的美国科学家富兰克林用绸子做了一个风筝,并在一个风雨交加的天气里用麻线把风筝放上天空,麻线下端系了一把金属钥匙,当雨水把麻线浇湿以后就变成了导电体。这时,他把手靠近钥匙,突然看到电火花在钥匙和手指之间跳过,同时,手指感到一阵刺痛。这个实验证明了天空中打雷实际上就是一种大规模的放电现象。
由此,使富兰克林想到,如果在高大的建筑物上装一根金属导线,导线下端接地,根据尖端放电的原理,就可避免建筑物遭到雷击的危险。这就导致了避雷针的发明。
由于避雷针的发明,人类生活的世界就多了几分安全。关于避雷针的发明,似乎是一个偶然事件。一个巧合提醒了一位伟人突发奇想,导致了发明和创造。
4、史蒂芬孙发明火车
史蒂芬孙在煤矿工作时,每天看到运煤工人总是用力地把煤从矿井里一点点地背出来,工作非常辛苦,就萌发了一个伟大的念头:他要制造一辆既可以运很多煤又跑得很快的蒸汽机车。于是他就埋头设计起这样的机车来。
1814年,史蒂芬孙造出了一台名叫“半统靴号”的火车头。当他驾驶这个火车头,在煤矿进行试车表演时,很多人都嘲笑这辆只能拖30吨货物,每小时只能走六七公里,样子像笨鸭子一样丑,走起路来像地震一样响的破车。还有一些不怀好意的人竟然到处造谣,说:火车的声音很响,这会使牛受惊,不敢吃草,从而牛奶就没有了;
鸡鸭受惊,从而蛋就没有了;而且火车的烟筒里会放出毒气,将杀绝飞鸟;火星四溅,将酿成火灾;倘若锅炉爆炸,后果更是不堪设想,乘客将遭断手折骨之痛!一些原来赞成火车试验的官员,听到这些谣言也开始极力反对,并且非常肯定地说用蒸汽机车做交通工具是根本不可能的。
面对技术上的困难和这些谣言带来的压力,史蒂芬孙并没有像另外一些也在发明火车的人那样灰心丧气,止步不前。他始终相信自己发明的火车会给人类带来巨大的帮助,因此鼓足勇气,总结经验,决心继续研究和改进火车。
1825年9月27日,天还没有大亮,居住在英国斯多林克顿的许多男女老少就纷纷起床了。他们有的步行,有的骑马,向同一个地方赶去。他们去干什么呢?原来,史蒂芬孙要在那里举行一次试车表演。正当机车缓缓启动时,一个青年骑马疾驰而来,他大声叫喊着要与史蒂芬孙的火车比试比试。于是,火车和马开始了一场惊心动魄的比赛。
一开始,只见火车缓慢行驶,而马则狂奔不已。一会儿后,火车的安全阀升起来了,鼓风机嘶鸣着,腾起团团烟雾,车速逐渐加快,很快火车与马并驾齐驱了。再过一会儿,火车毫无倦意,一往直前,马却渐渐累了。越往后,马就越显得力不从心,被火车甩得越来越远。
这条飞奔的钢铁长龙,可载重90吨,乘客400人,最高时速24公里。这就是世界上的第一列火车——“旅行号”。
从此,火车得到了人们普遍的称赞和重视,正式登上了历史舞台,使陆上交通运输的发展,进入了一个崭新的时期。史蒂芬孙那不畏艰辛,百折不回,勤奋学习,勇于创新的精神,受到了全世界人民的称赞,也永远值得我们学习。
5、鲁班造伞
很久很久以前,世界上没有伞。那时候,人们出门很不方便。夏天,太阳晒得皮肤火辣辣地痛;下雨天,把衣服淋得湿漉漉的。鲁班想:要是能做个东西,又能遮太阳又能挡雨,那该多好呀!一天,天气热极了,他一边做工,一边抹汗。忽然看见许多孩子“扑通扑通”跳到荷花塘里去玩水,一会儿,一个孩子摘了一张荷叶,倒过来顶在脑袋上。
鲁班觉得挺好玩,就问他们“你们头上顶着张荷叶干什么呀?”小孩子七嘴八舌地说了起来“鲁班师傅,您瞧,太阳像个大火轮,我们头上顶着荷叶,就不怕晒了。”鲁班抓过一张荷叶来,仔细瞧了又瞧,荷叶圆圆的,一面有一丝叶脉,朝头上一罩,又轻巧,以凉快。
鲁班心里一下亮堂起来。他赶紧跑回家去,找了一根竹子,劈成许多细细的条条,照着荷叶的样子,扎了个架子;又找了一块羊皮,把它剪得圆圆的,蒙在竹架子上。“好啦,好啦!”他高兴得叫起来,“这东西既能挡雨遮太阳,又轻轻巧巧。”
鲁班的妻子听见他大呼小叫的,赶紧从屋里跑出来问他:“出了什么事了?”鲁班把刚做成的东西递给妻子,说:“你试试这玩意儿,以后大家出门去带着它,就不怕雨淋太阳晒了。”
鲁班的妻子瞧了瞧,又想了想,说:“不错不错,不过,雨停了,太阳下山了,还拿着这么个东西走路,可不方便了。要是能把它收拢起来,那才好呢。”“对,对!”鲁班听了很高兴,就跟妻子一起动手,把这东西改成可以活动的,用着它,就把它撑开,用不着,就把它收拢。这东西是什么呀?就是咱们今天的伞。
⑼ 我国历史上最著名的发明家是谁都发明了一些什么
我国历史上最著名的发明家是北宋时的沈括。
沈括(约1033~1097)
中国北宋科学家。字存中。钱塘(今浙江杭州)人。至和元年(1054),沈括以父荫入仕,任海州沭阳县(今属江苏)主簿 。修筑渠堰 ,开发农田,颇有政绩。治平三年(1066),入京编校昭文馆书籍。熙宁年间,宋神宗赵顼用王安石为相,锐意改革,沈括也参与了当时的许多活动。八年夏,辽人意欲侵占宋朝河东路沿边土地,引起边界纠纷。沈括以翰林侍读学士的身分,奉使交涉。到辽廷后,据理力争,先后6次辩论,辽人不能屈,获成而还。他在出使途中绘记了辽国山川险阻及风俗人情,成《使虏图抄》,上于朝廷。元佑二年(1087),他完成了在熙宁九年即已奉命编绘的“天下郡县图”,定名为《守令图》。元佑三年,沈括移居到润州(今江苏镇江),将他以前购置的园地,加以经营,名为“梦溪园”,在此隐居8年后去世。其间,写成了他的科学名著《梦溪笔谈》,以及农学著作《梦溪忘怀录》(已佚)、医学著作《良方》等。沈括所著诗文,在南宋时编成《长兴集》41卷,今残存19卷。沈括资质聪颖,勤于思考,并能够向各行各业能者学习,在物理学、数学、天文学、地学、生物医学等方面都有重要的成就和贡献,在化学、工程技术等方面也有相当的成就。此外,沈括在文学、音乐、艺术、史学等方面都有一定的造诣。为了纪念这位世界闻名的中国古代科学家,1979 年7月1日,中国科学院紫金山天文台将该台在 1964年发现的一颗小行星(编号2027)命名为沈括。
沈括治水
沈括十分重视发展农业生产和兴修水利。早在他青年时期任沭阳县主簿的时候,就主持了治理沭水的工程,组织几万民工,修筑渠堰不仅解除了当地人民的水灾威胁,而且还开垦出良田七千顷,改变了沭阳的面貌,那时他只有24岁。在任宁国县令的时候,他积极倡导并且主持在今安徽芜湖地区修筑规模宏大的坚固的万春圩,开辟出能排能灌、旱涝保收的良田一千二百七十顷,同时还写了《圩田五说》、《万春圩图书》等关于圩田方面的著作。
熙宁五年(公元1072年),沈括主持了汴河的水利建设。为了治理汴河,沈括亲自测量了汴河下游从开封到泗州淮河岸共八百四十多里河段的地势。他采用“分层筑堰法”,测得开封和泗州之间地势高度相差十九丈四尺八寸六分。这种地形测量法,是把汴渠分成许多段,分层筑成台阶形的堤堰,引水灌注入内,然后逐级测量各段水面,累计各段方面的差,总和就是开封和泗州间“地势高下之实”。这在世界水利史上是一个创举。仅仅四五年时间里,就取得引水淤田一万七千多顷的显著成绩。在对地势高度计算时,其单位竟细到了寸分,可见,沈括的治学态度是极其严肃认真的。
杰出的天文学家
沈括还是一个杰出的天文学家。熙宁五年(公元1072年),也就在沈括负责汴河水建设时,沈括还负责领导司天监,在任职期间,他先后罢免了六名不学无术的旧历官,不计出身,破格推荐精通天文历算、出身平民的准南人卫朴进入司天监,主持修订新历的重要工作。沈括和卫朴治学态度认真,对旧历官凭借演算凑数的修历方法非常不满,主张从观测天象入手,以实测结果作为修订历法的根据。为此,沈括首先研究并改革了浑仪、浮漏和影表等旧式的天文观测仪器。
浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展的演变,到宋朝,浑仪的结构已经变得十分复杂,三重圆环,相互交错,使用起来很不方便。为此,沈括对浑仪作了比较多的改革。他一方面取消了作用不大的白道环,把仪器简化、分工,再借用数学工具把他们之间的关系联系起来(“省去月道环,其侯月之出入,专以历法步之”);另一方面又提出改变一些环的位置,使它们不挡住观测视线。沈括的这些改革措施为仪器的发展开辟了新的途径。后来元朝郭守敬于元世祖至元十三年(公元1276年)创制的新式测天仪器——简仪,就是在这个基础上产生的。
漏壶是古代测定时刻的仪器,由几个盛水的容器装置成阶梯的形式,每一容器下侧都有孔,依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器没有孔,里面装置有刻着时间标度的“箭”,随着滴漏水面升高,“箭”就慢慢浮起,从显露出来的刻度可以读出时刻。沈括对漏壶也进行了改革。他把曲筒铜漏管改做直颈玉嘴,并且把它的位置移到壶体下部。这样流水更加通畅,壶嘴也坚固耐用多了。
此外,沈括还制造了测日影的圭表,而且改进了测影方法。
沈括在《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等三篇论文中介绍了他的研究成果,详细说明改革仪器的原理,阐发了自己的天文学见解,在是我国天文学史上的具有重要的作用。
沈括和卫朴的一系列革新活动遭到守旧势力的攻击和陷害。在沈括和卫朴的坚决斗争下,卫朴主持修订的奉元历终于在熙宁八年(公元1075年)修成颁行。但是,由于守旧势力阻挠和破坏,比较先进的奉元历只实行了十八年就被废止了。但是沈括并不因此而灰心,在晚年又进一步提出了用“十二气历”代替原来历法的主张。我国原来的历法都是阴阳合历,而“十二气历”却是纯粹的阳历。它以十二气作为一年,一年分四季,每季分孟、仲、季三个月,并且按节气定月份,立春那天算一月一日,惊蛰算二月一日,依此类推。大月三十一天,小月三十天,大小月相间,即使有“两小相并”的情况,不过一年只有一次。有“两小相并”的,一年共有三百六十五天;没有的,一年共三百六十六天。这样,每年的天数都很整齐,用不着再设闰月,四季节气都是固定的日期。至于月亮的圆缺,和寒来署往的季节无关,只要在历书上注明“朔”、“望”就行了。沈括所设计的这个历法是比较科学的,它既符合天体运行的实际,也有利于农业活动的安排。他预见到他的这一主张必定会遭到顽固守旧派的“怪怒攻骂”,极力阻挠,而暂时不能实行,但是,他坚信“异时必有用予之说者”。果然,近八百年后,伟大的农民革命政权——太平天国所颁行的天历的基本原理和沈括的“十二气历”是完全一致的。现在世界各国采用的公历,也就是阳历,其实在分月上还不如沈括的“十二气历”合理。
物理学家+化学家+数学家
沈括对物理学研究的成果也是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》中所记载这方面的见解和成果,涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是他对磁学的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题。在光学方面,沈括通过亲自观察实验,对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”(一种在背面能看到正面图案花纹的铜镜)的透光原因也做了一些比较科学的解释,推动了后来对“透光镜”的研究。此外,沈括还剪纸人在琴上做过实验,研究声学上的共振现象。
在化学方面,沈括也取得了一定的成就。他在出任延州时候曾经考察研究漉延境内的石油矿藏和用途。他利用石油不容易完全燃烧而生成炭黑的特点,首先创造了用石油炭黑代替松木炭黑制造烟墨的工艺。他已经注意到石油资源丰富,“生于地中无穷”,还预料到“此物后必不行于世”,这一远见已为今天所验证。另外,“石油”这个名称也是沈括首先使用的,比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石脑油、石烛等名称都贴切得多。在《梦溪笔谈》中有关“太阴玄精”(石膏晶体”的记载里,沈括形状、潮解、解理和加热失水等性能的不同区分出几种晶体,指出它们虽然同名,却并不是一种东西。他还讲到了金属转化的实例,如用硫酸铜溶液把铁变成铜的物理现象。他记述的这些鉴定物质的手段,说明当时人们对物质的研究已经突破单纯表面现象的观察,而开始向物质的内部结构探索进军了。
沈括在数学方面也有精湛的研究。他从实际计算需要出发,创立了“隙积术”和“会圆术”。沈括通过对酒店里堆起来的酒坛和垒起来的棋子等有空隙的堆体积的研究,提出了求它们的总数的正确方法,这就是“隙积术”,也就是二阶等差级数的求和方法。沈括的研究,发展了自《九章算术》以来的等差级数问题,在我国古代数学史上开辟了高阶等差级数研究的方向。此外,沈括还从计算田亩出发,考察了圆弓形中弧、弦和矢之间的关系,提出了我国数学史上第一个由弦和矢的长度求弧长的比较简单实用的近似公式,这就是“会圆术”。这一方法的创立,不仅促进了平面几何学的发展,而且在天文计算中也起了重要的作用,并为我国球面三角学的发展作出了重要贡献。
地理学家+医学家
沈括在地学方面也有许多卓越的论断,反映了我国当时地学已经达到了先进水平。他正确论述了华北平原的形成原因:根据河北太行山山崖间有螺蚌壳和卵形砾石的带状分布,推断出这一带是远古时代的海滨,而华北平原是由黄河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所携带的泥沙沉积而形成的。当他察访浙东的时候,观察了雁荡山诸峰的地貌特点,分析了它们的成因,明确地指出这是由于水流侵蚀作用的结果。他还联系西北黄土地区的地貌特点,做了类似的解释。他还观察研究了从地下发掘出来的类似竹笋以及桃核、芦根、松树、鱼蟹等各种各样化石,明确指出它们是古代动物和植物的遗迹,并且根据化石推论了古代的自然环境。这些都表现了沈括可贵的唯物主义思想。在欧洲,直到文艺复兴时期,意大利人达.芬奇对化石的性质开始有所论述,比沈括晚了四百多年。沈括视察河北边防的时候,曾经把所考察的山川、道路和地形,在木板上制成立体地理模型。这个做法很快便被推广到边疆各州。熙宁九年(公元1076年),沈括奉旨编绘《天下州县图》。他查阅了大量档案文件和图书,经过近二十年坚持不懈的努力,终于完成了我国制图史上巨作《守令图》。这是一套大型地图集,共计二十幅,其中有大图一幅,高一丈二尺,宽一丈;小图一幅;各路图十八幅(按当时行政区划,全国分做十八路)。图幅之大,内容之详,都是以前少见的。在制图方法上,沈括提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等九法,这和西晋.裴秀著名的制图六体是大体一致的。他还把四面八方细分成二十四个方位,使图的精度有了进一步提高,为我国古代地图学做出了重要贡献。
沈括对医药学和生物学也很精通。他在青年时期就对医学有浓厚兴趣,并且致力于医药研究,搜集了很多验方,治愈过不少危重病人。同时他的药用植物学知识也十分广博,并且能够实际出发,辨别真伪,纠正古书上的错误。他曾经提出“五难”新理论;沈括的医学著作有《良方》等三种。现存的《苏沈良方》是后人把苏轼的医药杂说附入《良方》之内合编而成的。
唯物主义者
沈括具有朴素的唯物主义思想和发展变化的观点。他认为“天地之变,寒暑风雨,水旱螟蝗,率皆有法”,并指出,“阳顺阴逆之理,皆有所从来,得之自然,非意之所配也。”就是说,自然界事物的变化都是有规律的,而且这些规律是客观存在的,是不依人们的意志为转移的,而且这些规律是客观存在的,是不依人们的意志为转移的。他还认为事物的变化规律有正常变化和异常变化,不能拘泥于固定不变的规则。正是这些比较正确的思想观点,促使他取得了那个时代在科学技术方面达到的高度成就。沈括曾提出已知的知识是有限的,人的认识是无限的观点,对科学的发展产生了很大的影响。
唯物主义的思想倾向,还表现在沈括十分重视劳动群众的实践经验和发明创造上,他不断地从劳动人民那时汲取智慧和力量。他曾说:“至于技巧器械,大小尺寸,黑黄苍赤,岂能尽出于圣人!百工、群有司、市井田野之人,莫不预焉”。为了探求医药知识,他“所至之处,莫不询究,或医师,或是巷,或小人,以至士大夫之家,山林隐者,无不求访”。在《梦溪笔谈》中,他以敬佩的态度记载了宋朝劳动人民在科学技术上的许多卓越贡献。例如布衣毕(上日+下升)发明活字印刷术,民间匠师喻皓的建筑成就和编著的《木经》,河工高超创造的合龙堵口的先进方法,平民天文数学家卫朴修历的事迹,以及河北工作炼钢、福建农民种茶等许多无名英雄在生产斗争中取得的宝贵经验,等等。正是由于沈括的详细记述,才使得不少作出贡献的劳动人民的业绩得以保存流传下来。
唯物主义的思想倾向,决定了沈括对于自然现象和科技成就的记述具有一定的科学性。他观察和描述事物非常细致、具体、准确,没有封建时代一般文人虚词浮夸的坏习惯。因此,通过他的记述,我们能够明确地判断他那个时期生产技术和自然科学所达到的水平。例如,沈拓有关雷电、海市蜃楼、龙卷风、地震以及陨铁等自然现象的记载,非常细致贴切而生动形象,使人们仿佛亲临现场。
沈括能够用发展变化的观点研究客观事物,得出正确的结论。他在论述有关数学、气象、医药等许多问题的时候,多次强调要因地因时制宜。例如古代规定二月和八月是采药的季节, 是沈括指出,草药生长由于受自然条件和栽培情况的影响,同时采药又有取根、取叶、取芽、取花、取实等不同的要求,因此,要根据不同情况选下采药时间,不可死板地“拘以定月”。沈括的这一见解是十分合理的。
沈括对一些自然现象并不停留在表面的观察上,他还努力探求它的科学道理,提出对事物发展变化规律性的解释。象对雁荡山诸峰和华北平原的形成原因、二十八宿的位置、化石的形成等许多问题的说明,是符合近代科学原理的。为了弄清阳燧(凹面镜)成像的道理,他观察空中飞鸟的影子情况,并亲自移动自己的手,来比较成像的区别,终于作出了比较正确的解释.这些都是他在科学事业上能够获得成功的重要原因。
文武双全
沈括文武双全,不仅在科学上取得了辉煌的成绩,而且为保卫北宋的疆土也做出过重要贡献。北宋时期,阶级矛盾和民族矛盾都十分尖锐。辽和西夏贵族统治者经常侵扰中原地区,掳掠人口牲畜,给社会经济带来很大破坏。沈括坚定地站在主战派一边,在熙宁七年(公元1074年)担任河北西路察访使和军器监长官期间,他攻读兵书,精心研究城防、阵法、兵车、兵器、战略战术等军事问题,编成《修城法式条约》和《边州阵法》等军事著作,把一些先进的科学技术成功地应用在军事科学上。同时,沈括对弓弩甲胄和刀枪等武器的制造也都作过深入研究,为提高兵器和装备的质量做出了一定贡献