沈括的主要成就有哪些(沈括的地图学成就概括)

说到沈括，不知道大家是否了解他。不认识他的人一定认识他。中国历史上最伟大的发明家之一，他有多厉害？下面小编就给大家介绍一下。我们来看看沈括有什么贡献，沈括有什么成就。对这些问题感兴趣的人一定不要错过！

1.数学

间隙产品操作

缺口积指的是如何计算

叠加积。沈括在体积公式的基础上，用类比和归纳的方法求解不连续个体的累计数，并将其转化为连续的整数值来求解。他有用连续模型解决离散问题的想法。在中国数学史上，自南北朝以来一直停滞不前的等差数列求和问题得到发展，并推进到高阶等差数列求和的新阶段，开创了中国的叠积技术研究。

南宋数学家杨辉和元代数学家朱世杰在沈括的基础上作了进一步的研究，取得了显著的成就。

舍入技术

会圆手法其实就是指从弦找弧的方法。其主要思想是局部用直线代替曲线，并给出圆的矢状关系的实用近似公式。在中国数学史上，沈括第一个用弦和向量找到了孤长的近似值。这种方法的建立不仅促进了平面几何的发展，而且在天文计算中发挥了重要作用，为我国球学的发展做出了重要贡献。

它问世后被广泛使用，郭守敬和王耀都用过。

2.物理学

磁学

沈括记录了人工磁化的方法，并用人工磁化针做了一个实验，深入研究指南针。沈括比较了罗盘的四种安装方法:水浮法、碗边法、钉法、吊线法，指出吊线法为最佳，并做了相应的分析。

磁偏角是指地球表面任意一点的地磁子午线与地理子午线之间的夹角，即磁针静止时北方与真北之间的夹角。沈括在世界上首先用实验证明了磁针"可以指引，但经常会稍稍偏东"即地磁的南北极与地理的南北极不完全重合，存在磁偏角。这比哥伦布横渡大西洋时发现磁偏角现象早了400多年。

光学

沈括通过观察实验对针孔成像和凹面镜成像的原理做了准确生动的描述。他用了"阻挠"(焦点)的概念指出了光线线性传播和凹面镜成像的规律，光线通过"阻挠"成像称为点阵技术，即现代光学中的等角空之间的变换关系。

沈括还研究了平面、凹凸面等镜面成像的差异，注意到不同曲面曲率与成像的关系，并以此作为"古人投镜"本文研究分析了反射镜的凹凸与成像尺寸的关系，提出小平面镜如果是凸的，可以"包容面"。

沈括还对透明铜镜的原理做出了正确的推论，促进了后世对"透明镜子"研究。另外，沈括记载"第一次。红灯尸检"的内容是中国最早关于过滤器应用的记载，至今仍有现实意义。

声学

通过观察声学现象，沈括注意到音高是由振动频率决定的，并记录下了声音的共振现象。他还用纸图放大琴弦上的共鸣，形象地说明了琴弦上的共鸣现象，这比诺布尔和皮格特用纸在琴弦上游走的实验早了500年。

沈括还提出"接受声音的虚拟能力"空点效应，这就解释了为什么士兵用皮制箭袋当枕头就能听到几里外传来的人的声音。此外，沈括还记录并深入分析了造钟的声学问题。

3.化学

用胆汁水炼铜

据沈括《孟茜笔谈》记载，忻州铅山县有一股苦泉(硫酸铜溶液)流入溪中。把泉水舀起来煎，就得到矾(硫酸铜)。当你煮沸硫酸时，你会生成铜。当你把硫酸煮沸时，时间长了它会变成铜。沈括的记载，也就是湿法炼铜，利用化学置换反应提炼金属。

古代有胆矾转化为铁和铜的记载，西汉淮南王刘安的《淮南万弼书》和东晋葛洪的《抱朴子》也有类似记载。据郭正仪考证，沈括的记载见于中唐《方丹镜源》一书。但直到宋哲帝第五年(1098年)，张骞才主动将《浸铜提纲》献给朝廷。在北宋政府的大力倡导下，胆铜的生产迅速普及。

石油油墨

世界上最早的关于石油的文字记录可以在东汉历史学家班固的《韩曙》中找到。历史上，石油曾被称为石漆、油膏、肥料、石脂、肥水、可燃水等。直到北宋，沈括才首次提出"石油"这门科学的命名。

根据沈括的记载，油产于兖州、兖州，当地人常以瓮集之，以供照明。这种油看起来像纯油漆，烧起来像燃烧的麻杆，冒着浓浓的烟，能把所有的帐篷都熏黑。沈括将其命名为石油，用石油碳黑制作墨水，光泽和亮度都很理想，所以大量制造，命名为"延川石液"苏轼用后评价"松烟之上"。

4.天文学

改进仪器

浑仪是测量天体方位的仪器。经过历代的发展演变，到了北宋时期，结构非常复杂，使用不便。沈括做了很大的改进:取消了不能正确显示月球轨道的浑天仪上的月球轨道环，加大了窥视管的孔径，更容易观测极地星，既方便了使用，又提高了观测精度。元十三年(1276)，郭守敬在此基础上发明了新的天文仪器——简仪。

破釜酒吧是古代一种测量时间的仪器。沈括还对破釜进行了改造，将铜破釜改为直颈玉口，并将位置移至破釜下部。这样流水更流畅，壶嘴也结实很多，更耐用。

沈括还制作了日影仪。他认识到了天气差异对测量精度的影响，主张用三个等待阴影规观测阴影差，以克服天气差异对精度的影响。据此制作的新轨距提高了北宋日影轨距的技术水平。

天文观测

沈括对天象进行了细致的观察，有了一些新的发现和观察。比如沈括通过观测太阳辐射和泄漏，发现了真正的太阳日有长有短。根据现代科学计算，一年中真太阳日的最大值和最小值相差只有51秒。

沈括还详细观察了五星轨迹和陨石坠落时的场景；为了测量北极星与北天极的真实距离，设计了偷窥管，每晚使用三次，持续三个月，获得了200多张图片，以及当时的北极星"距离天极三度以上"粗略的测试结论。

改革日历

熙宁五年(1072年)，沈括升任天部监，发现大衍历自宋代以来已落后实际天象50多分钟，于是提拔魏普改革旧历。熙宁八年(1075年)，《丰源历》完成并颁布。新历法改变了闰月和新月的设置:西宁十年冬至的关键时间是正午，新历法改为子夜；闰十二月改为闰正月，以弥补元旦。

晚年，沈括大胆创新，进一步提出“十二气历”取代阴阳合历。根据中国古代历法，每年农历和阳历相差11天以上。虽然通过设置闰的方法进行调整，但还是有很多缺陷。沈括发明的新历法不需要闰月；月亮不是由月亮的光线决定的，而是由节气决定的；将一年分为12个月，并将每年的第一天定为立春，这不仅符合天体运行的实际，也有利于农业活动的安排。900年后，英国气象局用来统计农业气候的肖氏历法原理与十二气候原理相同。

5.地理

地形学

沈括根据太行山岩石中的生物化石和沉积物分析，华北平原以前是海滨，现在在大海以东一千多里，华北平原由黄河、滹沱河、浊水溪、桑干河等冲积沉积而成。这是对华北平原(冲积平原)起源最早的科学解释。

根据险峻的雁荡山山峰在同一平面的现象，沈括得出结论:雁荡山是由流水冲刷形成的:流水冲走松散破碎的岩石和土壤，留下坚硬、固结、陡峭的山峰。这种"流水侵蚀"直到18世纪末，英国的赫顿才在《地球论》一书中提出了类似的观点，比沈括晚了约700年。

沈括还详细记录了各地发现的化石，并根据化石推断了古代气候的变化，解释了彩虹的大气折射现象，科学地描述了龙卷风的成因、形式和破坏力，论证了太阳和月亮的形状以及潮汐和月亮与月亮盈亏的关系。沈括对自然地理的研究在很多方面都走在了当时世界的前列。

制图学

元佑二年(1087年)，经过12年的不懈努力，沈括完成了《世界郡县图》的有序编绘，其规模之大、细致程度之深，前所未有。全套地图共20幅，包括全国总图和区域图，比例为90万分之一。在画法方面，沈括提出了分等、拟望、互融、并检、竞赛、方斜、直等九法，并将其分为"二十四到"，从而大大提高了地图的科学性。可惜南宋战乱频仍，这幅画实际上毁于战火，成为千古遗憾。

沈括还率先使用了"鸟图"来画地图，而不是传统的步法画。"鸟图"那就是"以飞翔的鸟的数量为例。，利用鸟类的直接距离，类似于aerial空shooting，大大提高了地图的精度。

沈括视察河北边防时，还把所到之处的山川、道路、地形做成立体地理模型，放在木板上，赠送给宗申。这是中国地图史上第一张明确记载的木质地形图，比18世纪出现的地理模型图早了700年。

6.水利

何志元年(1054年)，沈括被任命为海州沭阳县主簿，主持治水工程，修建渠堰，不仅解除了当地百姓的洪水威胁，还开垦了7000公顷良田，改变了沭阳的面貌。

嘉祐六年(1061)，沈括任安徽宁国县令时，沈括还参与了芜湖万春圩工程的建设，撰写了《圩田五论》、《万春圩书》等圩田著作。

熙宁五年(1072年)，沈括主持汴河疏浚工程。为了治理汴河，他亲自测量了从开封到泗州淮河岸边840里河段的地形。使用"分层堰施工测量方法"据测量，河南开封上山门到泗州淮口的距离在420公里以内，水平高差为63.3米..最早在古代文献中记录水平高程测量方法、过程和结果的科学家。

7.医学

钱塘的沈氏有收方的传统。受家族传统的影响，沈括还注意收集方剂，编成《良方》和《灵源方》两部医药著作。本着对病人负责的精神，沈括会接受处方"见证它的经历"并将实物与文献进行对比，考证药物的名称和功效，纠正错误。

沈括对医学的贡献还表现在以下几个方面:药方详细描述了秋石阴阳炼法的程序要领，有论者认为这应该是世界上最早的"提取性激素"的制备方法；关于"姚氏经"被认为是最早的磁化矿化水的制备方法。《孟茜碧潭》还记载了一些矿物质的药用价值，如野草和竹黄。

8.经济

沈括在第三师一年共工作八个月，主要成果有:①改革盐钞法。在西宁统治时期，宋廷采取了专卖盐的政策，将盐卖给政府。为了增加盐税收入，政府不断提高盐的价格，当地人抱怨不断。熙宁九年十一月，沈括奉命改革盐法，提出四点整改建议:限制印钞数量，统一塘盐东西路价格，将赚钱权归还三公司，统一各地盐价。②改革铸铜方法。宗申统治时期，铸币达到顶峰，铸币数量也大幅增加，但无法解决北宋日益严重的钱荒问题。对此，沈括提出:稳定盐钞价格，达到用钞代币的目的；遗憾的是，宗申没有接受增加货币种类并将金银纳入货币流通的主张。沈括还提出"钱有利于流量"的货币理论。他认为，钱不藏起来就是死钱，必须投入流通才能让钱增值。因此，沈括主张通过货币在流通过程中的升值来加速货币流通，稳定币值，这一点比西方早很多年被发现。沈括还注意到贸易中的顺差和逆差问题，主张根据边境地区的实际情况，通过调整贸易额来稳定货币。

9.军事

熙宁七年(1074年)，沈括任河北西路巡抚兼军事装备总督察时，研读军事书籍，认真研究城防、阵法、运兵车、武器、战略战术等军事问题，编纂了《修城法条约》、《边州阵法》等军事著作，成功地将一些先进的科学技术运用到军事科学中，为提高武器装备的质量做出了一定的贡献。

《孟茜笔谈》中与军事有关的条目近20条，记述了沈括经历的一些战争，古代名将的事例，以及一些古代战争攻防的手段和策略，如"连城"对特点的介绍和对战斗棚作用的分析，为后人提供了宝贵的军事研究资料。

10.艺术

音乐

沈括是音乐法专家。据《宋史·艺文志》记载，沈括还写过《乐论》、《乐器图》、《三谱》、《乐法》等著作，可惜都已佚失。《孟茜碧潭》中有关音乐的记载有40余种，研究和阐述了古代音乐的音阶理论。本文叙述了沈括对唐宋燕乐的研究经历，如燕乐源流、燕乐二十八调、唐宋大曲结构与演奏形式、唐宋乐谱等。也考证了一些乐器的形制、材质、分布和演变。

绘画和书法

沈括也是书画收藏和鉴赏的行家。著有《画中之歌》，以歌诗的形式评论了晋宋五十余位著名画家的作品和风格。他的语言简洁，视角独特，得到了米菲等著名画家的高度评价。

11.其他人

第一，记录活字印刷的发明。沈括详细描述了清代布依族毕升发明活字印刷术的全过程，以及这种印刷术的下落，被称为"沈存忠法国"。金属活字印刷术比德国人古腾堡早400多年发明。

二是记录了能工巧匠俞灏高超的建筑技艺，尤其是他所著《木经》一书的部分内容，为中国建筑科技史留下了极其珍贵的史料。

第三，描述了治理黄河洪水时挤压龙门的三段法。