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| 編輯推薦： |
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北宋科学家、改革家沈括的一生几经波折，不屈不挠，不断追求创新与发展，在许多方面取得了卓越的成就，成为我们现今的学习典范。这本书通过对他生平故事的钩沉，我们塑造了一个更为详实生动的沈括形象。
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| 內容簡介： |
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沈括是中国古代最著名的科学家。《宋史》称赞他“博学善文，于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通，皆有所论著”。著名的研究科技史专家李约瑟，认为沈括是“中国整部科学史上最卓越的人物”，评价他所著的《梦溪笔谈》是“中国科学史上的坐标”。沈括研究的领域包括数学、物理、化学、天文、地理、生物、农学、医药、文学、史学、音乐、美术等等众多学科，几乎囊括了当时他所能涉猎的各个学科门类，他是横跨自然科学和人文学科两大领域的通才。《梦溪笔谈》更是被一部被誉为中国古代百科全书式的优秀著作。本书通过对沈括一生经历的客观还原，描述沈括的生平和思想，让我们更加深刻地去了解这位伟大的科学家相对鲜为人知的宋朝往事。
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| 關於作者： |
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王淳航，1983年生，历史学博士。中国宋史研究会会员，中国唐史学会会员，南京历史学会会员。现任凤凰出版社（原江苏古籍出版社）副编审。入职以来，先后参与编辑图书几十种，参与多项国家出版基金资助项目，主持多项年度古籍整理出版拟资助项目。参与撰写《南京通史?隋唐五代宋元卷》（第二作者）。
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| 目錄：
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目 录
总 序 / 001
引 子 / 001
第一章
早年经历 / 011
一、世代官宦家 / 011
二、青少年时代 / 019
第二章
初入仕途 / 026
一、临沭县主簿 / 026
二、万春圩亲历 / 028
三、科举中进士 / 033
第三章
参与变法/038
一、主持汴河疏浚 / 041
二、改革郊祀礼仪 / 043
三、迁提举司天监 / 045
四、察访两浙地区 / 051
第四章
加强边防 / 054
一、加强北部边防 / 055
二、推行保甲之法 / 059
三、主持军器监事 / 062
第五章
出使辽国 / 066
一、宋辽边界冲突 / 066
二、赴辽不辱使命 / 069
三、撰《使契丹图抄》 / 072
第六章
总领三司/ 076
一、结怨王安石 / 076
二、改革盐钞法 / 082
三、详解钱荒象 / 090
四、免役法之争 / 095
第七章
经略西北 / 099
一、对阵西北境 / 099
二、调知鄜延路 / 105
三、后方显才能 / 114
四、惨败永乐城 / 117
第八章
贬谪随秀 / 123
一、随州“悔上楼” / 123
二、秀州秋意浓 / 125
三、绘制《天下州县图》 / 127
第九章
终老润州/ 133
一、梦溪丈人归隐 / 133
二、撰成《梦溪笔谈》 / 136
第十章
乐画高手/ 145
一、音乐精研究 / 145
二、绘画现天赋 / 156
第十一章
史学卓识/166
一、史观显进步 / 166
二、专史留其真 / 168
第十二章
地理名家/173
一、地理有卓识 / 173
二、气象显奇能 / 181
第十三章
科学奇才/187
一、数学开先河 / 187
二、物理闪光芒 / 190
三、化学记现象 / 195
四、生物有发现 / 197
第十四章
《良方》传世/ 202
一、汇医方总结 / 202
二、医疗有研究 / 206
简短的结语 / 212
后 记 / 218
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| 內容試閱：
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总序：宋朝往事，如在眼前
耿元骊
后周显德七年，岁在庚申，公元纪年则曰960年。这一年的“春节”，就在公历1月31日。经过了数十年各方势力混战，天下还在大乱，百姓生活仍在苦难之中（当然，传统王朝盛世，百姓也在苦难之中，乱世倍增而已）。不过，古今一例，百姓们，大过年的，假装也要假装一下，麻醉也要麻醉一下，大户小家都欢天喜地，撤旧符，换新桃，祭祖悬影，张灯结彩，宴饮欢唱。无论内忧外患如何，生活总要继续下去。可是，就在中原大地一片祥和气氛之中，突然——可以说非常非常突然，大年初一，北境传报紧急军情！北汉勾搭辽军，攻打过来！开封城内，惊慌失措的百姓，惊慌失措的大臣，还有惊慌失措的小皇帝，焦急一叠声：怎么办？怎么办？
“大周”，说起来总是中原正朔，且蓬勃之际，岂能坐以待毙！必须抵抗，必须派最富军事指挥才能的大将率军抵抗！不过，谁是具有这样能力的大将呢？当然，朝廷知道，百姓知道，只有赵匡胤一人而已。赵匡胤成竹在胸，也不推辞，安排妥当，于初三日带兵北征。走了一天，来到陈桥驿，夜色降临，驻扎下来。接下来的故事，三尺孩童以上，便无人不知、无人不晓了。“黄袍加身”的“陈桥兵变”成为古今耳熟能详的“往事”。显德七年，飞速变成了建隆元年，开启了一个全新朝代：宋朝。由此，也就进入了我们想重新回忆的“宋朝往事”。
在中国历史上，“宋”之魅力，独树一帜，让人不停地想起它。提起宋朝往事，很多人都感觉历历如在目。那么，以后见者之明，再观察宋代，到底该如何认识宋呢？陈寅恪先生讲“华夏民族之文化，历数千载之演进，造极于赵宋之世”，就已经为它定性定向，成为我们认知宋朝一个基底性叙述了。不过晚清民国以来，学者与世人在外敌入侵背景下，看待宋朝总是觉得它“积贫积弱”，几乎只有陈先生独具慧眼，但是随着世界变化，研究逐步深入，观念多轮更新，世人越发理解陈先生先见之明，发现宋朝既不贫也不弱，乃至更多强调“宋朝”有趣又有生机那一面了。在当代中国人看来，这是一个有意思、有故事的风雅时代。
宋朝文化，偏于“雅致”一路气象，已经有无数学者指出过了。虽然“西园雅集”其事本身未必完全符合史实，但是“雅集”精神却是宋代真实“文化心理”。他们吟诗词而唱和，他们抚琴听音，他们绘山水而问禅风，“宋型”文人风貌就显现于其中。从“西园雅集”千年反复阐释与模仿当中，足见其影响之深远。而“雅集”所体现出来“极简”美学，是宋代高雅文化全部核心所在。扬之水先生说：“抚琴、调香、赏花、观画、弈棋、烹茶、听风、饮酒、观瀑、采菊、诗歌和绘画，携手传播着宋人躬身实践和付诸想象的种种生活情趣”。当然，这种风雅文化，也深深影响到市井文化，推动了市井文化与风雅文化同步大放异彩。甚至或者可以说，在宋人那里，市井文化就是风雅文化的变身。
宋朝经济，以工商流转增值为主经济运行模式，初步迈向了现代经济门槛。又因为总掌控区域大幅度缩小，外部军事压力过大，财政供给压力倍增，不得不开拓在传统农业经济之外财政来源，竟有意外收获，也就是发现了一条新经济之路：由工商业繁荣，进而推动生产力提高。手工业和商业贸易，对比前朝，都有了大幅度进步。作为衡量经济发展一个重要指标，宋常年铜钱铸造数量，比唐代鼎盛高峰还多出数倍，更不用提出现“交子”这样具有现代化性质纯信用货币。当然，受限于诸多因素，并未能或者说完全没可能实现从传统经济向现代经济的惊险一跃。
宋朝政治，在传统时代政治大势中，堪称特例。皇帝与“士大夫”共治天下，不因政治斗争因素随意诛杀大臣，都是宋朝独有特殊之处，因而建立了一种相对开明政治局面。虽然我们完全了解，宋代政治也有诸多问题，党同伐异，文字狱，争执与整肃似乎也都没少过，但是在整体上观察帝制时代政治进程，完全可以确认，宋朝相对偏于宽松。从整个王朝政治史上观察，两宋还都可以说是独特存在。而科举取士，更是奠定了读书人在政治上进取之心，社会流动开了一个虽不宽松但也绵绵不绝上下交通渠道。有志者，可以通过考试进入到统治阶层，自认对天下有责任，亦有担当，“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”。
无论从哪个角度看，宋朝都是奠定中华文化最终形成重要一环，无宋则不足以言中华文化。不过，普通读者对宋朝印象，在经历了长期看低之后，则有近似180度大转弯。最近数年，欣赏宋朝，研读宋朝，描绘宋朝生活则成为影视、阅读、游戏等各类市场上新宠。各类时新或传统媒体，时不时地就出整本宋代专题，制作了各种各样音频课、视频课，坊间也在学术著作大批出版同时，出现了无数种关于宋朝的通俗著述。在关于宋朝叙述大繁荣之时，在这无数种关于宋代讲述中，为什么我们还要再增加新一种呢？这大概就是因为，宋之魅力势不可挡。虽然名家大作，珠玉在前，但是我们还是想试图提供更多维度给读者进行参考和对读。
如何提供这更多维度？孟浩然诗句，“人事有代谢，往来成古今”最能代表我们心情和缘起之思。就是想通过人和事两方面，与读者诸君讨论宋朝独特之处。宋之风雅、政事、富庶，都体现在人和事之中了。没有那些特立独行之人，风雅不可见；没有那些风雅之士行动，政事不可知；没有那些百姓努力创造，富庶无可求。想要全方位观察宋、了解宋，欣赏大宋之美，就请来和我们一起来回首宋朝往事。
面对浩瀚宇宙，面对苍茫大地，面对漫漫人生，我们内心常常涌起一种深远庄严之感，不由得想去探究和思考。这就是人之所以为人的根本，只有人类才渴盼了解自身，试图了解自己过往。而有着世界上最长久、最多历史记载中华民族，也算得上是更愿意了解自身历史的族群之一。与历史人物、事件建立起属于我们自身的沟通管路，唯一渠道和办法，就是读史。读其书，想其人，念古人或雄壮或卑微一生，感慨万千，油然而生一种复杂情绪自会弥漫在胸间。这大概也是想了解历史，阅读历史普通读者常有心境。不过世易时移，学有专攻，不可能让有阅读渴望各行各业读者，都能重新从工具层面开始入手研读，所以回首“宋朝往事”，十人十事，纵横交织，就是我们所提供出优质精神快餐。
宋代人物纷繁，我们选择了赵匡胤、赵普、寇准、范仲淹、包拯、狄青、沈括、岳飞、陆游、文天祥十位代表性人物。相信以读者诸君敏锐度，已经明了我们选择用意。赵匡胤，开国之君，没有他布局和冒险一搏，不会有大宋建立；没有他所奠定基础，宋朝也许就是那个“第六代”了。赵普是宋朝开国元勋，也是宋初文臣之中较为有名那一个。一生之中三次入朝为相，影响很大。世人知道他，多以那句“半部《论语》治天下”典故。他长于吏道，善于出谋划策，“智深如谷”，开国大政，多依赖于赵普策划。寇准，评书演义当中最佳人物，一句“寇老西”牵动了多少我辈凡夫俗子心！可以说，他就是那个有棱角有缺点最佳演员。范仲淹，相信没有人不知道千古名言名句，几乎每个当代中国人都会反复学习那千古名篇，没有他，宋朝就缺失了一点什么。包拯在明清以后，已经成为中国古代清官杰出代表，是为政清廉、公正执法、断案如神的象征，民间呼为“包青天”。以他为主角衍生出历史演义、戏剧小说、电影电视剧为数众多而历代相传。戏说虽然于史无征，却激起我们窥探历史上包拯究竟是何种模样的极大兴趣。狄青从一名基层农家子弟应征入伍，出身低微，一无权二无势，通过自己精湛武功、高妙指挥能力和优良人品，以及在国家危难之际奋不顾身突出表现，成长为接近权力巅峰的枢密使，是底层小人物逆袭典型，后代小说家甚至以他为主角写成了诸多小说演义作品。传说狄青是武曲星下凡，与文曲星下凡“包青天”一起享誉天下。沈括，我们了解大书《梦溪笔谈》，更了解他记述下来的活字印刷术。他是那个时代文人典范，虽然后人未必赞同他为官为人之道，但是都欣赏他作为文人士大夫而能关注于下里巴人技术进步的开放心态。岳飞，就更是无数传奇小说当中最优榜样了。千百年来，不知道影响了多少英雄豪杰！陆游是伟大诗人和伟大爱国者，大多中国学生都学习和背诵过那首千古名诗《示儿》。一辈子渴望北伐中原，收复失地，但是时代没有给他机会。从宋金和战历史大背景观察，我们才能发现一个真实的陆游。文天祥，更是我们常常耳闻伟大人物，为了匡扶南宋这座将倾大厦，妻离子散，家破人亡，但依然志向不改、视死如归。伟大人格力量，在中华历史上铸就了一块无与伦比正气丰碑，内化成为中华优秀传统文化不可分割一部分。纵观文天祥一生，无负于“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”铮铮誓言。
因人而成事，宋代历史上，几乎每天都有大事发生。这些大事如何走向，以后见之明来看，在历史上就更有关键节点作用了。我们同样选择了十件大事，作为代表，算是尝一脔而知一鼎之味。东封西祀、女主临朝、宋夏之战、熙丰新法、更化到绍述、靖康之难、三朝内禅、开禧北伐、襄阳保卫战、崖山暮光是我们选定若干“大事”。读者诸君，当然更明了这十件事情在宋代历史上关键性作用。宋真宗不甘平淡，又缺雄才大略，导演了一场天书降临闹剧，东封西祀，营造太平盛世，将宋朝引到了一条歧路上，带坏了政治风气，无谓消耗财富积累，导致社会出现重大方向调整。宋真宗章献明肃刘皇后，最著名传说就是“狸猫换太子”，而这只是个谎言。事实上，刘皇后作为宋代第一位垂帘听政太后，她身上故事远比“狸猫换太子”更加精彩。自宋建国起，宋朝与党项李氏一直保持着友好关系，西部边界也一直处于相对稳定局面，直到李继迁公开与宋朝决裂。党项李氏逐渐壮大，并建立西夏，发展到足以抗衡辽、宋，三足鼎立，宋朝西部边患几无宁日，漫长曲折战争故事也陆续上演。宋神宗继位之后，梦想成为一个大有为君主，强烈想要改变现状。与王安石一遇即合，君臣相得，开启了一条“改革之路”。不过这改革既艰难，又复杂，在宋人眼里更如乱来。千载之下，评说仍未有完结之期。宋哲宗继位之后，新法逐渐由改善民生、行政、财政、兵政等大目标，转而成为清除异己与聚敛的工具，丧失了正当性，而这一切还在继述神宗之志旗帜下进行。借着更化到绍述之名，大宋这一艘漏水航船驶入了更加风雨飘摇的末路。靖康之难，更是一代伤心之史。在繁华富足当中，突然崩溃，亦是千年少见之事。再建南宋，久居钱江之畔，临安临安，已再无临意。不过相对长期稳定政治局面之下，皇位继承这个中国传统政治大难题，在南宋前半期又成为难上加难超级难题。南宋前四帝，总共见过了四次内禅（高宗为皇子时，见徽钦之禅）。王朝体系下，就没有真正家事与国事分别，这一国事家事大难题，搅得政局翻覆，影响极大。再到开禧北伐，只好说它是虚假反攻。韩侂胄大冒险，最终把屠刀留给了自己。而由此导致政局动荡，让后人感觉凭添了几分萧瑟。更不幸，蒙古崛起，应对失当，为最终没落埋下了失败种子。宋元之间，襄樊大战则是南宋灭亡关键。让我们一同进入宋末历史世界，看看舞台主角人物如何抉择，观其言，察其行。在13世纪末欧亚大舞台上，从全球视角，看看襄樊之战前因、后果、始末、影响与结局。襄樊大战失败之后，元军继续南下，宋人多路义军风闻而动，试图收复故土，好不热闹。但元军一路直下，鏖战五十年，四川最终陷落。宋廷退守厓山，张世杰摆一字长蛇阵，决战一日，十万军民漂尸海上，南宋彻底灭亡。大宋忠臣遗民，以生命为国尽忠，为国招魂。只留待我们后人唏嘘南宋往事，或叹或悲或感慨。以此十事，可见宋朝历史脉络的大关节之处。
以上十人十事，共同构成了“宋朝往事”。知人论世，读人读事，把“人”和“事”立体组合起来，这是我们设想一种新尝试。希望读者诸君与我们携手，一起走进宋朝，欣赏大宋往事，感慨世事变迁，回到大宋场景中，感受历史长河孤独前行，回味大宋波澜壮阔。
本人供职于坐落千年古都的河南大学，日常所居之处，每日教学相长之所，就在开封东北角，宋代遗存“铁塔”之下。这个位置，大概也是王诜“西园”附近。无论雅集是不是真存在，作为宋文化象征，早已经名垂千古。在西园与宝绘堂旁，走在千年铁塔之下，不由得就会生发出思宋之情，悬想宋人生活之景之情，与二三同志研读宋史，更体悟得“雅集”之趣。也就是在这个宋文明萌生的一处所在，在辽宁人民出版社蔡伟编辑盛情邀请下，本人虽不敏，但勇于任事，担下了组织撰写“宋朝往事”工作，幸不辱使命，丛书出版后得到了广大读者好评，故有精装版重印之举。希望我们12人通力合作，能以“轻学术”方式，既保有学术上严谨厚重，又去掉严格脚注带来束缚与阅读限制，带给大家一点不一样阅读体会。感谢陈俊达（吉林大学）、黄敏捷（广州南方学院）、蒋金玲（吉林大学）、刘广丰（湖北大学）、刘云军（河北大学）、刘芝庆（湖北经济学院）、仝相卿（浙大城市学院）、王淳航（凤凰出版社）、王浩禹（云南师范大学）、张吉寅（山西大学）、赵龙（上海师范大学）等一众优秀青年学者（以上按姓名拼音排序）接受我的邀请并鼎力支持，一起完成了这项大工程。
我们也知道，坊间已经有很多种宋史普及读物，我们新增这一丛小草，希望它也有长久的生命力。我们贡献全力，虽然通俗，但不媚俗，文字尽量有趣，但是绝不流于戏说，希望能为您的读书生活增添一点真正的趣味。当然，高人雅士，亦望教导指出书中不当之处。您开卷展读之时，希望我们12人没有辜负您，也没有浪费您宝贵时间，更愿读者诸君与我们一起走进宋朝，知宋，谈宋，理解宋。
《宋史》卷三百三十一《沈遘附沈括传》中没有明确记载沈括的卒年，只是有这样一句：“元祐初徙秀州，继以光禄少卿[下脱‘南京’二字]，居润八年卒。”但明确地记载了沈括享年为“年六十五”，这里需要解释一下，古人的年龄和享年讲的都是虚岁，就是在周岁的基础上再加一岁，所以上述四种说法都遵循了这一说法。
我们先来介绍一下《宋史·沈括本传》这句话。元祐是宋哲宗的年号，秀州就是现在的浙江嘉兴；南京并不是现在的江苏南京，而是当时北宋的“四京”之一，就是今天的河南商丘；润就是润州，也就是现在的江苏镇江。
主张第一种说法的，错误地将“居润”和“分司”连读了，将“八年”理解成元祐八年（1093），再上溯64年，由此认为沈括生于天圣七年（1029）。
主张第二种说法的，是根据与沈括有姻亲关系的朱彧的记载。根据朱彧所著的《萍洲可谈》一书，错误地将书中所说的“绍圣初复官，领宫祠”当作沈括的去世年，上溯得出生年是天圣八年（1030）。由于上述两种说法实际上是出于对文献记载的错误理解，所以不予采信。
第三、第四两种说法都比较晚出，也都是根据沈括居润州的年代推算得出来的。我们先讲第四种。第四种说法首创于著名史学家张荫麟先生。在他所写的《沈括编年事辑》中认为，沈括迁居润州，是在元祐四年（1089）向宋哲宗进献《守令图》、被赞赏并得到旨意“仍许任便居住”之后，确实理由充分。但或许张荫麟先生忽略了一条记载北宋历史的重要史书《续资治通鉴长编》卷四一三中对沈括进献地图、受到哲宗奖掖的一条重要记载，说是元祐三年（1088）八月的丙子日，沈括被赐绢百匹，仍从便居止。张先生根据沈括给皇帝所上的《谢表》的说法“出守封疆者再闰，流落江湖者七年”来推算，就多算了一年，所以这第四种说法也不太对。
第三种说法出现得最晚，主张这一说法的是现代学者中研究沈括的大家胡道静先生，他多年致力于沈括研究，对沈括的《梦溪笔谈》研究成果颇丰。其在《梦溪笔谈校正》中纠正了上述张荫麟先生的错讹，确定沈括进图是在元祐二年（1087），受到奖掖是在元祐三年（1088），除了进图年代还略有疑问之外，他所定的受奖年份与《续资治通鉴长编》所记载的相符合，故此本书采信这一说法，即沈括的生卒年当以第三种说法——宋仁宗天圣九年至宋哲宗绍圣二年（1031—1095）为是。
再看沈括的籍贯。目前为止，沈括的籍贯也有四种说法。
1.根据正史《宋史·沈括本传》记载，为钱塘（今浙江杭州）人；
2.根据南宋范成大《吴郡志》卷二十八《进士题名》的记载，为苏州（今江苏苏州）人；
3.根据南宋王称的史书《东都事略》卷八十六《沈括传》的记载，为吴兴（今浙江湖州吴兴区）人；
4.根据南宋楼钥《攻媿集》卷六十九《恭题神宗赐沈括御札》的记载，为明州（今浙江宁波）人。
一般看一个人的籍贯，首先要根据其父亲的籍贯情况。沈括的父亲沈周去世后，由王安石为他作了一通墓志铭《分司南京沈公墓志铭》，收入王安石的文集《临川先生文集》卷九十八，里面说沈括家族“武康之族尤独显于天下，至公高祖始徙去，自为钱塘人”，可见沈氏家族从沈括的五世祖开始，他们家这一支就从武康（今浙江德清）迁徙到了钱塘。
武康在北宋时属于湖州吴兴郡。自从南北朝以来，沈氏家族成为吴兴的吴姓大族，世人根据家族郡望，称沈括是吴兴人，这是可以理解的。苏州和明州，都不是沈括的本身籍贯，下文我们会提到，沈括的母亲是苏州籍贯，沈括也曾在苏州居住过，并且用了苏州的籍贯考取了科举进士，所以名字被列入苏州本地的方志《吴郡志》中，但不明就里地就认定沈括是苏州人是不对的，其实就连《吴郡志》的作者范成大，也没有在书中明说沈括的籍贯。至于明州，则就和沈括的籍贯风马牛不相及了，或许只是因为明州有一支姓沈的家族，在当时也很出名，所以楼钥有这样的误会。沈括自己也说，自己家的祖坟位于钱塘西溪。综上所述，本书采信沈括是钱塘人。
在综合了各种文献后，我们基本廓清了本书传主沈括的基本情况：沈括，字存中，晚年自号梦溪丈人，宋代钱塘（今浙江杭州）人，世代居住于杭州西溪。沈括就生活在北宋时期，生于11世纪30年代，逝于11世纪末，一生经历了仁宗、英宗、神宗和哲宗四位皇帝在位时期。
再者，我们再从沈括家庭和亲属关系来看看沈括成长的家庭环境，从其父系、母系和妻室三个层面，或许可以让我们了解一个更加完整的沈括。
父系亲属。沈括出生在一个并非显赫的世代官僚家庭。沈括的曾祖父叫沈承庆，曾经在定都于杭州的十国政权吴越国担任过营田使，吴越归降北宋后，做过节度使的掌书记（类似于秘书长），后又担任大理寺丞，分管大理寺的各项事务。祖父叫沈英，以学问品行著称于乡里，但还没有来得及担任官职就去世了。留下了两个儿子，大儿子叫沈同，小儿子叫沈周。但根据《苏沈良方》的记载，沈英还应有一个弟弟，在书中被称为“叔祖”，可惜并没有保存下姓名来。
沈同是沈括的伯父，在宋真宗咸平三年（1000）考中进士，做过邛州（今四川邛崃）、蜀州（今四川崇州）、明州（今浙江宁波）、宣州（今安徽宣州）等地的地方官，官至太常少卿。有二子：沈振、沈扶。而沈扶也有两个儿子：沈遘和沈辽，都是当时的名士，以才智和文学闻名一时，在《宋史》中都有传。沈扶另有两个女婿：蒋之奇和王子韶，也是北宋政坛上比较显赫的官员。沈辽有两个儿子三个女儿，两个儿子分别叫沈敏师和沈敦师；三个女儿中，长女嫁给了马永誉，次女嫁给了张寿光。而沈遘的孙子叫沈晦，曾孙叫沈燧，曾经当过临川（今江西抚州）法曹。
沈括的父亲是沈周，字望之。根据沈括父母去世之后的墓志铭记载，沈周的生卒年为978—1051年，而沈括的母亲（下详）生卒年为986—1068年，两人相差年岁达到8岁；同时沈周还有一个女儿嫁给了杨文友，生下一子叫杨构，他的生卒年是1016—1073年。沈括是杨构的小舅舅，但从年龄上来说，外甥却比舅舅大了15岁左右，比外祖母辈的许氏小30岁。换句话说，要实现这一点，许氏14岁嫁人，15岁生下杨文友妻，而杨文友的妻子也需要达到同样的条件才行。而许氏生下长女后，虽然中间又生了长子沈披，但生次子沈括时已经与生下女儿之间相隔30年，似乎于理不通。我们推测，或许沈括的母亲许氏是其父后娶的妻子，这样就好解释得多。
沈周幼年丧父，但与兄长沈同一样，不坠青云之志，于宋真宗大中祥符八年（1015）登进士第。从担任汉阳军汉阳县（今湖北武汉汉阳）县掾开始，之后任过简州平阳县（今属四川简阳）知县，当地的老百姓在沈周离任之后，有感于他在任期间为民所办各项实事，将他的一桩桩事迹镌刻于石碑上。之后沈周南下广南东路的封州，之后又任苏州通判、侍御史等职，之后又先后任职过润州、泉州、明州，晚年担任太常寺少卿、分司南京（今河南商丘），一生可谓宦游各地。他为人宽厚，为官尽心尽力，深受百姓的拥戴。宋仁宗皇祐三年（1051）去世，享年74岁。与夫人许氏，至少生育有两子两女。
沈括有一个长兄沈披，曾做过宁国（今安徽宣城宁国市）知县，后历任多地，先后做过常州团练推官、卫尉寺丞等职。宋神宗熙宁初年担任果子博士。据沈括记载，他的兄长善于射箭，而且还能自己制作良弓。政治上很富有进取心，有一定的行政才能，并积极参与王安石的熙宁变法活动。后来他担任两浙路提举常平，开辟了常州的五泻堰，本打算拦阻附近的江水和湖水围湖造田，并迁徙当时福建路的农民前来开垦耕地，可是并没有成功，反而淹没了八百余顷的农田，沈披也由此被责，得到贬官的处分。到熙宁五年（1072）五月，沈披从两浙路来到陕西任提举常平。到任后，他积极除旧布新，兴利除弊，建议修复武功县的六门堰，并提议将唐太宗和唐肃宗陵地附近的土地分给农民耕种，为此还与表侄谢景温闹过矛盾。在这个官任内，因为兴修水利设施不当，又受到了处分。到熙宁八年（1075）三月，沈披从虞部员外郎换任武职礼宾使，任河北缘边安抚副使，当时正是因为北方的辽国对北宋施加压力，要求重新划分宋辽在河北的边界，双方矛盾一触即发的时刻，沈披为此毅然由文换武，来到河北前线重镇雄州，而沈括也受皇命来到河北察访，可见兄弟二人都是富有爱国热忱的人。到河北以后，沈披在保州（今河北保定）东南一带，组织将当地的旱地改造成水田，以期在农业生产和国防上均能有所助益。但沈披转任河北缘边安抚使几个月就被罢免，到熙宁十年（1077）沈披担任福建路都监，也仅仅到这一年七月就被撤换掉了。沈披为人精干，勇于进取，虽屡遭贬谪，但在所到之处，大多积极兴修水利，也是一位能造福一方的好官。
沈括的父系亲属多数都是中上层士大夫，尤其是父辈都是靠科举踏入仕途，这为沈括提供了良好的家庭条件，也是沈括能成为饱学之士的物质基础。
母系亲属。沈括的母亲许氏，是苏州一个官宦家庭的大家闺秀。曾祖父许延寿，官至刑部尚书。他至少还有一个兄弟叫许延祚，延祚的孙子叫许试，沈括称之为舅舅，而许试生有一子叫许正，许正又有三个儿子分别叫许遘、许适、许远和两个女儿。
许氏的父亲许仲容，曾担任太子洗马。许氏有一兄长叫许洞，是北宋前期著名的战略家和军事家，宋真宗咸平三年（1000）进士，担任雄武军（在今天津市蓟州区东北与河北承德兴隆接界处）推官。他除精通舞刀弄剑之外，还精通《左传》，以文章和政事闻名于当时。而且，许洞还撰写了《虎钤经》二十卷，这部书是北宋重要的军事论著。虽然许洞命运坎坷，但他的文韬武略和进取精神，也深深地影响着自己的两个外甥。
许氏是一位贤良淑德的女性，未出嫁时她对父母非常孝顺，嫁给沈周之后，一直跟随做官的丈夫，相夫教子，操持家业。而且更重要的是，幼年的沈括并没有像其他官宦子弟一样步入学堂，而是与兄长一起，都由母亲许氏亲自教导，母亲并没有像世俗的家长那样过早地让自己的儿子们去考取科举、光耀门楣，而是给予了兄弟俩更多的自由空间，鼓励他们去探寻知识，这为沈括日后积累下丰富的知识提供了可能。
许氏还有一个姐姐，也就是沈括的大姨，出嫁富阳谢涛后生有一个女儿，就是沈括的表姐，而这位表姐最终嫁给了开创北宋现实主义诗风的梅尧臣，也就是说梅尧臣就是沈括的姨表姐夫；沈括的表哥谢绛，有个女儿，也就是沈括的表侄女，嫁给了王安礼，而王安礼就是北宋时期著名的改革家王安石的弟弟。按辈分，王安礼是沈括的表侄女婿。这样，沈括和王安石之间也有亲戚关系。同时谢家还有一位为后世所熟知的诗人黄庭坚，黄庭坚是北宋著名的文学家、书法家、江西诗派开山之祖。
可见，沈括母系亲属倒是比较显赫。母亲的家族带给了沈括相对深厚的人脉，这也成为他日后综合发展的有利条件。
两任妻子。沈括一生有两任妻子。第一任妻子叶氏，史书记载不多，只知道她在治平四年（1067）初，年纪轻轻的就得病去世，为沈括留下了长子沈博毅。
张氏是沈括的第二任妻子。沈括于宋仁宗嘉祐八年（1063）中进士，守选期满后出任扬州司理参军。当时在扬州担任淮南转运使的张刍和沈括一见如故，他对沈括很是欣赏。张刍入朝后，便极力荐举沈括入昭文馆任职。
沈括的第一任妻子不幸病故后，张刍意将自己的女儿许配给沈括作后妻。张刍对沈括有知遇提携之恩，又官居显位，沈括顾念旧情，便于熙宁二年（1069）娶了张氏为后妻，这位夫人与沈括共同生活二十余年，生有次子沈清直。
史料记载，张氏生性骄蛮，性情凶悍，平素喜怒无常，且有虐待癖好，每次发怒，都要打骂沈括，甚至痛下狠手，狠揪沈括的胡须，以致沈括的胡须连血带肉被揪下。即便是有儿女在旁边看得抱头痛哭，张氏也不肯善罢甘休。看着沈括痛苦的表情，张氏才能消气，以致渐成习惯。沈括性情软弱，养成了逆来顺受的习惯，甚至畏妻如虎，见了张氏，经常吓得大气也不敢出。沈括前妻所生的沈博毅，为后母张氏所不容，被张氏赶出了家门。沈括晚年被安置在秀州（今浙江嘉兴）时，张氏经常步入官府公衙，来控告自己的丈夫。张氏的蛮横，使沈括的身心遭到极大损害。张氏早于沈括去世后，沈括神志已经恍惚不清，以致路过长江时，居然想投水自杀，幸亏被周围的人拦住。但在张氏去世不久，沈括就去世了。看来，沈括能在“妻管严”的条件下，晚年写就不朽名著《梦溪笔谈》，也真是不容易。
二、青少年时代
童年时代的沈括跟随常年在外任职的父亲沈周南北宦游，积累了丰富的见闻，这都被他记载在晚年成书的《梦溪笔谈》中。在书中沈括不无怀念地追溯自己童年和少年时的过往，文笔简洁而又生动。我们了解沈括的童年、少年时期，大多依据他在《梦溪笔谈》的追记。我们不知道沈括在写下这些仿佛似水年华的追忆时心情如何，却让我们对认识青少年时期的沈括有了一些线索。
（一）随父宦游
沈括出生时，父亲已经50多岁，母亲也40多岁，沈括的出生给整个家庭带来了喜出望外的无尽欢乐。或许是因为父母生育沈括时年纪偏大，沈括自幼身体并不是特别好，这使得作为家中幼子的他，得到了来自父母更多的呵护。没有过早入学和拜师的沈括，是在母亲许氏“所自教”的呵护下长大。母亲给予兄弟二人足够的自由空间，让沈括有了亲近自然、接触社会、探寻知识的兴趣。而沈括的触角深远，仅从《梦溪笔谈》等文献的追记，我们就可以看出青少年时期的沈括强烈的求知欲和广泛的兴趣爱好。
大概在仁宗景祐年间（1034—1038），沈括随父母来到北宋的都城东京（今河南开封），父亲沈周在京城担任侍御史一职。当时京城正月望日（十五日）迎厕神紫姑的民俗，成为迄今所知对沈括早年生活的最早记录。当时有人奉丞相之命来拜访沈周，大概是要求沈周按照他们的要求行事，沈周不听。不久，父亲沈周或许就因为不听话而被外放任润州知事，时间大概在宝元二年（1039），或许沈括不曾想到，很多年之后，润州将成为他的终老之地。
到了康定元年（1040），父亲沈周徙官福建路泉州，沈括也来到了东海之滨，在这里一待就是三四年光景。当时任潮州知事的王举元（《梦溪笔谈》记载为王举直，然查《宋史·王化基附王举元传》，曾知潮州的人是王举元）捕捉到一条鳄鱼，鳄鱼很大，像一条船一样。王命令人画下了鳄鱼的图形，并在图下亲笔写了一段话。潮州和泉州相距不远，沈括不知道是去潮州看到了鳄鱼，还是只看到了这幅图，在《梦溪笔谈》中他描绘了这条鳄鱼，说鳄鱼喙长得和身体一样长，牙齿就像锯子的锯齿一样，尾巴有三个钩，非常锋利。遇到猪、鹿等动物，就用尾巴攻击这些动物而食用。同时，沈括记载，这条鳄鱼繁殖力很强，生下的蛋很多。当地人就经常用猪作为诱饵来捕猎鳄鱼。
同时，沈括在福建路时，还注意到一种叫“钩吻”的剧毒植物，被当地人当作毒药用来杀人或自杀。即便是这种植物的一片叶子也能致人死命，甚至如果和水一起服用，毒性则发作更加迅猛，人往往还没放下杯子就已经死了。就是这样一种剧毒的植物，沈括对它进行了细致的观察，他记载这种植物藤是红色的，有点像丹顶鹤的膝，叶子像杏叶那样又圆又尖，又像柿子的叶子那样光亮而又厚实。一枝长三片叶子，花是黄色的，并否认了唐代笔记《酉阳杂俎》的记载。可见，少年时代的沈括就已经具备探索精神和实践精神了。
结束了泉州的任职之后，父亲沈周调任开封府的判官。而沈括也随父再次来到京城。在此前后，沈括开始正式拜师受业，系统地接受传统儒家思想的教育。但正规而系统的学习生活，并没有阻挡兴趣广泛的沈括对自然的探索和对各类知识的学习。
庆历八年（1048）的夏天，沈周调任江东路转运使。沈括又跟随父亲来到了古都江宁（今江苏南京）。沈家热心医学，随父宦游四方的沈括也耳濡目染地养成了收集医方的习惯。在江宁时，他认识了当地的医生王琪，王琪向他传授了“神保丸”的制作方法。这个方法直到二十年后的神宗熙宁年间（1068—1077），沈括脖颈疼痛，在大夫们百般医疗、几个月仍不见好的情况下，沈括自制并服用了“神保丸”之后，才告痊愈。
当时的江宁，虽已告别六朝时期的繁华近五百年，但仍有一些六朝时的遗物。如沈括意外地得到南齐第四任帝王萧昭文的一款墓志铭，而当时这块古物正被当作腌制咸肉时的一块普通石头使用，直到被人发现上面刻着的文字，才知道这是有“小谢”之称的谢朓撰文并书写的。沈括将其拓写，并极为珍视地一直随身携带，直到后来被人借去后而不知所终。此时江宁的一座古墓中还出土一通石志，其主人是南朝刘宋宋悫的母亲郑夫人。沈括根据这通石志，对民间贴门神的习俗进行了考证。
（二）借居苏州
仁宗皇祐二年（1050），父亲沈周到明州任知府，可能是因为眼疾，沈括此次并没有随父赴任，而是借居苏州母舅家读书。或许因为父母生育他时年事已高，沈括自幼体质较差，加上因为兴趣广泛、读书用功，导致身体一直比较羸弱。他一方面运用服气法自我调理，另一方面则需要经常服用中药来进行药物调理。在读书习字之余，沈括开始习医。本来作为家学渊源之一，沈氏一门就在医药学方面颇有建树，家传的医学典籍《博济方》，更是启蒙了沈括搜集医方。在借居苏州时，因苦于眼疾，又收到了别人送来的用以治疗眼疾的“乌头煎丸”药方。在苏州的一年多时间里，沈括因忙于读书，根本无暇顾及这个药方，但折磨人的眼疾时时发作，又看到同样患有眼疾的表哥许复在服用“乌头煎丸”后很快治愈，沈括这才不得已来服用此药。
母亲许氏深受乃兄许洞的影响，潜移默化地将许洞的学问和军事思想传授给了沈披、沈括兄弟。在母舅的影响下，兄弟两个从小对排兵布阵产生了兴趣，他们经常在一起互相商讨切磋交流。在沈括借居苏州时，虽然舅舅许洞已去世30余年，但是沈括却时常阅读许氏的藏书以及舅舅许洞的遗著《虎钤经》。在宋神宗的熙宁、元丰年间，沈括受皇命与辽国进行边界谈判，在与西夏的战争中也展现出一般文人所稀缺的军事才能，这大概都得益于曾经借居苏州，大量研读舅舅许洞著作的缘故。
已经年过古稀的父亲沈周在明州的任上只待了一年，越来越差的身体使得他深感无法胜任知州的担子。一年多后的皇祐三年（1051），沈周被任命为太常少卿、分司南京（今河南商丘）。他离开明州，先回到了家乡钱塘县，当年十一月，沈周病逝，享年74岁。得知父亲去世的噩耗，沈括离开苏州母舅家，赶回老家杭州钱塘为父亲料理后事。第二年十月，沈披、沈括兄弟一起将父亲安葬在钱塘县龙居里的沈氏先祖墓地，并根据族人的引荐，兄弟两人来到舒州（今安徽潜山县），请与自己表哥家有姻亲关系且时任舒州通判的王安石为亡父作墓志铭。王安石撰写了题为《太常少卿分司南京沈公（周）墓志铭》，这可能是目前所知，沈括第一次与王安石打交道。他或许不会想到，二十年后，他将与这位为父亲撰写墓志铭的人产生爱恨纠葛。之后，沈氏兄弟再次回到钱塘，按照礼制为父亲守丧三年（实际为二十七个月）。
（三）守丧钱塘
杭州在唐代及以前只是一座普通的州城。自十国时期的吴越政权以此为都城后，杭州日渐繁华起来，乃至一跃而成为宋朝东南地区的大都会，在北宋时就已颇为繁华。沈括晚年曾赞誉自己的家乡“为天下第一”，《梦溪笔谈》中的不少篇目都记录有杭州的繁华与文明。借着守丧钱塘的机会，沈括一方面与家乡的官僚士大夫密切联系，交流学习；另一方面，他认真了解当地的文物古迹和民间传说，乃至创造发明。
宋仁宗皇祐年间（1049—1054），在杭州西湖附近挖掘出一座古甬钟，这个甬钟后来被沈括的钱塘沈氏家族人所收藏。沈括在钱塘居父丧时，有幸见到了这座古甬钟，并详细记述了甬钟的形状、规格等情况。同时，沈括根据《考工记》里的记载对其进行了考证，对钟“甬乃中空”的原因进行了大胆的推测，他提出甬（指钟的把手位置）的中间铸空了可能是为了悬挂方便。
作为中国的佛教中心，杭州当时佛教宗派林立，名僧辈出。佛教文化的发达，促进了两项科学技术的诞生发展。
其一，是毕昇发明的泥活字印刷术。这里有一个我们现在耳熟能详的人物——毕昇，他是被载入史册的伟大人物。但不为大家所知道的是，毕昇发明的泥活字印刷术正是经由沈括《梦溪笔谈》的记录，而为我们所熟知。
据沈括的记载，作为普通百姓的毕昇发明的活字印刷术大概发生在宋仁宗的庆历年间（1041—1048）。具体的做法是，先用胶泥刻字，字刻得又细又薄，仿若铜钱的边缘，然后拿到火上烧烤使泥坚硬起来。再准备一块铁板，上面放有松脂蜡和纸灰和成的灰泥。印刷时，将一块铁的模范放在铁板上，上面放有泥活字，满了一铁板就构成一页书板。然后将这样一块活字板放到火上去烘烤，等灰泥熔化后，再用另一块板按压在它们的表面，使得字板平整就像磨刀石一样。用这样的方法印刷一本书，如果只印个两三本，倒看不出这种技术有什么速度优势。但随着印数的扩大，印成百上千本书，则这种技术的速度优势就体现出来了，远远超过以前的雕版印刷。有些常用的字，如“之”“也”等，一页之内可能多次用到，因此这种常用的字都有二十多枚。泥活字上面贴着纸条，按照字韵的顺序进行编排，平时如果不用就按次序放到木格中。如果印刷时碰到一些生僻字，可以马上刻印，完成的速度很快。据沈括记载，毕昇之所以使用泥活字印刷，而非木活字，是因为木头自身的纹理疏密不均匀，沾上水高低不平不说，还有易与灰泥粘在一起的不便。毕昇在沈括守丧钱塘时已经去世，这些泥活字印被沈括的族人得到，因而幸运地被沈括记录下来。经过沈括的研究总结和推广，活字印刷术很快得以传播开来，被宋人称之为“沈存中法”或“沈氏活版”。沈括的记录对毕昇活字印刷术的推广无疑有着十分重要的作用。虽然当时普遍使用的仍然是雕版印刷术，虽然铜版活字一直到明代才趋于完美，但这项技术对文化的广泛传播有着非常重要的作用，沈括的记载无疑有着十分重要的意义。
其二，是建筑技术的发展。这里也不得不提一个人，就是喻皓。喻皓是吴越国时期的建筑匠师。在《梦溪笔谈》中，记录了他的几个故事。一次是喻皓指导别人修筑梵天寺塔，当时的吴越国王修建梵天寺木塔，但刚刚建成两三级，吴越国王登塔后发现，塔身有些微微晃动，就向工匠们探询究竟。谁知工匠也说不出个所以然，只好回答是因为没有盖瓦，导致上轻下重，所以会晃动。但盖瓦之后又发现，塔依然在动。匠师无可奈何，只好向喻皓请教塔动的原因。喻皓说，只要在塔的每一层都布板，然后用钉子钉实，塔身就不会再动了。工匠照方抓药，果然塔身稳固。类似的传说，在宋代广为流传。如开封的开宝寺塔，也相传是在喻皓的主持下建造完成的。有人见到这座塔，发现塔身北面略高。喻皓解释说，东京多北风，而离塔不远的五丈河导致水土潮湿。在百年之后，北面地面会不断下陷，塔身自然就正了。同时，在《梦溪笔谈》中还记录了喻皓撰写的《木经》，并对书中的内容进行了摘抄，称赞喻皓是“良工”。由于《木经》在流传过程中散佚，就使得沈括的记录有了特别的意义。
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