北宋168年间创造了灿烂的经济、文化和科学成就，涌现出许多优秀的文化和科学大家，沈括就是北宋科学家的杰出代表。

早期治水初显才能 

沈括（1031年~1095年），字存中，号梦溪丈人，杭州市钱塘县（今浙江省杭州市）人。沈括出生时，他的父亲沈周在蜀地做官，沈括就出生在那里。沈周后来又奉调到京城开封及泉州、润州、明州等地任职，年老退休后回杭州老家居住。沈括从小一直跟着父亲四处奔波，由父母亲自教授其学业。 

沈括聪明好学，除了学习文化知识以外，还特别喜欢对所见到的事物进行细心观察。他善于动脑分析，有问题非要弄明白，并把这些问题记录下来。长期如此，使沈括养成了用科学的态度观察分析解决问题的习惯。 

沈周去世后，至和元年（1054年），23岁的沈括因父荫入仕，任海州沭水县（今江苏沭阳）主簿。沭水县的沭水每到夏季洪水到来时，就会多处决口，冲坏农田，造成极大的损失，全县人民苦不堪言。历任县官多次治理，耗费大量的财力物力，也不见成效。沈括到任以后，对沭水进行了实地调查测量、认真分析，找出了造成洪水泛滥的原因，并据此制订了治水的施工方案并亲自带领施工。由于沈括用科学方法治水，沭水再没决口，沭水县免除了水患。 

沈括在沭水县初试锋芒，治好了沭水，造福于当地百姓，得到了上司的赏识。一年多后，他就被提拔到东海县（今江苏省东海县）任代摄县令（代理县长）。在此期间，沈括到安徽省宣州宁国县，帮助在这里当县令的哥哥沈披完成了治理万春圩的水利工程，又一次显示了其在水利方面的卓越才能。 

沈括的才能被上司发现，嘉祐六年（1061年），他被任命为陈州宛丘县（今河南省淮阳县）县令，但工作得不太顺心。沈括辞职回家读书学习，准备参加科举考试。 

嘉祐七年（1062年），沈括参加科考，考中苏州学区第一名举人（解元）。次年，沈括进京参加会试，考中进士，这时他已经31岁了。经人推荐，沈括任扬州转运使司理参军。 

沈括在这里负责运河水运物资的各种事务。他发挥了办事细心、爱动脑筋的特长，把繁琐的事务安排得井井有条。在转运物资过程中，要经常计算粮食及其他物资的体积和重量，按过去的算法计算误差太大。沈括为了纠正这种误差，新创造了一种名为“隙积法”的计算方法，在使用中非常快捷、准确和方便。这个“隙积法”是沈括在中国数学史上的一项重要贡献。 

沈括的才能被上司发现，经过推荐和考试，治平二年（1065年）九月，他被调入京城开封，任昭文馆编校，负责编辑、校对国家文典的工作。 

修订历法治理汴河 

治平四年（1067年），宋神宗即位，他召回力主变法的王安石回朝，任命他为参知政事，开始了轰轰烈烈的变法。 

熙宁五年（1072年），宋神宗任命沈括为司天监的提举官。司天监是朝廷中负责管理各种天文观测仪器、记录观察天文现象和制订颁布历法的重要机构，在这里任职，需要有广博的科学知识、敏锐的观察分析能力。宋神宗和王安石让沈括到这里，正是看中了他有这种能力。 

在司天监，沈括改造和修复了观测仪器浑天仪、浮漏和景表，使观测和计算的数据更加精确。在观测过程中，沈括发现了地球磁场的磁偏角，这是一个了不起的发现，比西方航海家麦哲伦的发现早了420年。沈括在司天监破格起用有真才实学的人员，比如他请来民间天文数学奇才卫朴，让他主持进行修订新历法《奉元历》的工作。 

沈括在司天监期间，曾被宋神宗和王安石临时调出来主持治理汴河。汴河是指从京城开封到江苏泗州一大段运河，它引黄河水补充水量，但黄河水含泥沙多，造成河道淤积、河床升高，常常发生水灾，多方治理成效不大。这时王安石想起沈括有治水经验，就向宋神宗建议调他来治理汴河。 

沈括对开封周边的汴河进行了视察，发现了问题的严重性。汴河由于多年淤积，其河床已经高于京城开封的地平面，如果洪水决口，京城将遭遇灭顶之灾。沈括行走千里，精确测出了汴河每段河道的水平落差，为治水施工积累了数据。经过调查，沈括提出了治理汴河的方案，一是改变汴河的进水方式，切断从黄河到汴河的引水口，另筑水渠从含沙较少的泾河、洛河引水；二是定期疏浚汴河河道，定点设立水闸和溢洪道；三是利用洪水进行淤田，变害为利。沈括的治水方案得到宋神宗的批准，经过近7年施工，汴河水变得清澈，一年四季都能通航。 

赴辽谈判不辱使命 

沈括的才能得到宋神宗的赏识，宋神宗先后提升他为集贤校理、太子中允兼史馆检讨、同修起居注等职，成为皇帝的近臣。熙宁七年（1074年）八月，沈括任河北西路察访使，提举河北西路义勇保甲，兼判军器监。这次任命使沈括又接触到了一个他过去不曾涉足的军事领域。沈括巡视了军器监里兵器的存储情况，发现里面有许多老旧和锈蚀兵器，他对这些兵器进行了翻新改造，使之更适于作战使用。他细致了解了边防情况，编写了一套适于作战的《边州阵法》，经宋神宗批准，此套《边州阵法》发给各地驻军。 

熙宁八年（1075年），辽国以二十万军队陈兵边境相威胁，要求和宋朝重新以分水岭为界划分疆界，他们认为这样能把辽国疆界线向南扩展三十里。宋朝派出官员和辽国谈判，双方争执不下，陷入僵局。沈括仔细研究了宋辽划定边界的原始文件，对照边界上山川水文及地形实况，认为以分水岭划界，宋朝并不吃亏。沈括建议同意辽国重新划界的要求，然后在谈判中据理力争，保证宋朝国土不失。沈括向宋神宗报告了自己的分析，宋神宗任命他为“回谢辽国使”，赴辽国谈判划定边界之事。 

这年四月，沈括出使辽国。在与辽国的谈判中，沈括显示了高超的谈判技巧和渊博的知识，讲理充分、不卑不亢，原则上决不让步、细节上灵活处理，辽国的谈判官员理屈词穷、无计可施，终于同意了沈括的划界方案。在赴辽国谈判的两个月内，沈括抽出时间观察并绘制了辽国的疆域地图，题名为《使契丹图钞》。这本书到清代被收在《四库全书》中，其中的地图已散失殆尽，但文字保留了下来，至今仍是研究契丹史的珍贵资料。 

这年十月，沈括被任命为权发遣三司使，相当于现在的代理财政部副部长。当时朝廷的经济状况不好、入不敷出，沈括到任后，调查并分析了历朝历代和当时财政税收上的正反经验，制定了切实可行的改革方法，不久就使北宋经济走上正轨。宋神宗对沈括很满意，提任他为正职三司使。 

正在这时，朝中政治风云突变，王安石被罢相，贬到江宁（今南京）。沈括是变法派的主力，由于他实事求是地对一些变法措施提出意见，被小人进谗言，诬告他反对变法，使王安石对他产生了误会，连宋神宗也开始疏远他。熙宁十年（1077年）年底，沈括被贬为宣州知府，离开京城。 

伐西夏失利被贬谪 

元丰三年（1080年）六月，宋神宗再次起用沈括，任命他为延州（今陕西省延安市）知府，兼鄜延路经略安抚使。宋神宗一直有征伐西夏、收复失地的计划，起用沈括就是让他主持边防军政事务，实现伐西夏的大业。当年八月，沈括到了延州，带领当地镇军将领种谔等边防将士，加固城寨、整顿军队、募集兵员、厉兵秣马，为伐西夏做好准备。 

元丰四年（1081年）七月，宋朝发动五路兵马伐西夏，由沈括、种谔率领的鄜延路军队首当其冲，进展顺利，连克米脂、浮图、吴堡、义合、葭芦五城，但其他四路却遭遇挫折，兵败撤回。宋神宗的伐夏战争宣告失败。因沈括率领的鄜延路军得胜，沈括被加封晋级，进封开国子，转龙图阁直学士。 

次年九月，西夏大军来攻，经过激烈的战斗，全歼永乐城的一万多宋军。宋军惨败，身为鄜延路主帅的沈括被追责，贬均州团练副使，随州安置。 

在随州，沈括接到皇帝诏令，让他编绘《天下州县图》（即全国分省地图）。这份地图工作量浩大，全凭沈括一人之力，历时6年才得以完成。宋哲宗元祐三年（1088年），沈括到京城开封进献《天下州县图》。这年，沈括定居润州（今江苏省镇江市）梦溪园，在这里写下了他的不朽著作《梦溪笔谈》。绍圣二年（1095年），沈括病逝于梦溪园，终年64岁。 

《梦溪笔谈》名垂青史 

《梦溪笔谈》是沈括最重要的一部著作，它涉及数学、天文、物理、地理、地质、建筑、水利、植物、动物和医药学等诸多学科，许多发现都早于西方科学家。《梦溪笔谈》被英国科学史家李约瑟博士誉为“中国科学史上的里程碑”。 

《梦溪笔谈》载，沈括在延州时，发现小河里漂着一些像油污似的黑色液体，当地人叫做脂水，把它捞出可点灯引火、涂墙防水。他寻根观察，发现脂水是从石缝中渗出，于是将此物名为“石油”，预言“此物后必大行于世”。这是世界上最早对石油的命名，沈括的预言现在得到了证实。 

《梦溪笔谈》详细叙述了毕昇的活字印刷术，使这项伟大的发明昭显于世。它还记录了木工巨匠喻浩的《木经》以及其他许多能工巧匠的事迹。 

至今，人们还能从《梦溪笔谈》中学到许多知识，受到许多启发，汲取无尽的宝藏。