沈(括)學·《夢溪筆談》的學術價值、研究·歷法

沈括對天文、歷法和算學，都能精通，并且有重要的發現。同時他對于不隨流俗，能務實學的讀書人，是推誠相與，切磋琢磨，唯恐不及。當時“布衣”衛樸是精于天文歷算的專家。沈括在宋神宗熙寧五年(1072)以太史令主管司天監時，推薦衛樸入監任職，在沈括主持下，衛樸歷經五年的實測和推算，完成了較前歷法更精密的 《奉天歷》。沈括在《筆談》里三處提到衛樸： 一是在第139條，沈括指出《崇天歷》和《明天歷》對日月蝕推算的錯誤，“至熙寧五年，衛樸造《奉天歷》，始知舊蝕法用日平度，故在疾者過之，在遲者不及?！冻纭?、《明》二歷加減，皆不曾求其所因，至是方究其失”。二是在第148條里，沈括說當時司天監的歷官“皆承世族，隸各食祿，本無知歷者”。這些人不學無術，卻嫉妒衛樸的高明技術，屢次攻擊、刁難并企圖陷害衛樸?！皹阒畾v術，今古未有，為群歷人所沮，不能盡其藝，惜哉!”三是在第308條里，沈括詳載了衛樸的事跡。衛樸是個奇才，精于天文歷法，對于算數，聽讀即能成誦，“運籌如飛，人眼不能逐”。其歷算遠遠超過他的前人。沈括的記述，給后世留下第一手資料，阮元編寫《疇人傳》、陸心源纂輯《宋史翼》為衛樸寫下傳記，主要就是根據沈括的記載 (楊渭生《沈括對歷史學的貢獻》，載《沈括研究》)。

他對渾儀、浮漏 (水計時器)、影表 (測日影用)等天文儀器的研制都有許多創見。熙寧中，沈括為了準備觀測天象，推算歷法，大膽改革“更造渾儀，并創為玉壺浮漏，銅表，皆置天文院，別設官領之”(第149條)。并為此寫下著名的“三議”(《宋史》卷四八，中華書局，1977年，第958頁)。

他制造的熙寧渾儀，可通過渾儀的南北軸孔觀測北極星的位置，進而把極軸孔中心調整到北極星周日運動軌道中心點之上，亦即調整到北天極之上，從而使渾儀的極軸得到校正。沈括還對渾儀上用于照準天體的窺管的孔徑重新進行設計。從前，窺管的上、下孔徑大小相同，當觀測時，人目往往不能置于下孔徑的中心，致使光軸偏斜而產生照準誤差。針對這一弊病，沈括令下孔徑縮小，僅為上孔徑的五分之一，這樣就大大減小了人目偏離下孔中心的程度，有利于照準精度的提高。

另外，沈括還充分肯定并采納了北宋若干取消渾儀中的白道環的措施，讓天體的白道坐標用數字的方法去推求，其意是減少不十分必要的環圈對天區的遮掩，以便于觀測工作的順利進行。沈括的這些改進，經郭守敬(1231—1316)等人吸收、改進，得到了充分的發展，遂有了后世簡儀的出現(楊文衡等《中國科技史話》下冊，中國科學技術出版社，1990年，第32—41頁)。

公元1074年，沈括又制造出一種設計精巧、結構新穎的新漏壺。有關刻漏的著述流傳至今的唯有兩篇，即 《浮漏儀》和《筆談》第128條?！陡÷﹥x》在現存的刻漏史料中以敘述詳盡見長。但原著有文無圖，且沈括所著的四卷本《熙寧晷漏》又早巳佚失，故《浮漏儀》的內容至今未能徹底通曉(王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。

沈括改良了舒易簡等(1050)造的漏壺關鍵之處在于： 用一個中間帶孔(稱為“達”)的隔板(稱作“介”)，把復壺分成左右兩半，右半部就相當于舒易簡等人所造漏壺的平水壺，右半部則相當于下匱。這里沈括既吸收了舒易簡等人設計思想的精髓，并創造性地加以應用，又使漏壺的級數與燕肅的蓮花漏壺相同，能夠利用漫流中表面張力的補償作用，補償粘滯性隨溫度變化時對流量的影響，從而消除溫度變化所引起的計時誤差，可達每晝夜誤差小于二十秒的精度(李志超、毛允清《刻漏精度的實驗研究》，中國科學技術大學學報〔增刊〕，1982年)。達到了使漏壺精確化與簡約化的雙重效益。這是我國古代刻漏技術在宋代達到高峰的標志，代表了當時精密時計的世界水平(王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。

在中國古代歷法已具有陰陽合歷的悠久傳統的情況下，沈括的十二氣歷廢除了陰陽合歷中的置閏之法，如第545條以十二氣為基礎來制定一年的歷法，是以太陽視運動為計算依據的陽歷，既簡捷易算，又對農事安排十分有利。引文中最后一段話，他自信地說：“今此歷論述當取怪怒攻罵，然異時必有用予之說者?！狈从吵錾蚶茖W的創新精神、勇氣和歷史預見性(王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。