沈(括)學·《夢溪筆談》的學術價值、研究·物理學

沈括仔細地觀察事物，記錄現象，由精確的辨認，通過分析，研究了解它內在、外在的聯系，進而提高到理性認識的階段。所以當他看凹鏡映入的東西是倒影，反復研索，發現用手指對鏡，近鏡而是正影，漸遠時影子沒有了，再遠一些，鏡中卻出現了倒影。因而聯系到天空鳶飛，照在地面的影子是向著進行的方向移動，但若光線到鳶身上再穿過窗上小孔，那么所見的飛鳶與其影子進行的方向恰恰相反，由此悟到凹面鏡上照不見手指的地方(距離)正等于窗上的小孔，就得出有關光線穿過小孔與焦點形成光束的光學理論(第44條)。它啟發后人對針孔成象繼續鉆研，并取得很大成績。宋末趙友欽做了大規模的對比實驗，區別了大孔光斑與小孔倒象，知道了物距、象距跟光源強度的關系等等 (王錦光、聞人軍《趙友欽及光學》，《杭州大學慶祝建國三十周年科學報告會論文集》，1979年10月);清代鄭復光做了一系列小孔成象實驗，包括正象、模糊無象以及倒影幾種情況，揭示了光學成象的全過程(王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。針孔成象與凹面鏡成象，沈括用 “礙”這個概念聯系起來，并提出 “格術”。“格術”后來失傳了，因 《筆談》 中提到 “格術”，引起后世注意。鄭復光認為“格”者“隔”也，窗隙、焦點均為格。清代鄒伯奇 (1819—1869) 作《格術補》，認為“格術”是幾何光學。實際上“本末相格”就是現代光學中的等角空間變換關系 (王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。

第209條所記述的驗尸方法，是我國關于濾光應用的早期記載 (《夢溪筆談》譯注〔自然科學部分〕，安徽科學技術出版社，第144頁)。王錦光在此基礎上也作了一系列的實驗，證實“紅光驗尸”合乎科學道理(王錦光《關于“紅光驗尸”》，杭州大學學報(自然科學版，1984年第3期)。《筆談》這一條記載對后人有很大影響，例如宋代鄭克的《折獄龜鑒》就曾引用。南宋宋慈(1186—1249)的《洗冤集錄》對這一條稍有發展，還可用新(紅)油絹作濾光器，“若陰雨以熱炭隔照”(鄭克《折獄龜鑒》卷六;宋慈《洗冤集錄》卷二)。

《筆談》第357條，沈括通過對虹和太陽位置的觀察解釋虹的成因，與現代科學原理相符(王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。

還有其他如第537條，沈括曾指出“二十八調但有聲同者即應”，并科學地利用紙人的演示實驗，驗證了差八度音時兩弦的諧振現象，十分直觀。歐洲與此實驗類似的用紙游碼的實驗，遲至十七世紀才出現 (王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。

在第544條中，他批判了盧肇所謂潮汐系“日出沒所激而成”的錯誤，指出海潮跟月亮的關系，肯定了月球對潮汐的主要作用。這比西方“潮候時間”要早約一百年(王錦光、聞人軍《沈括的科學成就與貢獻》)。