一层堆成金字塔形,数了半天还数错了。沈括琢磨出个公式:\"上底宽a,长b;下底宽c,长d;层数n,则总数=n\/6[(2b+d)a+(2d+b)c]。\"这其实就是高阶等差级数求和,比欧洲早了六百年。
沈括还特别关注民间发明。除了毕昇的活字印刷,他还记录了水工高超的\"三节压埽法\"——用分段的埽体堵黄河决口,以及木工喻皓的《木经》——古代建筑手册。他在书里说:\"技艺之精,未必出于士大夫,民间自有高人。\"这在重文轻武的北宋,可是相当超前的观念。
沈括不只是科学家,还是个政治家。他曾出使辽国,靠着地图和数学知识,把被辽国侵占的土地又要了回来。他还参与了王安石变法,负责整理农田水利,发明了\"淤田法\"——利用黄河淤泥改良盐碱地。但也因为变法,他得罪了不少人,有人骂他\"科学怪人乱政\"。
最戏剧性的是他和苏轼的\"爱恨情仇\"。乌台诗案时,沈括是举报苏轼的人,他拿着苏轼的诗稿,逐条批注\"黑料\"。但后来他又很佩服苏轼的才华,在《梦溪笔谈》里记录了苏轼的\"透光镜\"研究——这种镜子能把背面的花纹投影到墙上,沈括猜测是\"铸造时冷却速度不同造成的\",虽然没说对,但思路很超前。
晚年的沈括隐居润州(今镇江)梦溪园,专心写《梦溪笔谈》。他在园里挖了个池塘,养了各种动植物,整天拿着放大镜观察。有次朋友来拜访,看见他蹲在池塘边看蝌蚪变青蛙,一蹲就是半天,忍不住说:\"存中(沈括字),你都六十岁了,还跟个小孩似的!\"沈括哈哈大笑:\"科学这事儿,就得有颗童心啊!\"
毕昇的活字印刷术在北宋并没有大规模推广,原因很现实:书坊老板觉得雕版虽然贵,但印出来的书气派,适合卖给读书人;活字虽然便宜,但排版麻烦,还得备大量字模。直到元朝王祯改进了木活字,明清时期才广泛使用。
沈括的科学发现也大多停留在\"知其然\"的阶段,没能发展成系统的科学理论。比如他记录了磁偏角,却没研究出地球磁场;他发明了隙积术,却没发展出微积分。这其中有个重要原因:北宋重文轻理,科举只考四书五经,科学家没地位,毕昇到死都是个刻工,沈括的《梦溪笔谈》也被归为\"笔记小说\"。
但这不影响他们的伟大。毕昇的活字印刷术后来传到朝鲜、日本,又经丝绸之路传到欧洲,直接推动了文艺复兴和宗教改革。德国谷登堡发明金属活字时,应该说受到了毕昇的启发。沈括的《梦溪笔谈》被英国科学家李约瑟称为\"中国科学史上的里程碑\",里面记录的\"隙积术会圆术\"成为后来中国数学的重要分支。
今天我们看毕昇和沈括,会发现他们代表了中国古代科技的两种路径:毕昇是\"工匠精神\"的典范,靠经验积累和反复试验搞发明;沈括是\"脑洞科学家\",靠观察思考和逻辑推理提理论。这两种路径要是能结合起来,中国可能真的会提前爆发工业革命。
可惜历史没有如果。但毕昇和沈括的故事告诉我们:科技进步从来不是一蹴而就的,它需要耐心、好奇心和不怕失败的勇气。毕昇失败了无数次才做出活字,沈括被骂\"不务正业\"仍坚持研究,这种精神比任何发明都珍贵。