當前位置:成語大全網 - 四字成語 - 沈括在地理學上的貢獻是什麽?

沈括在地理學上的貢獻是什麽?

沈括是我國北宋中期的傑出科學家。他在自然科學和人文科學方面都有很深的造詣。

沈括對地理學的貢獻在科學界獨樹壹幟,他在測量與繪圖、地質學研究等方面建樹頗多。

他還發現了地磁偏角的存在,記錄了氣候的變化,在世界上率先給“石油”命名。可以說沈括是個多才多藝的科學家。他的著作《夢溪筆談》被西方學者稱為“中國古代的百科全書”。

北宋末年,與遼國之間戰爭不斷,簽訂“澶淵之盟”後雙方罷兵休戰。遼國垂涎中原地區的繁華,仗著驍勇的騎兵,不斷提出領土要求。

1075年,遼國派大臣蕭禧來到東京,要求重新劃定邊界,他提出的邊界是山西北部的黃嵬山,黃嵬山以北為遼國所有,以南為大宋朝所有。大宋如同意他的要求等於將遼國的領土向南推進了15千米。

黃嵬山是壹座默默無聞、名不見經傳的山脈,北宋大臣幾乎是壹無所知,朝廷上上下下亂作壹團。這時,朝廷想起了熟識地理的沈括,命他出任談判特使,要他既不能輕開戰事,也不能向敵示弱而接受無理要求。

沈括不卑不亢,胸有成竹,他所帶的武器就是他的地理學說和《天下郡守圖》。

他向蕭禧指出,兩國按“澶淵之盟”劃分邊界,邊界是白溝河,白溝河以北為遼國領土,以南為大宋領土,而黃嵬山在白溝河以南,是大宋的領土,而不是遼國的領土。

蕭禧沒有壹張自己的地圖,更不知道黃嵬山的準確方位,在地圖面前,他感到理虧三分,氣焰不知不覺地矮了壹截。爭論了幾天後,雙方無功而返,但沒有將爭論推向極端。

不久,沈括又受命出使遼國,在遼國首都上京再談兩國邊界。這時遼國的談判代表升了級,改成了遼國宰相楊益戒。

在談判時,沈括再次以“澶淵之盟”為基礎,以《天下郡守圖》為依據,有理有節,寸步不讓,而遼國宰相找不到重劃邊界的理由。這時,沈括又出示大宋的木制地形模型,這使得遼國宰相大為驚奇,深感大宋確有奇才能人。

沈括終於使得遼國放棄了對宋的領土要求,他不愧是壹位出色的外交家與地圖學家,運用智慧捍衛了大宋的尊嚴,把祖國的領土奪了回來。

其實,沈括的成就是多方面的,他不僅是壹個出色的政治家和外交家,也是壹個多有建樹的科學家。

在科學研究領域,沈括除了天文、數學、醫學、科研方面的建樹所取得的成就外,在地理方面,他研究測繪,制作地圖,對沖積平原形成、水的侵蝕作用進行研究,發現地磁偏角的存在,還記錄氣候變化,首先提出石油的命名等。

沈括之所以在地理方面取得多項重大成就,是和他長期的學習和積累分不開的。

沈括自幼對天文、地理等有著濃厚的興趣,勤學好問,刻苦鉆研。少年時代他隨做泉州州官的父親在福建泉州居住多年。步入仕途以後,他在外交生涯中多次出使國外,觀察、研究和記錄沿途地形地貌,積累了豐富的地理學知識。

他所經歷的多方面見聞,後來均收入他的筆記體著作《夢溪筆談》中。就性質而言,《夢溪筆談》屬於筆記類。從內容上說,它以多於三分之壹的篇幅記述並闡發了自然科學知識,這在筆記類著述中是非常少見的。

《夢溪筆談》被西方學者稱為“中國古代的百科全書”。

在宋代,由於測繪技術的局限,繪制地圖用的是“循路步之”法,也就是沿路步行丈量,用步行得出的數據繪制地圖,由於道路彎彎曲曲,山川高低錯落,用“循路步之”法繪制的地圖與實況有很大的誤差,圖上差之壹厘,實地就差之千米。

沈括采用“飛鳥圖”也就是“取鳥飛之數”,用的是飛鳥直達的距離,有點像現在的航空拍攝,使得地圖的精確度大為提高。

沈括在視察河北邊防的時候,曾經把所考察的山川、道路和地形,在木板上制成立體地理模型。這個做法很快便被推廣到邊疆各州。

1076年,沈括奉旨編繪天下州縣的地圖。他查閱了大量檔案文件和圖書,又經過了近20年的堅持不懈的努力,終於完成了我國制圖史上的壹部巨作《天下郡守圖》。

《天下郡守圖》是壹套大型地圖集,***計20幅,其中有大圖壹幅,高4米,寬3.3米;小圖壹幅;各路圖18幅,是按當時行政區劃,全國分18路而制作的。圖幅之大,內容之詳,都是以前少見的。

事實上,正是由於他的地理學說與《天下郡守圖》,使他在與遼國的邊界談判中發揮了重要作用,起到了10萬士兵都難以達到的威力。

在制圖方法上,沈括不僅能確定精確的方位、比例,而且能校正因地形起伏、道路曲折而產生的測量誤差。他首創了地形高程測量的方法。

沈括創“分層築堰”測量地形的方法,測量了汴河河道地形,測量了自河南開封上善門至泗州淮口的直線距離。這是世界最早的精密地形測量,在世界水利史上是壹個創舉。

“分層築堰”是把汴渠分成許多段,分層築成臺階形的堤堰,引水灌註入內,然後逐級測量各段水面,累計各段水面的差,總和就是開封和泗州間“地勢高下之實”。

僅僅四五年時間裏,就取得引水淤田約11萬公頃的顯著成績。在對地勢高度計算時,其單位竟細到了寸分,可見,沈括的治水態度是極其嚴肅認真的。

在實地測量的基礎上,沈括用膠泥、木屑與熔蠟混合,制造出幾種不同的地圖模型,然後再復制成木刻地理模型。這比歐洲最早的地理模型早了多年。地圖和地圖模型都有詳細的說明書,以備後世圖亡佚時,如果得到說明書,按每個方位布置地物點位及郡縣,立可成圖。

沈括提出分率、準望、互融、傍驗、高下、方斜、迂直等九法,這和西晉裴秀著名的“制圖六體”是大體壹致的。他還把四面八方細分成24個方位,使圖的精度有了進壹步提高,為我國古代地圖學作出了重要貢獻。

在地質學方面,沈括奉命到北方邊疆視察,路過太行山麓,看到螺蚌化石。

據此,他推斷這裏過去是海濱,現在距海已近千千米了。並進而推斷華北平原是由黃河、滹沱河、涿水、桑乾河等沖積形成的。根據化石來恢復古地理環境,是沈括在地學史上的偉大貢獻之壹。

他還從黃河等河流的侵蝕和沈積以及歷史記載,來說明華北大平原是由這些河流自上流沖積帶來的泥沙沈積而成的。這是對華北平原成因最早的科學解釋。

他還論述了上聳千尺、峭拔險奇的雁蕩諸峰,其高巖峭壁的頂部,適在同壹平面之上,由此推斷雁蕩諸峰是由流水侵蝕作用形成的。

流水將疏松破碎的巖石、土壤沖走,留下堅硬、固結的峭峰,因而其巔高度會在同壹平面之上。此後他又以黃土高原為例,進壹步闡明了流水的侵蝕、沈積原理。

在氣候學方面,沈括根據延州永寧關大河岸崩,入地數十尺,其下出土壹石筍林,***有數百莖,都變為化石。因而推斷這裏氣候早年濕熱,竹生繁茂。根據化石來研究古氣候變遷,沈括也是世界上最早的。

他還記載了有關虹和大氣的折射現象,認為“虹乃雨中日影,日照雨則有之”,論證和解釋了這壹天空大氣折射現象的科學原理。

他還記錄了登州,即山東蓬萊的“海市蜃樓”現象,指出這種現象不僅出現在海濱,也會出現在大陸。這是壹種大氣的折光現象。

沈括又科學地描述了龍卷風發生時的全部過程和外表形態。其外形望之插天如羊角,具有強大的破壞力,所經之處,官府、房舍、居民住家壹掃而空,通通卷入雲中去了。甚至會使縣城變為廢墟。

他對龍卷風的細致描述,證明了龍卷風的分布並不僅僅是南美洲獨有的現象,當時的我國也曾發生過龍卷風。

沈括對物候學也有過傑出的研究,說明了溫度隨地勢的增高,會相應下降。植物開花也跟著會在時間、季節上延緩。同壹種植物,因品種不同,發育期也不同。

同壹品種的植物,其習性可以因人工栽培而改變。改善植物的水、肥、光、溫條件,也會促使植物早熟。他系統地提出了物候隨高度、生物品種、緯度高低、人類生產活動的變化而變化的理論,在世界上也是首創。

沈括在《夢溪筆談》中留下了歷史上對指南針的最早記載。他在書卷第二十四《雜誌壹》記載:“方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常偏東,不全南也。”這是世界上關於地磁偏角的最早記載。

沈括在《夢溪筆談》的《補筆談》第三卷中《藥議》中又記載:“以磁石磨針鋒,則銳處常指南,也有指北者,恐石性也不同。”

沈括在世界上最早經實驗證明了磁針能指南,然常微偏東,記錄了地理子午線和地磁子午線指示的方向並不完全壹致。因而他是世界上最早經實驗證實並記錄了地磁子午線不正南,而微偏東,也是世界上最早發現並記錄了地磁偏角的科學家之壹。

沈括不僅記載了指南針的制作方法,而且通過實驗研究,總結出了4種放置指南針的方法:把磁針橫貫燈芯、架在碗沿或指甲上,以及用絲線懸掛起來。最後沈括指出使用絲線懸掛磁針的方法最好。

沈括是世界上最早記錄了石油,並斷言石油必大行於世的科學預言家。

有壹次,沈括在書中讀到“高奴縣有洧水,可燃”這句話,覺得很奇怪,水怎麽可能燃燒呢?他決定進行實地考察。

在考察中,他發現了壹種褐色液體,當地人叫它“石漆”、“石脂”,用它燒火做飯,點燈和取暖。沈括弄清楚這種液體的性質和用途,給它取了壹個新名字,叫“石油”。並動員老百姓推廣使用,從而減少砍伐樹木。

沈括在其著作《夢溪筆記》中記載“鄜、延境內有石油”,並且預言“此物後必大行於世”,是非常難得的。沈括發明的“石油”這個名詞便壹直沿用至今天。

多才多藝的偉大科學家沈括在地理科學上的貢獻,也證明了他在許多方面攀登上了當時世界的高峰。