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#書摘 #宋朝 #沈括

宋朝科學家沈括發現化石形成的原理　比達文西早了四百年

曲相奎 2020年12月04日 07:00:00

沈括一生為官，四處飄泊，幾乎走遍了大半個中國。險峻的名山，一碧萬頃的平川，煙波浩渺的湖泊，飛湍急流的江河，到處留下他的足跡。他深邃的目光，透過青山秀水，看到了它們的沉浮變遷。

比如在雁蕩山，沈括發現了一個奇怪的現象：他曾遊覽過不少名山，都是從嶺外便能望得見峰頂，而雁蕩山卻不然，只有置身山谷，才能看到高聳入雲的諸峰。經過再三琢磨，沈括得出了結論：是山谷中的大水，將泥沙沖盡之後，這些巨石才高峻聳立，拔地而起的。而且，雁蕩山的好多獨特景觀，如大小龍湫、初月谷等，也都是大水長年累月沖鑿的結果。由此，他聯想到西北那土墩高聳的黃土區，和雁蕩山的成因相同，也是大自然的傑作，只不過一個是石質、一個是土質而已。

沈括也正確的論述了華北平原的形成原因：根據河北太行山山崖間有螺蚌殼和卵形礫石的帶狀分布，推斷出這一帶是遠古時代的海濱，而華北平原是由黃河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所攜帶的泥沙沉積而形成的。透過觀察雁蕩山諸峰的地貌特點，分析了它們的成因，沈括明確的指出這是由於水流侵蝕作用的結果。他也對西北黃土地區的地貌特點，做了類似的解釋。

宋神宗時，有次黃河大堤崩塌，並出現裂痕，而中間竟出現竹筍林，非常怪異，沈括對此進行了仔細的考察。他看到一大片根幹相連，都化為石竹筍，真是罕見，根本無法知道這是什麼年代的東西。沈括就想：這兒的環境不適合竹子生長，可是卻怎麼會有竹筍的化石？想了好久，他得出結論：「是不是從前這裡氣候溫暖潮溼，適合竹子生長呢？」

在此基礎上，他還觀察研究了從地下挖掘出來的桃核、蘆根、松樹、魚蟹等各式各樣化石，明確指出它們是古代動物和植物的遺跡，並且根據化石推論了古代的自然環境，以及古環境變遷、植物地理分布的制約因素等。同時，他還考察了黃河三角洲，並提出三角洲是黃河泥沙堆積而成的，這些見解用今天的科學眼光來檢驗也是正確的。沈括提出廣種樹木、保護樹木以涵養水份的觀點，也完全符合當代保護環境的理念。這些都表現了沈括可貴的環保概念。

關於因水侵蝕而構造地形的觀點，在當時只有阿拉伯的一位科學家與沈括「英雄所見略同」，直到700年之後，英國科學家赫登（James Hutton）才完整的運用了這一原理論述地貌變化。另外，在沖積平原成因的解析、化石的命名，以及地形測量和地圖繪製等方面，沈括的貢獻也極有價值。

沈括在地質學方面卓越的研究，反映了中國當時地質學已經達到了先進水準。在歐洲，直到文藝復興時期，義大利人達文西對化石的性質開始有所論述，卻仍比沈括晚了四百多年。沈括視察河北邊防的時候，曾經把所考察的山川、道路和地形，在木板上製成立體地理模型。這個做法很快便被推廣到邊疆各州。

熙寧9年（1076年），沈括奉旨編繪《天下州縣圖》。他查閱了大量檔案文件和圖書，經過近20年的努力，終於完成了中國製圖史上的一部巨作――《守令圖》。這是一套大型地圖集，共計20幅，其中有大圖1幅，高4公尺，寬3.3公尺；小圖1幅；各路圖18幅（按當時行政區畫，全國分做18路）。圖幅之大，內容之詳，都是以前少見的。在製圖方法上，沈括提出分率、準望、互融、傍驗、高下、方斜、迂直等7法，這和西晉地圖學家裴秀著名的《製圖六體》大致相同。他還把四面八方細分成24個方位，使圖的精度有了進一步提高，為中國古代地圖學做出了重要貢獻。

*本文摘自《宋朝，被誤解的科技強國：天文鐘、潮汐觀測、觀星、昆蟲破案、石油命名，引入自來水，這些世界第一，都來自你以為很弱的宋朝。》，大是文化。