沈括在化学方面的成就

郑事慎

(江苏盐城广播电视大学)

沈括(1031—1095)字存中，北宋杭州钱塘县(今浙江杭州)人，是我国历史上一位文武兼备的政治活动家，多才多艺的学者，11 世纪时世界第一流的科学家。

沈括一生的大部分时间从事政治活功，但它刻苦治学，“博闻强记， 一时罕有其匹”，“于天文、方志，律历，音乐，医药、卜算无所不通”。他在自然科学、社会科学、哲学各个领域，都有高深的造诣和杰出的成就。沈括在自然科学上有很多新的发现和创见。沈括的著作很多，见诸记载的有 37 种，可惜大多失传，比较完整地保存下来的是他晚年的科学名著《梦溪笔谈》。

《梦溪笔谈》是一部研究我国古代科学技术发展的珍贵文献，《笔谈》中关于自然科学的内容涉及到天文、数学、物理、气象、化学、冶金、地质、地理，水利，建筑，生物、医疗等十分广阔的领域，《笔谈》记述的科技成就极为丰富，显示了我国古代高度发展的生产技术和科学水平，充分表现出“中国是世界发达最早的国家之一”，对人类社会的发展产生过深远的影响。

闻名于世的指南针和活字印刷术，是我国古代四大发明中的两项， 马克思曾高度评价说：“火药、罗盘针和印刷术的发明，这是资产阶级发展的必要的先决多件”，《笔谈》对活字印刷术的发明及指南针技术作了完整的介绍。

铁能从胆水中置换铜的现象，早在西汉时期有了记载，这是湿法冶

金技术的起源，是世界化学史上的一项重大发明，建立在此基础上的胆水浸铜法，在北宋时期已用于铜的大规模生产。而在欧洲，直到 1670 年才发现胆水可被置换出铜的事实，这是我国劳动人民对冶金化学的杰出贡献。

1080 年沈括出使察访河北，曾到磁州锻坊参观炼钢，看到“灌钢”， 利用生铁含碳量高和熔点低，可以在温度较低时先熔化，让生铁的铁液灌入四周盘绕的熟铁中，和留存在熟铁内的氧化渣紧密地发生氧化还原反应，较快地去除渣滓和向熟铁内渗碳，使含碳量达到适当的分量而成钢。因为这种钢的冶炼方法的主要特点是生铁液灌注熟铁，所以称为“灌钢”。灌钢冶炼法是我国劳动人民独创的一种半流态的比较快速的炼钢法，早在南北朝时我国就发明了“灌钢”炼钢法，到北宋时已成为炼钢的一种主要方法，这在我国已有一千五百年的历史，而西方出现将生铁与熟铁混炼成钢的技术，距今只有二百多年的时间。

沈括是世界上最早发现晶体解理性的人，他曾观察到硫酸钙晶体解理之后的“最小单元”，都具有相同的晶形，比西方最早认识晶体的理解性的法国科学家阿羽依早七百年之久，是在研究各种外形的方解石打碎之后的碎块特征时，才发现晶体的解理性。硫酸钙晶体即石膏，白色透明，六边的单斜系棱晶，出产于解池盐卤中，可由盐卤流经的沟渠中得到它，大的象杏叶，小的象鳞片，全都是六角形的，形状规整象龟甲。敲打之后，硫酸钙晶体沿着它的纹理有规律地裂开，用现代科学术语来说，就是晶体的理解性，即晶体沿着一定方向的面裂开的性质。他又发现：楚州盐城在盐仓下的土中也有一种物质，六棱形，似马牙硝，象水晶一样明亮，润泽可爱，是结晶硫酸钠，很容易潮解，如盐碱一样。

沈括比校重视吸取劳功人民的智慧和创造，他在进行科学活动时能经常深入民间调查研究，注意群众的实践经验。公元 1080—1082 年，沈括曾做杖邱延路技略史(迤防军事使官)到达陕北，发现“麟延境内有石油”，石油这一科学名词就是沈括最先提出来的，一直沿用至今。指出石油产于水边沙石中，与泉水相杂，慢慢地渗出来，当地人用野鸡翎把石油沾起来，放在瓦罐里，很象纯漆，燃烧起来油烟很大，推想油烟(炭黑)可以利用，用以制墨，又黑又亮，在墨上标有‘延川石液”四个字的， 就是这种用石油炭黑制成的墨。他是第一个用石油炭黑代替过去一直沿用的松烟制墨的人，表现了沈括勤于思索，勇于突践，敢于创新的精神。

古代道家多用朱砂采炼丹，曾有不少人误以为长生不老药，封建统治阶级用以欺骗和愚弄劳功人民，沈括在‘朱砂转化”中指出：丹砂“既能变而为大毒，岂不能变而为大善？既能变而人，则宜有能生人之理”。这段话，体现了沈括可贵的辨证法思想。

沈括在《梦溪笔谈》中记录了大量的材料，总结劳动人民的生产实践，是劳动人民智慧的结晶。他以严谨治学的精神，坚持实事求是的态

度，探索科学规律，好学深思，仔细观察认真记录，进行分析研究，从感性认识提高到理性认识上来，值得后人学习。他的著作为历代各门学科和专家经常引用，为科学史作出了极大的贡献。英国剑桥大学教授李约瑟博士，专门研究中国古代科学史，对《梦溪笔谈》给予极高的评价， 称之为“中国科学史上的座标”。我们必须认真结和继承这份珍贵的历史遗产。