三、激流勇进 变法骨干

沈括是一位有卓越成就的科学家，又是一位有先进思想的政治家。他是王安石变法运动中的一名骨干人物。

北宋初年结束了五代十国的分裂局面，政局相对稳定，社会经济较前代有了很大的发展。但到了沈括为官时，建立了一百余年的北宋，已暴露出了

封建国家的各项固有矛盾。豪强地主大量兼并土地，广大农民却无立锥之地； 外患纷乱，北有辽国、西有西夏，后来又有金国，他们不断犯边，使得北宋政府增加大量赋税以备军费；北宋政府官员剧增，各项开支浩繁，更使得统治阶层加重对广大平民的压榨。许多农民辛苦一年收的粮食，几乎全被官府收走充做多如牛毛的赋税，他们只能以糠麸、菜根、植物的果实等渡日。民不聊生、官逼民反。沈括之时，就发生过京东王伦，京西张海、郭邈三，河北王则等领导的农民起义。

社会矛盾如此尖锐，使得北宋统治者不得不考虑改弦更张。代表中下层地主利益的王安石提出了推行新法的创议，希望通过变法使得社会矛盾得以缓和，国家实力得以增强。宋神宗接受了王安石变法的主张。熙宁二年（1069 年），变法运动正式开始。

沈括与王安石早就相识，两人的思想有许多一致的地方，所以二人是知己。沈括多年在基层为官，了解社会现象和农民疾苦，对社会积弊深有感触。他也认为只有通过一场大的政治改革，抑制兼并，减轻赋税，兴修水利，使得国富兵强而最终解决社会危机。所以当变法运动刚一酝酿，沈括就积极参加进去。然而这时沈括的母亲去世，他送灵柩回故乡钱塘安葬，处理完丧事后返回京城开封已是第二年。此时变法运动正方兴未艾，王安石被拜为宰相， 均输法、青苗法、农田水利法等一系列新法相继制定、推行。这些措施使得社会经济有了一定程度的发展，暂时缓和了日益发展的社会矛盾，劳动者的负担相对减轻，整个国家实力也有了提高。

看到这种局面，沈括更加积极地投入到这场运动之中。沈括当时任太子中允、检正中书刑房公事之职，官位虽不很高却握有实权，许多变法规划都有他的参预。沈括利用自己的科学才能积极为推行变法、富国强兵而服务。首先是疏浚和整治汴水。

整治汴水是推行农田水利法的重要保证之一。北宋京师的给养输送，主要依靠汴水水运，如果汴水淤塞，则京师的物资供应就会受到严重威胁。而此时，汴水淤塞的问题已很严重，因为汴水引自黄河，自然就携带大量的泥沙，由于年久失修，河床逐渐增高，有的地方河床已经比堤外地面高出三、四米形成“地上河”。这样，河堤一旦溃决，非但物资无法运输，堤旁的千家万户都有生命之忧。如此情况下，能否疏浚汴水，化险为夷，是直接关系到新法推行成败的大问题。

沈括受命治汴后，认真地进行了疏浚河道和测量工作。他认为，如果仍然引黄河水作为汴河的水源，即使这次疏通，天长日久后也会再次淤塞，所以治汴的关健在治本，即水源问题，最好能引水质较清的洛河水入汴。为了达到这个目的，根治汴河，他对汴河的地势进行了非常详细的测量。

测量的地段，从开封上善门起，至泗州（今江苏盱眙地区）止，这段是汴河的关键地段，长度是八百四十里又一百三十步，这是比较容易测量的。关键是两地地势高低的差别，而这用一般的测量工具是无法得到准确数字的。但这难不倒博学多知的沈括，他创造了一种新的测量方法——分层筑堰法。沈括先指导民工把开挖汴河时取土形成的堤外小沟开通，形成一条与汴河平行的小河道；然后往里灌水，使水积蓄在地势最低的泗州一段的河道。当水面平稳时，靠近上游的河段就逐渐形成浅涸；在这筑一道横截小沟的堤堰，再往上游方向灌水，如此直到开封河段。因为小沟中的水是静止与水平的，因此可以把堤堰的分层看成是一级级台阶。只要测量各级堤堰的水平面，

将其各层高度加以比较即可。最后，沈括测得京城附近的地势，要比泗州高出十九丈四尺八寸六分。沈括的这种测量地势的方法，开创了世界测量史上的先河。

汴河地势的测量完成，为引洛水入汴开创了便利条件。元丰二年（1079 年），工程完成取名为“清汴”。由于有了新的水源，就封闭了黄河入汴的水口，减少了泥沙的淤塞，使堤坎不会再有被决的危险，水患被根除；同时更加方便了开封与各地的物资交流。这一切都是与沈括的建议与测量分不开的。

熙宁六年（1073 年）六月，在王安石的举荐下，沈括受命前往两浙（今江苏、浙江等地）视察农田水利及差役等方面情况。他一到任，就同地方官员协商整修水利之事；同时，他亲自到各地进行实地调查、处理问题。在常州、润州，他召募饥民兴修水利；在苏州、秀州，他指导疏浚湖浜；在温州、台州、明州等地，他发动百姓围海筑堤来保护东部临海的田地。这么多的农田水利工程，对于两浙农业经济的发展，起到了很大的作用。

为了减轻百姓的负担，沈括向朝廷提出建议，减免两浙人民每年额外上供的十二万匹绢帛，得到批准。早在沈括担任地方官时，他就发现农民生活贫苦的一个重要原因：每当秋收，粮食多而价格很低，而此时农民又需钱用， 就只得将粮卖给大户；到了青黄不接之际，农民无以为食只得高价向大户买点口粮。这样，大地主大商贾大发其利，广大农民却愈发困苦。鉴于这种情况，沈括建议各地官府设立机构，收粮时平价购入，粮乏时平价卖出，以解决农民的实际问题。这一建议被朝廷采纳。沈括注意体恤民情，由此可见一斑。

在处理政务的闲暇之余，他继续了自己的科学研究。1074 年春，沈括来到浙东的温州地区，听说雁荡山风景奇美，就决定去游览一番。他刚进入雁荡山区，井未发现什么特别的地方。可是进入深处后，他大吃一惊：山峰都是那样陡峻险怪，挺拔高耸，景色奇秀。原来这些山峰全座落在谷地当中， 四面被山包围着，所以从山外向里看就发现不了什么。更奇怪的是，从山外高处看，各峰的顶与高与地面几乎相平，有的还低于周围山的山脚。

这种奇异的景象是如何形成的呢？沈括再一次进山仔细观察，探寻其中的奥秘。他踏遍谷内的山岭溪涧，发现山峰顶部都有岩石被水流侵蚀的痕迹， 由此他得出结论：由于山谷中的泥沙被大水冲走，只剩下坚硬巨大的岩石高峻挺立，这就形成了山谷内千峰竞秀的奇特景色。由此他还联想到陕北一带的黄土高原中，突立的黄土柱往往高达几十米，这和雁荡山奇峰形成的原因一样，是水流长期冲刷的结果，只是一个为石一个为土而已。

这年四月，沈括还朝。不久，辽国不断在边境挑衅，北方局势吃紧。为加强边境防御，朝廷任命沈括为河北西路察访使，任务是视察和整顿边防。进入太行山区后，他突然发现远处山崖上横着一层怪怪的石壁，就象一条长带，走近一看，原来是许许多多的螺蚌壳和卵形砾石。

“山上怎么会有海边才有的东西？真是奇怪！”又走了一段路，沈括发现前面岩层中又有这样的东西。他取了一些样品，仔细观察了一番，一点不错，真是只有海里才有的东西，那为什么到这里了？沈括思索着。

“沧海桑田”，沈括想到了这句习语。大海可以变为桑田、桑田也可以归于大海，这就是说海陆可以相互变迁。这里东离大海虽有千里之遥，但在上古时代可能就在海边，所以才会有这些东西。这一大片陆地都应是后来水

流携带的泥沙沉积，并靠水流冲积而形成的。”

关于水流冲积可以形成陆地的观点，沈括是第一个提出来并做出解释的。西方提出这个观点的英国学者赫顿，是生活在六百年之后的人了。

沈括到处视察边防后，发现薄弱环节就立即采取措施。他在半年时间内， 经批准采取了三十多项防务措施，这些对于保障边境人民的生命财产安全起到了积极的作用。

其中一项重要措施是挖掘陂塘。早在宋辽交战之初，两国接壤的河北平原上，为了阻挡辽军尤其是骑兵的前进，宋修筑大面积塘泊阻挡，这种措施起到一定的作用。但许多陂塘因年久失修，失去了防御价值。为了对付辽国新的进犯，沈括利用原来修建的陂塘，加以重修和扩建。例如徐村淀的修复。此淀原是深州（今河北深县）北部的门户，防御作用很重要，因长期废弃已干涸，此时的深州城就直接暴露在辽国骑兵的铁蹄之下。经沈括设计，奏请朝廷批准后，花了两年时间引来河水注入淀内，形成了五十里水上防线。

沈括还积极在边境推行新法中的保甲制度。具体地说，就是每十户编成一保，有保长；十保为一大保，有大保长；十大保为一都保，有正副部保长。保户中的男子为保丁，政府允许他们使用兵器，练习武器。这种制度的推行， 可以作到寓兵于民，加强政府的军事力量。

此外，他还在边防线上的重要位置修筑城防，在交通枢纽处架设浮桥，在许多前沿阵地安置营寨等等。总之，沈括这次北方之行采取了许多措施，加强了北部边防。这是王安石变法重要目的——富国强兵的一个主要内容。沈括作为一名精通科学的政治家，十分注意在变法中为加强国家军事实

力而研究军事学。由于他博学多才，又处事干练，所以倍受器重，北方之行尚未结束，朝廷又委派了他新的职务——兼制军器监。这是王安石变法中为增强军事实力，进行军事改革、加强兵器生产所设的新机构。沈括在任此职一年之中，结合自己很早就研究过的军事理论，在实际应用中进行更深一层的军事学研究取得了可观的成绩。

一是修订完善了《九军阵法》。古代作战讲究排兵布阵，即阵法。阵法能否与作战时的客观形势相结合，使其利于发挥战斗力，是取胜的一个重要因素。当时的作战阵法是由郭固等人制定的，他的方案是让九军共为一营阵

（行为阵，住为营），外面环绕一个驻队，这样就把十万军队集中在方圆十里的范围之内。各路帅府的将领和宋神宗对于此阵法均不满意，神宗就令沈括重新制定。沈括经过仔细研究，发现这种阵法不利于实战，列阵方法有很大缺陷，在实战中是难以找到方圆十里而无山丘、河流、树林等障碍可供按图布阵的地方，这样的阵法也不利于士兵发挥个人战斗力。因此，他提出新的《九军阵法》方案：九军各自为阵，占据有利地形；前后左右分列，根据地形自成营阵。这样，作战时各军分合自如，敌人攻击一点则全军合力围攻。沈括提出的新阵法，配合默契、运动自如，宋神宗下令颁行。后来，沈括把自己对于阵法的研究编著成《边州阵法》，被作为军事资料存于军事部门。

二是制造精制武器。首先他制造了新式兵车。兵车是我国古代一种很有威慑力的武器，它进攻时威力巨大，退时又能参预防守。沈括参考了古典文献，根据当时作战的实际需要，制造了新式兵车，挑选军士演习新的车战阵法，得到了宋神宗的赞许。沈括还对制造精良兵器的技术进行了科学研究。他亲入兵器作坊，通过仔细观察研究了熟铁和钢的区别，同时他也掌握了冷锻和热锻两种不同的锻造方法。锻造成的钢都非常坚韧，用它制甲，在五十

步外用强弩射它，箭不能入；偶尔射中甲片上用来缝缀的钻眼，箭头的铁竟被钻眼边缘的钢反卷过来。掌握高超的制造技术，目的是提高武器的质量， 是最终达到“富国强兵”的变法目的的重要方面。

在此之前，宋朝的武器大多由各地制造，往往粗制滥造，质量低劣。许多刀枪经过剥蚀，锈结成团、没有锋芒；有的盔甲甚至用纸麻缝就，稍一用力就会破烂。有人形容说：别看国家的武器成千上万，可真能派上用场却少之又少。然而在沈括等人的努力下，军器监成立仅一年多，各种军器生产增加少则一两倍，多则数十倍，而且质量也有了极大的提高。据史书记载：此时各种武器国家准备充足，质量有了保证。真要打仗，可以供应几十年。

三是沈括还研究了作战防御技术。他在进行上两项研究的同时，也研究了城防战术，编著成《修城法式条约》一书。此书记载了当时城防用的敌楼、马面及团敌等防御战术，并总结了防敌筑城的经验。

综观沈括参预王安石变法的这一历史时期，我们可以看出沈括不仅是一位积极推行实践新法的政治家，同时也是一位杰出的自然科学家。他参与王安石变法运动态度坚决而明确，为国为民办了不少实事。尽管他从河北回京后，王安石曾一度听信大臣吕惠卿的谗言，对沈括产生了怀疑。但沈括始终对王安石表示出尊敬与钦佩，从未说过半句怨言；就是在新法失败后，王安石被罢相还乡，沈括在自己的著作中提到王安石还称之为丞相、荆公，并歌颂他清正的人格和革新的精神。