沈(括)学·《梦溪笔谈》的学术价值、研究·物理学

沈(括)学·《梦溪笔谈》的学术价值、研究·物理学

沈括仔细地观察事物，记录现象，由精确的辨认，通过分析，研究了解它内在、外在的联系，进而提高到理性认识的阶段。所以当他看凹镜映入的东西是倒影，反复研索，发现用手指对镜，近镜而是正影，渐远时影子没有了，再远一些，镜中却出现了倒影。因而联系到天空鸢飞，照在地面的影子是向着进行的方向移动，但若光线到鸢身上再穿过窗上小孔，那么所见的飞鸢与其影子进行的方向恰恰相反，由此悟到凹面镜上照不见手指的地方(距离)正等于窗上的小孔，就得出有关光线穿过小孔与焦点形成光束的光学理论(第44条)。它启发后人对针孔成象继续钻研，并取得很大成绩。宋末赵友钦做了大规模的对比实验，区别了大孔光斑与小孔倒象，知道了物距、象距跟光源强度的关系等等 (王锦光、闻人军《赵友钦及光学》，《杭州大学庆祝建国三十周年科学报告会论文集》，1979年10月);清代郑复光做了一系列小孔成象实验，包括正象、模糊无象以及倒影几种情况，揭示了光学成象的全过程(王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。针孔成象与凹面镜成象，沈括用 “碍”这个概念联系起来，并提出 “格术”。“格术”后来失传了，因 《笔谈》 中提到 “格术”，引起后世注意。郑复光认为“格”者“隔”也，窗隙、焦点均为格。清代邹伯奇 (1819—1869) 作《格术补》，认为“格术”是几何光学。实际上“本末相格”就是现代光学中的等角空间变换关系 (王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。

第209条所记述的验尸方法，是我国关于滤光应用的早期记载 (《梦溪笔谈》译注〔自然科学部分〕，安徽科学技术出版社，第144页)。王锦光在此基础上也作了一系列的实验，证实“红光验尸”合乎科学道理(王锦光《关于“红光验尸”》，杭州大学学报(自然科学版，1984年第3期)。《笔谈》这一条记载对后人有很大影响，例如宋代郑克的《折狱龟鉴》就曾引用。南宋宋慈(1186—1249)的《洗冤集录》对这一条稍有发展，还可用新(红)油绢作滤光器，“若阴雨以热炭隔照”(郑克《折狱龟鉴》卷六;宋慈《洗冤集录》卷二)。

《笔谈》第357条，沈括通过对虹和太阳位置的观察解释虹的成因，与现代科学原理相符(王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。

还有其他如第537条，沈括曾指出“二十八调但有声同者即应”，并科学地利用纸人的演示实验，验证了差八度音时两弦的谐振现象，十分直观。欧洲与此实验类似的用纸游码的实验，迟至十七世纪才出现 (王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。

在第544条中，他批判了卢肇所谓潮汐系“日出没所激而成”的错误，指出海潮跟月亮的关系，肯定了月球对潮汐的主要作用。这比西方“潮候时间”要早约一百年(王锦光、闻人军《沈括的科学成就与贡献》)。