运河知识 | 科学家沈括的运河情缘

他，上知天文下通地理，曾钻研医术收集良方，也曾亲赴沙场带兵打仗，深入研究过书画音乐，懂数学和物理的相关知识，还精通水利建设……

这位天才科学家，名叫沈括。

他，和大运河有着说不尽的故事，他是汴渠的实测者，传世之作《梦溪笔谈》诞生在运河边。

沈括塑像

运河边写就《梦溪笔谈》

沈括（1031年－1095年），字存中，号梦溪丈人，杭州钱塘县（今浙江杭州）人。

沈括出身于官宦之家，从小就跟着父亲过泉州、润州、简州和汴京等地，增长见识。

父亲去世后，他走上仕途，一度受到王安石器重，历任太子中允、检正中书刑房、提举司天监、三司使等重要职务。

不过，如今人们谈起沈括，印象最深的并不是他当过怎样的大官，而是他的流芳千古的巨著《梦溪笔谈》。值得一提的是，这本书就写在大运河畔。

北宋元祐四年（1089年），年近花甲的沈括举家搬到了润州（今江苏镇江）。

在这座大运河边的城市，沈括隐居在梦溪园中潜心写作，总结了他生平所见所学，完成了在中国乃至世界科学史上都有着极其重要的地位的巨著——《梦溪笔谈》。

《梦溪笔谈》共有26卷，分为故事、辨证、乐律，象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议等，共17类。书中涉及到30多个文理学科，其中以自然科学类最为突出。

英国著名科技史学者李约瑟说：“《梦溪笔谈》是中国科学史上的坐标。”而沈括则被他认为是“中国整部科学史中最卓越的人物”。

独创“分层筑堰”，测出运河地势差

中国古代科学家们很讲究实用主义，沈括也一样。

在他的《梦溪笔谈》里，就涉及到了许多与水利，尤其是与大运河相关的知识。

沈括塑像

1072年，沈括奉命对汴河进行勘测。

汴河，在隋唐时被称为通济渠，一直是隋唐大运河的主干渠。北宋定都东京（今河南开封）后，汴河就成了都城的生命线。

当时的汴河，面临着一个重大的问题：为了漕运而引入的黄河水，引起了严重的泥沙淤积。

汴河有多长，淤泥导致的落差达到了怎样的程度？

在当时，并没有人知道。为了准确得出数据，沈括开始了勘测。

验最地势，用水平、望尺、干尺量之，不能无小差。汴渠堤外，皆是出土故沟，于因决沟水令相通，时为一堰节其水，候水平，其上渐浅涸，则又为一堰，相齿如阶陛。乃量堰之上下水面相高下之数会之，乃得地势高下之实。

——《梦溪笔谈》

沈括背着水平仪、望尺、干尺等测绘仪器，实地丈量了汴河从东京上善门到泗州淮河的距离，共八百四十里一百三十步。

此外，他还创造了“分层筑堰”法。按照汴河下游的地势高低，依次筑起多层的堰坝，并分段测量上下堤堰里的水位高低，然后把各个堤堰里水位的高差加在一起，以求得汴河上下游之间的地势差。

用这种方法，他测量出从开封上善门到泗州汴河入淮口之间，地势高度相差“十九丈四尺八寸六分”。

《清明上河图》中的汴河两岸

沈括将测量的结果用面糊木屑制成立体模型，把东京城危在旦夕的情形，直观展现在了皇帝和大臣们面前，于是针对汴河的整治工程很快获准实施。

在沈括测量出的数据支持下，元丰二年(1079年）工程竣工，汴河水道重新沟通了东京、洛阳和东南的河运。按照《续资治通鉴长编》的说法："江准扁舟四时上下，昼夜不绝，至今公私便之。"

参考书籍：《大运河汴渠实测者——沈括》

文字整理 | 现代快报 + 记者  张文颖 

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