宋朝是我国文化发展史上的一个高峰时期，以往人们的关注点更多聚焦于当时繁荣的人文科学，但其实自然科学在宋朝也出现了明显的进步，说起宋朝的科技发展史那就不得不提到沈括及其著作《梦溪笔谈》，这部著作作为当时科学发展的代名词标志着一个科技发展高峰的到来，那么《梦溪笔谈》为何能被誉为“中国科学史上的里程碑”呢？今天咱们就来浅谈一下这部包罗万象的百科全书。
沈括夜观图
其人其书
沈括（1031年—1095年），字存中，钱塘（今浙江杭州）人，出身钱塘沈氏，早年进士及第后步入仕途，后受王安石器重参与熙宁变法，历经多年官场沉浮后隐居梦溪园，深居简出，“所与谈者，唯笔砚而已”，遂著成巨著《梦溪笔谈》。
《梦溪笔谈》
沈括毕生致力于科学研究，在多个自然科学领域均有极高造诣，《宋史》中的“天文、方志、律历、音乐、医药、卜算无所不通”是很公允的评价，《宋史·艺文志》记载其著作达二十二种一百五十五卷，而集历代科学成就于一身的《梦溪笔谈》是其中最具价值的一部，堪称宋朝的百科全书，内容涵盖数学、天文、地理、气象、物理、化学、冶金、兵器、水利、建筑、医药、生物等领域，书中对当时科技成就的如实记录尤为珍贵，比如毕昇的活字印刷术、三埽施工法、磁针装置四法、水法炼铜法等，英国科学史学家李约瑟将《梦溪笔谈》称为“中国科学史上的里程碑”。
天文学
沈括对天文观测极其重视，主持司天监期间以实测的日、月、五星行度为依据完善历法，并于宋神宗熙宁七年（1074年）完成《奉元历》，通过对天体运行的细致观测，生动形象的描绘了五星的运行轨迹与陨石坠落的场景。
浑仪
沈括通过三个月的不间断观测对极星和天北极的距离进行了测算，得出极星“离天际三度有余”的结论，同时提出了许多超越前人的见解，比如推测出冬至昼夜一天的长度“百刻而有余”，夏至昼夜一天的长度“不及百刻”的重要结论，给出“月本无光”、“日耀之乃光耳”的科学理解，破除了前人的唯心主义说法。
《梦溪笔谈》
沈括还十分注重观测技术的改进，熙宁七年（1074年）七月，“沈括上浑仪、浮漏、景表三仪”，这是当时用来测量天体位置、时间、日影长度的天文仪器，经过沈括的改进，仪器的观测精度有了大幅提升。
数学
沈括在数学方面的主要成就是推导出了隙积术与会圆术，隙积术是求解垛积问题的方法，沈括将连续个体的累积转化为连续整体数值的求解，已经具备了用连续模型求解离散问题的思想，此举将等差级数求和问题推进到高阶等差级数求和的新阶段，开辟了数学研究的新领域，被杨辉等后世数学家继承并发扬光大。
《梦溪笔谈》
会圆术是由弦求弧的方法，基本思想是以直代曲，沈括开创性的利用弦、矢求出了弧长的近似值，这种方法的出现不但推动了平面几何的发展，也对球面三角学的研究产生了重大影响。
物理学
沈括在物理学领域的研究主要集中在磁学与光学方面，详细论述了人工磁化的方法与指南针的四种装置方法，并分析了各种方法的优劣之处，指出磁针“常微偏东，不全南也”，即地磁南北极与地理南北极之间存在磁偏角的现象，这应该是关于磁偏角最早的记载，比哥伦布发现磁偏角提前了四百多年。
司南
在光学方面，沈括精确、形象地阐述了小孔成像、凹面镜成像等基本原理，运用“碍”（焦点）的概念，指出光的直线传播与凹面镜成像的规律，通过实验发现“阳燧面洼，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒”，此处“过此”的“此”即为凹面镜的焦点，意思是物体在凹面镜焦点内会成正像，在交点处不成像，而在焦点外则成像不清晰。
透光镜
沈括还对透光镜进行了仔细研究，“世有透光鉴，鉴背有铭文，凡二十字。字极古，莫能读，以鉴承日光，则背文及二十字，皆透在层壁上，了了分明。人有原其理，以为铸时薄处先冷，唯背文上差厚后冷而铜缩多，文虽在背，而鉴面隐然有迹，于光中现。予观之，理诚如是。”，他提出铸造时冷却速度的差异是透光镜能够反射背面铭文的原因，虽然未必完全与事实相符，但这种大胆的科学探索精神值得称赞。
地理学
沈括在地理学研究方面也颇有建树，熙宁七年（1074年）四月，他在浙东考察时看到雁荡山“峭拔险怪，上耸千尺，穹崖巨谷”的地貌，认为这种地貌是由于水流侵蚀造成的，“原其理，当是为谷中大水冲激，沙土尽去，唯巨石岿然挺立耳。”，而七百年后英国人赫顿才在《地球理论》中提出了同样的看法。
雁荡山
沈括根据太行山发现的“螺蚌壳及石子如鸟卵”，推测此地曾经是海滨，之所以会变成平原是由于“浊泥所湮耳”，即华北平原是河水冲积形成的，这是关于华北平原成因最早的科学解释。沈括还科学的描述了龙卷风形成的原因、形态和破坏力，并用月亮的盈亏论证了日、月的形状、潮汐与月球之间的联系，这些研究成果在当时是领先世界的。
《梦溪笔谈》
元佑二年（1087年），沈括经过十二年的不懈努力终于完成《天下州县图》，内容之详世所罕见，二十幅地图包含全国总图及各地区分图，在制图方法上提出分率、准望、互融、傍验、高下、方斜、迂直等方法，令人惋惜的是未能留存至今。
沈括还开创了飞鸟绘图的先河，“飞鸟图”即“取鸟飞之数”，以飞鸟的直线飞行距离为依据，原理与航拍类似，大大增加了地图的准确性，沈括还将他考察过的山川、道路、地形用木板制作成三维立体地理模型呈给宋神宗，这是历史上关于木制地形图最早的记载，比西方的三维地理模型早七百年。
医药学
沈括在医药学方面的贡献是以实物为依据，对一物多名或多物一名的混乱现象进行了细致的考辨工作，纠正了前人的某些错误，另外十分重视临床医方的搜集，著有《良方》一书，书中序言提到：“予所谓良方者，必目睹其验，始著于篇，闻不预焉。”，其中“秋石方”的记载据考证是已知最早的荷尔蒙制剂配制方法，《梦溪忘怀录》中关于“药石井”的记述被认为是最早的磁化、矿化水制备法，《梦溪笔谈》中还对一些矿物的药用价值进行了记录，比如莽草、天竹黄等。
《梦溪笔谈》
《梦溪笔谈》中还有关于工程、文学、音乐、生物等各方面的内容，丰富的学术成果引起后世的广泛关注，世界范围内众多的研究学者普遍认为沈括是一位在自然科学的诸多领域均具有很高造诣的杰出科学家，他的科学成就是宋朝科技发展的重要体现，以往人们对宋朝文化繁荣的探讨多是围绕人文科学的角度，而沈括的科学研究成果让人们意识到宋朝自然科学发展的另一个重要侧面。
