沈括,字存中,
宋仁宗天圣九年(公元1031年)生于浙江钱塘(今杭州)一
官僚家庭。自幼勤奋好读,在母亲的指导下,14岁就读完了家中的藏书。24岁开始踏上
仕途,三年后,被推荐
到京师昭文馆编校书籍,在这里他开始研究天文历算。晚年他在
梦溪园认真总结自己一生的经历和科学活动,写出了闻名中外的科学巨著《
梦溪笔谈》和《忘怀录》等。宋哲宗
绍圣二年(公元1095年)沈括逝世。
《
梦溪笔谈》是中国科学史上的
坐标,是沈括一生社会和科学活动的总结。书中内容极为丰富,包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、文学、史学、考古、音乐和艺术等共600余条。其中200多条属于科技方面,记载了他的许多发明、发现和
真知灼见。《梦溪笔谈》中还第一次明确地谈到
磁针的偏角问题。
庆历中,河决北都商胡,久之未塞。三司度支副使
郭申锡亲往
董作。凡塞河决垂合,中间一埽,谓之“合龙门”,功全在此。是时屡塞不合。时合龙门埽长六十步,有水工高超者献议,以谓埽身太长,人力不能压,埽不至水底,故河流不断,而绳缆多绝。今当以六十步为三节,每节埽长二十步,中间以索连属之。先下第一节,待其至底,方压第二、第三。旧工争之,以为不可,云:“二十步埽,不能断漏,徒用三节,所费当倍,而决不塞。”超谓之曰:“第一埽水信未断,然势必杀半。压第二埽止用半力,水纵未断,不过小漏耳。第三节乃平地施工,足以尽人力。处置三节既定,即上两节自为浊泥所淤,不烦人功。”申锡主前议,不听超说。是时贾魏公帅北门,独以超之言为然,阴遣数千人于下流收漉流埽。既定而埽果流,而河决愈甚,申锡
坐谪。卒用超计,商胡方定。
【
三司】官署名,北宋最高财政机构。宋代以盐铁、度支、户部三部合为三司,统筹国家财政,其中度支掌管财政支出。三司度支副使是三司的副长官。
【
埽】大河决堤时,用来抢险护岸堵决口的一种制件。用这种材料制作的堤坝也叫埽。埽,音sào。
庆历年间,黄河在
大名府商胡埽决堤,很久没能堵住。三司度支副使
郭申锡亲自前往指挥施工。通常堵塞河堤决口,将要合龙的时候,安放中间一节埽,称为“合龙门”,工程的成败全在于此。当时,河工多次堵塞决口都不能合龙。那时候合龙门的埽长六十步,有一个名叫高超的河工建议,认为埽身太长,人力压不下去,埽不能下沉到水底,因此不能截断河中流水,而绳缆大部分被拉断了。现在应当把六十步的埽分为三节,每节埽长二十步,中间用绳索连接起来。先压第一节,等它沉到水底,再压第二、第三节。老河工竭力争辩,认为不行,说:“二十步长的埽不能堵塞水的渗漏,白白地损失了三节埽,所需费用会比原来增加一倍,而决口还是堵不住。”高超对他们说:“压第一节埽确实没有断流,但水势必然减少一半。压第二节埽,就只需用一半的力气,即使水流没有截断,也不过是小的渗漏而已。压第三节埽完全是平地施工,可以充分发挥人的力量。三节埽都安放完毕,前两节就自然被泥沙淤填,用不着再耗费人力。”
郭申锡主张原来的方案,不听从高超的建议。当时贾魏公为大名府主帅,唯有他认为高超的说法是正确的,暗地派遣数千人到下游去捞取冲下来的埽。按照原来的方法合龙,埽果然被水冲走,河堤决口反而愈加扩大。
郭申锡因此被降职。最终还是采用了高超的办法,才堵住了商胡的河决。
黄河决堤在我国历史上是经常发生的事。为了对付河患,所以人们后来创制了埽。埽是一种以
秫秸、芦苇、树枝、泥土、石块等为主体,用绳索或竹索捆扎起来而成的制件。每当大堤溃决,就用埽去堵口抢险。据《汉书沟洫志》记载,汉武帝在瓠子口(今河南濮阳)堵黄河决口时,下令“群臣从官自将军以下皆负薪置决河”。可见埽的使用,最早在汉代就已经开始了。
《巧合龙门》记载了河工高超发明的三节压埽法,这是对历来使用埽的一种改进。但因为这一方法不是祖宗成法,所以自然不被墨守成规的官吏采纳,也不为因循守旧的河工所接受。然而事实证明,这种三节压埽法是堵塞河决的有效措施。沈括记录了这件事,无疑是对那些
抱残守缺的人的批评,是对那些勇于创新的人的赞颂。