“当太阳射到地球上的光线被月亮挡住时日食便发生了，所以日食一定 发生在朔日。当地球挡住了日光，月亮这时走入了地球的影子中，便发生了 月食，所以月食就一定发生在望日。但是太阳轨道黄道与月亮轨道白道并不 重合，它们之间有一个夹角。所以，只有在黄道、白道交点的附近，日月和 地球真正处在同一直线上，才有可能发生日月食。”
官长听得愈发明白。接着，沈括又详尽描述了日月食出现的方位，井指 出黄道与白道的交点每月向西后退一度多，经过十八年零六个月，交点退行 一周。
沈括对于这几个天文学问题的解释，与现代天文学理论与实际大体相 符。黄白交点退行时间的计算，更是与现代数值极为近似。在九百多年前， 没有先进的天文观测仪器的情况下，得到这样的答案是很了不起的成就。
正因为沈括具有相当精深的天文学知识，到了熙宁五年（1072年），宋 神宗任命他为提举司天监，就是国家天文台的台长。司天监掌管天文历法， 其主要任务是观测天象、推算历法。显然，这是一个业务性很强的部门，没 有学有专长的内行是不行的。然而沈括到任后，发现监内官员大多不学无术， 没有真正懂得天文的人才，观测仪器也很匮乏。他们得到的一些数据，多半 是凭主观臆断或脱离实测的纸上推算得来的，缺乏科学性又脱离实际，对农 业生产也起不到应有的作用。
为了改变这种状况，沈括从两方面同时进行全面整顿。首先，他打破官 阶资历和门阀等级，排除阻挠，推荐平民历算学家卫朴入司天监。卫朴本是 一个双目失明的算卜者，但他擅长心算与筹算，记忆力非凡，对天文历法也 有很深的研究。沈括让他担任业务骨干，主持历法的修改。同时，他还罢免 了六个不称职的官员，调入一批懂业务的新人进行培训，学成后分配在监内 工作。
另一方面，沈括破除了北宋传统的以推算为主要手段的修历方法，坚持 深入实际，通过实测进行参验的方法来制定新历。要进行实测，必须有准确 的观测仪器，而司天监的旧仪器都已无法使用，因此沈括对旧仪器进行了改 造。首先，他改造了浑仪。
浑仪，是天文学家观测天体方位的重要仪器，它是一个模拟天空星辰实 际运行情况的模型。我国在公元前四世纪就有了浑仪，它的上面还有两个圆 环，一个是固定的赤道环，另一个是赤经环。随着科技的进步，到了东汉海 仪上增装了黄道环，张衡又加上地平环和子午环，到唐朝初年，李淳风把浑 仪由两重 （仪体、环）改为三重，加入了由黄道，白道和赤道等三环相交的 三辰仪。这就是宋以前浑仪的简要发展史，可以看出，仪器的发展方向是环 数越来越多，结构越来越复杂。物极必反，由于环数太多而相互交错，势必 会遮掩部分天区，减少观测范围而不利于观测。
实践经验丰富的沈括，发现了浑仪发展的不良趋势。为扭转这种现象， 经过反复研究，他发现白道环没有大的价值，又常常遮蔽仪器中的了望孔， 于是就取消了白道环；同时，他还改变了一些环固有的位置，使它们不挡住 视线。沈括此举，使浑仪发展方向发生了可喜的转折。元代科学家郭守敬， 就是沿着他的方向，取消了黄道环，既大大开阔了观测者的视野，又能保证 观测效果。
此外，沈括对计时器——浮漏与观日影的仪器——影表都做了改进，使 它们更加准确。为了说明他改制仪器的原理，沈括写成了著名的《浑仪议》、
《浮漏议》和《景表议》等三议。实际上这三篇文章的内容，不仅是对仪制 改制的说明，同时阐述了沈括的几个重要的天文理论。它们是我国天文学史 上的重要文献。
有了学有所长的人，又有了新的观测仪器，熙宁八年（1075年）闰四月， 由沈括和卫朴通力合作修成的新历《奉元历》，正式颁行了。新历以 365.243585日为一年，这同现在实测的365.2422日比较，虽稍大却比宋朝 已颁行的历法都准确。因此，新历受到人们的好评，宋神宗也对它大加赞赏。 但由于实测的时间不长，数据不够丰富，因此新历没有达到应有的水平。元 祐五年（1090年）发生了冬至落后一天的误差。但是，沈括靠实测修历的原 则对后世产生了深远影响，郭守敬的《授时历》就是遵循沈括的修历原则而 修成的，它使古代历法跃上了新的台阶！
在主管司天监的日子里，沈括又通过测定日影，对“蒙气差”现象作出 了科学的解释。“蒙气差”指的是天体发出的光从空间稀薄的外层空间进入 地球大气时所发生的光线折射现象。就好比把一支铅笔放在盛有水的玻璃杯 中，看上去铅笔就发生弯曲一样，实际上是光线折射现象所引起的。因此沈 括认为，人们在地面上观察到的太阳位置，并非太阳的实际位置；人们观察 到的太阳高度，比太阳的实际高度要高。他对“蒙气差”现象的这一科学解 释，比西方要早五个多世纪。
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。
小贴士：如果觉得52书库不错，记得收藏网址 https://www.52shuku.vip/ 或推荐给朋友哦~拜托啦 (>.<)
传送门：排行榜单 | 好书推荐 |