沈括在皖東南的足跡

張法先

第742期

沈括（1031—1096），字存中，杭州錢塘人，一生經歷宋代仁宗、英宗、神宗、哲宗四朝。在近三十年的官宦生涯中，以過人的精力和絕頂的聰慧，執着於自然科學和人文科學的研究。“於天文、方誌、律歷、音樂、醫藥、卜算無所不通，皆有所論著”。

沈括青年時曾客居寧國，中年時貶知宣州。

爲什麼客居寧國？說來也事出有因。一是爲了準備科舉考試，二是其兄沈披時任寧國知縣。沈括深知：父親去世後，爲了擔負養家的重擔，靠門蔭謀得主簿的小官，但不是進士出身，很難得到提攜與重用。於是他辭去官職，在嘉祐六年（1061）來到寧國，一面準備科舉考試，一面也遊覽各地的名勝古蹟。

在寧國兩三年內，沈括做了一件重要工作，那就是參與了由沈披自主持的修復秦家圩的浩大工程。衆所周知，圩田可以擴大耕地面積，但汛期破圩又給人民生命財產造成巨大損失，本爲好事有可能變成壞事。因此圍繞建圩與反建圩，早在唐末就開始了爭論。位於皖南青弋江下游的秦家圩（今在蕪湖縣境內），宋初水毀之後80多年還未修復。直到嘉祐六年（1601），在江南東路轉運使張顒、轉運判官謝景溫（系沈氏兄弟倆的姨表侄）以及沈披的倡議下，受江南東路的委託，由沈披及其弟沈括前往考察修圩事宜。沈氏兄弟精水利，會測算，並依據在海州修建圩田工作的實踐，針對不贊成修復秦家圩者的意見，逐條給予辯駁。這就是北宋時期傳承下來的著名的“圩田五說”。

萬春圩圖

一說所謂夏秋之水洪峯泛溢，圩田佔位，勢必造成破堤成災。沈括依據繪製的地圖說，秦家圩北有丹陽、石臼兩湖，沿圩河水又可注入長江，不存在“無廣澤所容”。這就是說，建圩要因地制宜，不能一概否定。

二說所謂圩田之後，地貌形態發生改變，汛期極易導致流水不暢。沈括認爲，可以開挖新的河道排水。這就是說，事物不是絕對不能改變的，必要時應當採用工程的辦法來處理。

三說所謂“圩水之所處，皆有蛟龍伏其下”。沈括斷然否定這類迷信說教。他解釋道：是圩外大河之水穿堤，天長地久，“其下不得不爲淵，淵深而岸廢”。這就是說，我們沒有認識到事物內在的關係，根本不是什麼蛟龍在作怪。

四說所謂秦家圩荒廢后，來此採茭業漁者已有百餘家，一旦圩復，勢必造成他們停業或改行，他們起來反抗怎麼辦？沈括認爲這是不能成立的理由，政府應當制定政策，承諾他們能過上安居的田園生活。這就是說，只要維護羣衆的正當利益，他們是會贊成的。

五說所謂圩之東南瀕臨大澤，“風水之所排，堤不能久堅也。”沈括分析說，這裏有百步緩坡，利用埂外植柳、沿灘種蘆的辦法，可以緩解風浪對圩堤的衝擊。這就是說，營造好的生態環境，就可增強圩堤的防護能力。

因爲論說有理，朝廷批准了修建計劃，當時僱募14000多民工，用了80多天時間，秦家圩如期按制定的方案實施修復。四年後長江中下游發大水，江東一帶多處遭到水患，只有修復後的秦家圩安然無恙，稻穀豐收。宋仁宗獲悉賜名“萬春圩”，這個吉利的名字一直沿用至今。沈括隨之將自己親歷的上述水利工程事蹟，寫成《萬春圩圖記》（收錄於《長興集》中），記下圩長84裏，圩寬6丈，圩高1丈2尺，設水口（即斗門）五處，有良田1270頃。圩內有溝行船，有路栽柳。尤其是在“圩田五說”中記載的，如何化解矛盾，統籌兼顧的建圩方略，即使在今天仍然有着理論指導意義。

沈括在完成萬春圩工程之後，除了準備考試，還開始研究樂律，認爲“禮樂在天下用處最大”。他大約花了三年時間，收集有關古代樂律之書，潛心研讀，“其聲音之所出，法度之所施，與夫先聖人所樂之意，粗皆領略”，並將心得體會寫成《樂論》，主動獻給朝中歐陽修及幾位大臣，目的是期盼達官顯貴對自己學識的讚賞，爭取有一個好的印象和前程。在宋朝如果有“進士出身”的學歷，再加上名臣的舉薦，那麼升遷速度是很快的。可惜這篇《樂論》早已失傳，只留下寫給歐陽修等四人的四封書信文字，後來成爲研究沈括樂律成果的主要依據。

明確記載於《夢溪筆談》又與寧國有關的事例，就是該書中的《枳首蛇》（俗稱兩頭蛇），全文爲下：

“宣州寧國縣多枳首蛇，其長盈尺，黑鱗白章，兩首文彩同，但一首逆鱗耳。人家庭檻間，動有數十同穴，略如蚯蚓。”

年輕的沈括對此特異的小長蟲，頗感興趣而記錄之。現代學者認爲：真正意義上的兩頭蛇是不可能生存的。只是因爲首尾粗細近似相同，尾部長相略似頭部，但無“七竅”。只是枳首蛇腹的鱗既能順劃（前進），又能倒劃（後退），這樣的行走方式，給人們產生了錯覺。

這裏需要說明的，就是沈括客居寧國時，還常到蘇州看望母親謝氏，也去杭州拜訪沈氏家族。因爲三地即使在古代，路程也不算遠。嘉祐七年（1062），沈括再次來到蘇州舅母家，參加當地的科舉考試，不負衆望，取得了第一名（解元）的優異成績。第二年初春，他又趕赴京師開封參加禮部舉行的省試，雖取得進士及第，但不在第六名以前，故須守候兩年，到治平元年（1064），注官揚州司理參軍，負責一州的刑獄訴訟之事，從此以後他一步步地登上高官之列。

沈括中年時貶知宣州。熙寧十年（1077）七月，他接到外貶詔書以後，即刻動身南下。由位高權重的主管全國財政的三司使，失落到地方上。同十六七年前來到寧國的心態截然不同。那次是鼓氣上進，這次是敗退泄氣。宋神宗“批他三誤國”，即在制定曆法、與北方邊界談判及實施新法中有過錯。而他自己認爲沒有錯，是朝中某些同僚在宋神宗面前說壞話而誣陷於他，因此委屈怒氣纏身。在他知宣州三年期間，常常給人留下體弱多病的印象，除了應付日常公務之外，就是養病治病，遊覽名勝古蹟以及做一些自己願做的事情。

沈括到宣州之後，就遊覽了城南水東鎮三天洞，洞壁刻有自唐代以來的磨崖石刻和碑刻，隨而作詩一首，名曰“稽亭山三天洞”：

褰裳舉趾踏飛梯，直到深閨路不迷。

石罅窺天猶坐井，神龕漏日似炊梨。

泉源注玉通滄海，沙囤堆金絕淤泥。

萍跡每耽形勝地，豈慚吟苦費留題。

記載了個人對周圍風景的感受和佛門佛事的想象。接着他故地重遊寧國，寫下《十松亭》一首：

空堂無人日長哦，松風助我澗雲和。

蒼顏古木喜相似，愛子亦有凌雲柯。

歡然相對默終日，意得那須言強多。

我身未得從子老，嗟爾系此成蹉跎。

當時他只有四十七八歲，但“心老”了，企想追尋仙境，以求終老之地。於是他在此時自述着：想起自己三十來歲時，在寧國常常“夢至一處，登小山花木如覆錦，山之下有水澄澈極目，而喬木翳其上。夢中樂之，將謀居焉。……後十餘年，翁（即沈括）謫守宣州，有道人無外，謂京口山川之勝，邑之人有圃求售者，及翁以錢三十萬得之，然未知圃之何在”。他以夢寄託未來，打算先治好病，然後爲宣州百姓謀些福利，任期三年之後就回歸田園，過着與人無爭的清閒生活，藉此解脫心中的消極情緒。於是公務之餘爲自己治病，是他頗爲關心的事。

有些地方史志，提及沈括煉“秋石”治病之事，事情的緣由是這樣的：他記得“廣南有一道人，惟與人煉秋石爲業，謂之還元丹。先大夫曾得瘦疾，且嗽，凡九年，萬方不效，服此而愈。……又，予族子常病顛眩腹鼓，久之漸加喘滿。凡三年垂困，亦服此而愈。……旋子急以書勸服此丹，雲實再生人也。”因爲這種藥物治病有效，於是沈括在宣州決定親自煉製秋石。

這一實驗詳細記述於《蘇沈良方》中，大致程序如下，所用原料爲：一次試製得用小便十幾擔（一擔爲兩桶），另配適量的濃皁角液。試製方法爲：每桶小便加入一盞濃皁角液，用竹條快速攪動千百次，遇有雜質可用紗布濾之，等候桶內小便澄清，白濁者澱底，慢慢撇去清者不用，直取濃汁，這樣十幾擔小便原料不過取得濃汁一二斗。將濃汁入鍋煎幹，刮下搗碎，再入鍋加清水煮化，等候沉澱，慢慢撇去清汁不用，留下濃汁再次煎幹，以此重複操作三四次，直至熬幹後色如霜雪爲止。再將半成品的秋石放入砂罐內，用溫火烘烤，養七晝夜，冷卻後成小塊狀，即爲研製好的藥用“秋石”。上述實驗稱爲“陽煉法”（因爲需要加熱），還有一種稱爲“陰煉法”（不需要加熱）比較簡單，他亦試之，即以小便反覆加水急攪，直候無臭爲止，澄清留濁腳，便可得粲然的秋石。“兩法兼用（服），效果甚佳”。

沈括在宣州製取秋石這一科學實踐的歷史，曾引起國內外學者高度評價。李約瑟說：“在11世紀的古代中國，就有人採用經過反覆過濾、沉澱、加熱熔融等物理化學過程，得到瑩白如玉的秋石，這是一個相當科學的方法，並且在那個年代半經驗的治療中，得到有效的可能性，這肯定是在現代科學世紀之前任何類型的科學醫學中的非凡成就。”

隨着時間的推移，在宣州生活的沈括，漸漸感到自己的體質有所康復，時不時地到下轄各縣走走，思謀爲當地老百姓改善些生活。聯想到他在朝廷任三司使時，就知道到贛北、皖南一帶盛產茶葉，於是就利用在宣州工作的機會，指導當地開發茶葉生產，年產量達到三萬多斤，還親自組織茶商將饒（上饒）、祁、歙、旌、宣等州縣茶葉，銷往真州（今江蘇儀徵），同時帶回食鹽銷往山區，以此來帶動江南商貿的發展。

沈括爲了宣傳當地所產的茶葉，專門寫了一部《茶論》，可惜此書已佚，僅在《夢溪筆談》中留下一篇《茶芽》：

“予山居，有《茶論》，《嘗茶詩》雲：誰把嫩香名雀舌，定知北客未曾嘗。不知靈草天然異，一夜風吹一寸長。茶芽，古人謂之‘雀舌’‘麥顆’，言其至嫩也。今茶之美者，其質素良，而所植之土又美，則新年一發，便長寸許，其細爲針。維牙長爲上品，以其質幹、土力皆有餘故也。”

沈括徒步山林茶園之際，精於數學思維的他，有一個問題是必須考究的，那就是農民種植茶園面積的統計數據，因爲沒有準確的面積，就沒有準確的單位面積產量，也就無法談及經濟效益了。同時他還意識到準確的田畝，對認真實施《方田均稅法》比較公平（即按田畝數量納稅。在當時大部分小戶實在畝數不足，而大戶實在畝數有盈，貧富差距明顯）。

基於上述背景和沈括在宣州的經歷，國內學者研究認爲：《夢溪筆談》中關於會圓術的記述，有可能是他在宣州實踐總結出來的計算方法。他寫到：“履田之法，方圓曲直盡矣，未有‘會圓’之術。……”用現代語言表述即爲：會圓術所解決的是“由己知弓形的圓徑和矢高求弧長”的問題。這對計算方圓曲直田畝中的弧長，比前代簡便準確了許多。他的主要思路是在局部上以直代曲，有學者認爲此時的沈括已經初步接觸到了微分（數學名詞）思想。

在宣期間，沈括雖然過着平靜的生活，但政治上是很失落的，時不時地總想有所抱負，實際上宋神宗還是想起用這個良才的。就在他知宣州一年之後，即元豐元年（1078）八月，宋神宗曾下詔他知潭州（今長沙市）。潭州是荊湖南路第一大城市，知潭州者必兼任荊湖南路安撫使，地位高過宣州，顯然是對沈括的重新起用。但是冤家路窄，此時已經升任御史中丞的蔡確又上言反對，說像沈括這樣反覆附會的人，復官太快，要求宋神宗收回成命。於是宋神宗讓沈括繼續留在宣州，直到元豐三年（1080）五月改命知延州。最後落歸終老之地夢溪園，留下千古不朽的《夢溪筆談》之著作。