自打宋真宗之后,宋代一直借助每一年送很多银绢,保持了几十年跟辽国临时让步的局势,可是辽国欺宋代柔弱,想进一步侵吞宋代农田。公年1075年,辽国派重臣萧禧到日本东京,规定划分界限。
宋神宗派重臣跟萧禧交涉,彼此争执了几日,沒有結果。萧禧一定说黄嵬山(在今山西原平西北,嵬音wéi)一带三十里地区应当归属于辽国。宋神宗派去交涉的重臣不了解那边的地貌,明知道萧禧明确提出的是无理取闹,又无法辩驳他。宋神宗就另派沈括去交涉。
沈括,杭州市钱塘江人,原是适用王安石旧法的高官。沈括不仅做事仔细认真,并且熟练自然地理。他先去枢密院,从档案文件中把以往商议界限的文档都查清晰了,证实那块农田应该是归属于宋代的。他向宋神宗汇报,宋神宗听了非常高兴,就需要沈括画成地形图赠给萧禧看,萧禧才没有话说。
宋神宗又派沈括出使赴京(辽国的京都,在今内蒙古巴林左旗南)。沈括最先搜集了很多地理资料,而且叫仆从的高官都背下来。来到赴京,辽国派丞相杨益戒跟沈括交涉界限,辽方明确提出的难题,沈括和高官们巧舌如簧,有凭有据。杨益戒一看沒有空档好钻,就板起脸来蛮横无理地说:“大家连这一点农田都小肚鸡肠,难道说想跟大家断决深厚感情吗?”
沈括振振有词地说:“大家背叛以往的誓约,想要战斗力来威逼大家。真要翻脸了,我觉得大家也无法得到划算。”
辽国高官说不服气沈括,又怕闹翻了,对她们没益处,只能放弃了她们的无理取闹。
沈括带著随员从辽国回家,一路上,每历经一个地区,把那边的高山江河,险要大关,画成地形图,还把本地的风土人情,调研得一清二楚。返回日本东京之后,他把这种材料梳理起來,送给宋神宗。宋神宗觉得沈括立了功,拜他为翰林学士。
沈括以便维护保养宋代边境线的安全性,十分重视地貌勘测。有一次,宋神宗派他到定州(今河北省定县)去巡查。他装作在那里捕猎,花了二十多天時间,详尽调查了定州边境线的地貌,还用木渣和溶化的蜡捏做成一个立体式实体模型。返回定州后,沈括要木匠用木工板依据他的实体模型,手工雕刻出木质的实体模型,送给宋神宗。这类立体地图实体模型自然比绘图在紙上的地形图更清晰了。
宋神宗对沈括画的地形图和制做的地形图实体模型特别喜爱。第二年,就叫沈括定编一份全国地图。可是没多久,沈括受人诬陷,被官府贬官到随州市(今湖北随县)去。在那里,自然环境尽管很艰难,可是他坚持不懈绘图沒有画完的地形图;之后,他换了好多个地区的官衔,也是一面调查自然地理,一面修定地形图,坚持不懈了十二年,总算完成了那时候最精确的一本全国地图——《天下郡国图》。
沈括不仅在地理研究上做出了优异的造就,并且是个科学研究兴趣爱好很普遍的生物学家。他在天文学、农历历法、歌曲、药业、数学课等层面,都十分熟练。他很早已科学研究天文历法。之后,他出任司天监的工作中,发觉在那里工作中的人,许多 是愚昧无知的人,不明白用仪器设备观察。他来到司天监之后,增添了天文学仪器设备。以便观查北斗七星的部位,他一连三个月,每日晚上用浑天仪观查,总算测算出北斗七星的恰当部位。
沈括晚年时期的情况下,闲居在润州(今江苏镇江)的梦溪园。他把一生科学研究的成效记载下来,写了一本经典著作《梦溪笔谈》。在那本书里,除开记述他自己科学研究的成效之外,还纪录了那时候劳动者的很多发明创造,在其中非常知名的是毕升的活字印刷技术性。
造纸术是我国古代四大发明之一。在宋朝以前,早已拥有雕板造纸术。可是雕板花时间大,并且刻好一块木工板,要修改一个字,就需要全部重刻。沈括在他钱塘江家乡见到一位老匠人毕升,用一种细细的的黏土,制成很多一小块,刻上字后放到窑里烧硬,变成一个个活字。用这类活字排版设计包装印刷,比雕板包装印刷便捷多了。沈括见到这一件新鲜事儿,十分很感兴趣,就开展详尽的观查和掌握,还把毕升的创造发明,记述在他的《梦溪笔谈》里,子孙后代的人读过他的书,才知道活字印刷术的由来。