沈括，字存中，號夢溪丈人，是北宋時期的著名科學家和政治家，被譽為“中國整部科學史中最卓越的人物”。
01、自幼勤奮好學，興趣廣泛
1031年，沈括出生於杭州錢塘沈氏家族。祖父沈曾慶曾任大理寺丞，父親沈周、伯父沈同均為進士。
沈括的母親許氏精通文理，是蘇州官宦家庭的大家閨秀。早期沈括也由母親親自教育。
沈括自幼勤奮好學，十四歲就讀完了家裡的藏書，並隨父親宦遊州縣，到過泉州、潤州、簡州和汴京等地，
他接觸社會，增長見識，表現出對大自然的強烈興趣和敏銳觀察力。
有一次沈括讀白居易的《大林寺桃花》，詩中有：“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”。
年少的沈括對此非常不解，為什麼在四月，山下的桃花都開敗了，山上的桃花卻剛剛開呢？
於是，沈括便邀請幾個小夥伴上山遊玩看桃花，發現確實山上的桃花開得極好。
沈括非常困惑，百思不得其解，當一陣冷風吹過，沈括忽然一下子想到：“我明白了！地勢高的地方氣溫就會比較寒冷，花開得就晚啦！”
錢塘沈氏在醫藥學頗有建樹，有家傳藥學書籍《博濟方》，受家庭影響，沈括也從蒐集醫方開始鑽研醫學。
1050年，沈周知明州，沈括借居蘇州母舅家，從舅舅許洞的著作與藏書中得益甚多，開始對軍事產生強烈的興趣。
02、步入仕途，初露鋒芒
1054年，沈括以父蔭入仕，任海州沭陽縣主簿，主持了治理沭水的工程。
他組織幾萬民工，修築渠堰不僅解除了水災威脅，而且還開墾出良田七千頃，改變了沭陽的面貌。
1061年，任安徽寧國縣令，倡導併發起了修築蕪湖地區萬春圩的工程，沈括有治水經驗，遂獻計獻策並作了詳細記錄。
開闢出能排能灌、旱澇保收的良田一千二百七十頃。同時還寫了《圩田五說》、《萬春圩圖書》等關於圩田方面的著作。
1063年，沈括進士及第，因排名在前六名之外，按制守選。次年，沈括守選期滿，授揚州司理參軍，負責一州刑獄。
03、主持卞河疏浚工程
1065年，經淮南路轉運使張蒭推薦，沈括被調入京師，編校昭文館書籍，參與詳訂渾天儀，並在閒暇研究天文曆法之學。
1068年，沈括升任館閣校勘，有機會接觸皇家藏書，進一步充實自己的學識。
八月，母親病逝，沈括辭官護送靈柩回錢塘。1071年，沈括守喪期滿，進京述職，得到神宗和王安石的器重，被任為檢正中書刑房公事。
1072年，沈括奉命主持汴河疏浚工程。為了治理汴河，沈括親自測量了汴河下游從開封到泗州淮河岸共八百四十多里河段的地勢。
他採用“分層築堰法”，測得開封和泗州之間地勢高度相差十九丈四尺八寸六分。
僅僅四五年時間裡，就取得引水淤田一萬七千多頃的成績。在對地勢高度計算時，其單位竟細到了寸分。
04、任官史檢討，寫《南郊式》
七月，加官史館檢討，按照慣例，皇帝每三年要到圜丘祭祀天地，吏員常藉此修建園林、謀取私利。
沈括便考察南郊大禮的歷史沿革，撰成《南郊式》，被任命掌管郊祀事務。
沈括按照新禮儀辦事，所省費用數以萬計，神宗十分滿意。
八月，淮南饑荒，沈括受命巡察，發放常平倉錢糧，疏通河渠，修治荒田，取得明顯成效，升任集賢校理，巡察兩浙農田水利。
兩浙水利工程規模浩大，沈括建議出錢僱用饑民興建水利，得到神宗的贊同。
05、任提舉司天監，知人善任，改革天文儀器
九月，沈括升任太子中允、提舉司天監。當時的日官都是些庸碌之人，對天文幾乎全然不知。
他大量裁汰了那些不負責任、不合格的官員，招募了很多精通天文曆法的人才，來編纂新的歷法，有效改善了以往冗雜的機構設定。
他還舉薦了一個叫衛樸的民間學者，衛樸此人在民間算卦，卻極精通天文曆法，沈括對此大加讚美，不管他身份低微與否，唯才是舉。
沈括和衛樸治學態度認真，對舊曆官憑藉演算湊數的修歷方法非常不滿，主張從觀測天象入手，以實測結果作為修訂曆法的根據。
沈括首先研究並改革了渾儀、浮漏和影表等舊式的天文觀測儀器。渾儀是測量天體方位的儀器。
沈括對漏壺也進行了改革。他把曲筒銅漏管改做直頸玉嘴，並且把它的位置移到壺體下部。這樣流水更加通暢，壺嘴也堅固耐用多了。
沈括還製造了測日影的圭表，而且改進了測影方法。沈括在《渾儀議》、《浮漏議》和《景表議》等三篇論文中介紹了他的研究成果。
06、任西路察訪使，改革軍事和國防
1074年八月，沈括調任河北西路察訪使，提舉河北西路義勇、保甲公事。
河北西路地處北疆，沈括上任後，將工作重點放在改革軍政和鞏固國防上。
1075年二月，沈括返京後，奉命修訂“九軍戰法”，分九軍為九營，各自為陣，背背相承，面面相向，靈活多變，名之為“邊州陣法”。
沈括負責專門製造武器的軍器監，監督兵器的生產並改進兵器的製造方式。
沈括對弓有很深的研究，提出“弓有六善”的觀點，在軍器監的任期內，沈括成功地改造了名震一時的“神臂弓”。並建議大批製造“神臂弓”。
到次年五月，軍器監上報朝廷時，兵器產量提高了十幾倍。在軍器監，他在武器製造與改良、戰術陣形、堡壘修建等方面都頗有成績。
在河北為官期間，沈括透過20多天的走訪勘測，用木屑和蠟做成山川地理模型圖。
這種地圖比例尺更大，也更為準確。沈括還耗費12年，製成綜合地圖集《天下州縣圖》。
07、出使遼國，緩和宋遼關係
1075年三月，宋遼邊界衝突，遼要求以黃嵬山為分界線，宋廷不同意。遼使蕭禧到汴京，指責宋廷談判不誠，拖而不決，留在館舍不肯離去。
沈括就到樞密院查閱以前的檔案檔案，發現宋遼過去商定的協議是以古長城為界，而黃嵬山在古長城以南，相距有三十里之遙，遂上表呈報朝廷。
神宗賞賜沈括白金一千兩，讓他以回謝使的身份出使遼國。
四月中旬，沈括從汴京出發時，預先找出相關書信檔案數十件，讓幕僚和吏員背熟。
契丹宰相楊益戒每有問題提出，沈括就讓手下吏員列舉檔案條文作答。
談判先後進行六次，楊益戒無言可對，就威脅說，以數里之地、絕兩國之好，不利於和平。
沈括以國之道義、民之根本為理由，申明寸土不讓。在沈括一行力爭下，遼廷最終有所退讓，緊張的宋遼關係得以暫時緩解。
七月，沈括起程回國，據沿途地理形勢、風俗民情畫撰為《使契丹圖抄》，獻給朝廷。
因出使有功，沈括被提拔為淮南、兩浙災傷州軍體量安撫使；十月，權發遣三司使。次年十月，拜為翰林學士、權三司使。
08、戍守西夏，調兵遣將。
1080年，沈括改知延州，兼任鄜延路經略安撫使，抵禦西夏。
到了延州，沈括以朝廷所賜之錢買酒，召集邊民子弟開展騎馬射箭活動，並親自給優勝者敬酒祝賀，邊境百姓群情踴躍。
活動持續了一年，沈括從中選拔出精銳之士，充實到邊防部隊，延州軍隊的聲威遠超其他州府。
1081年十月，蕃部數萬人進攻邊關要塞順寧寨，沈括派少將景思誼、屈理帶三千兵馬進攻蕃軍。
接著命前鋒李達領千人出擊，攜帶十萬人的軍糧，宣稱鄜延路總帥沈括將親自率軍督戰。
蕃兵不知虛實，軍心渙散。宋軍乘勢進攻，攻下磨崖寨，得男女萬人，牛羊三萬。
十一月，奉命西討的河東兵十二將率軍東還，經過鄜延，沈括命部將在綏德城炫耀武力。聲稱宋廷已任命沈括兼領河東十二將的兵力，不日即興兵西討。
駐守的西夏軍聞訊前來打探，果見大隊人馬聚集，聲勢浩大，信以為真，連夜棄城而逃。沈括兵不血刃的拿下了浮圖、吳堡、義合。
1082年二月，沈括升為龍圖閣學士。四月，西夏打算以金湯城為據點，招兵買馬，攻打鄜延。
沈括採取聲東擊西的戰術，派副總管曲珍率軍兩萬進軍東川，揚言要去攻打葭蘆。
吸引西夏兵力佈防，趁機攻下金湯。接著，沈括又用同樣的策略攻下了葭蘆。
09、因徐禧錯選築城之地，兵敗永樂
1082年五月，沈括與副使種諤奉詔條陳制夏方略，提出進取橫山以築城、以地理優勢直接威脅西夏的戰略主張。
宋廷派給事中徐禧前往鄜延路節制軍事，共同申議。雖然徐禧的官職不高，但屬於皇帝身邊的人，於是沈括賣了徐禧一個面子，同意在永樂築城。
九月九日，西夏出兵三十萬攻永樂城，曲珍忙報知徐禧，徐禧統兵兩萬五千往援，令沈括留守米脂。
由於兵力相差懸殊，宋軍失利，夏軍乘勝圍城，截斷水源，永樂城危在旦夕。
沈括率兵一萬前去支援，被夏軍阻在永定河岸；羌兵八萬襲擊綏德，沈括權衡利弊，決定舍永樂而保綏德。
九月二十日，永樂城失陷，徐禧、李稷、高永能、李舜舉等殉國，折官兩百三十人，損兵一萬兩千有餘，謀取橫山的計劃宣告失敗。
10、被貶，編《天下郡縣圖》
1082年十月十七日，宋廷以沈括“議築永樂城，敵至卻應對失當”為由，貶為筠州團練副使，隨州安置。
沈括到隨州後，寓居於法雲禪寺，無親無故，且行動受到很大限制。他開始重新審視自己的政治生涯，甚至對從政萌生出一絲“悔意”。
沈括悲嘆中寫下《漢東樓 》：
野草粘天雨未休，客心自冷不關秋。
寨西便是猿啼處，滿目傷心悔上樓。
1085年三月，神宗駕崩，太子趙煦繼位，是為宋哲宗，大赦天下。沈括也得以內遷，改任秀州團練副使，本州安置、不得籤書本州公事。
秀州地處江南，毗鄰故鄉杭州，沈括遂專心於學問，開始整理熙寧九年奉旨編繪的《天下郡縣圖》。
1088年八月，沈括編訂完成《天下郡縣圖》，被特許到汴京進呈。哲宗賜絹百匹，准許沈括在秀州境內自由行動。
11、歸隱夢溪，寫《夢溪筆談》
1089年九月，沈括改任朝散郎、守光祿少卿、分司南京，準於外州居住。
接到詔命後，沈括就舉家搬遷至早年在潤州購置的夢溪園，在此隱居，創作《夢溪筆談》。
他所著《夢溪筆談》一書，內容涉及自然科學與社會科學的廣闊領域，具有極高的科學價值。被譽為“中國科學史上的里程碑”。
其中論及文學與藝術的部分也不乏可取之見，還記錄了北宋前期詩文革新運動的事蹟。1095年，沈括因病辭世，享年六十五歲。
12、科學成就顯著，政績卓著
沈括在科學領域的成就非常顯著，他在數學、物理、天文、地理、化學音樂等多個領域都有深入研究。
在數學領域，沈括在水利工程和建築工程中計算土方和建築用料時候，發明了一種全新的求積方法--隙積術。
在物理學方面，神括記錄了指南針原理及製作方法，並發現了地磁偏角的存在。
他指出“以磁石磨針針鋒則能指南，然常微偏東，不全南也”，比哥倫布1442年的地磁偏角報告早四百多年。
沈括還涉及了地質學領域，他注意到了從遠古地質中挖出來的各種動植物化石。
他明確了其為古生物的遺體，推測出地殼運動，陸地所在地方。曾經是滄海。
沈括對天象進行細緻的觀測，取得了一些新的發現與觀測結果。例如，沈括用晷、漏觀測發現了真太陽日有長有短。
經現代科學測算，一年中真太陽日的極大值與極小值之差僅為51秒。
沈括還對醫術有所研究，他提出看病的“五難理論”，強調要詳盡地掌握患者的臨床情況。
他整理的藥方曾讓垂死的病兒起死回生，同時他又將藥方慷慨傳於他人。
沈括的文集中對音樂的見解很獨特。許多篇章文筆明快精當，語言形象簡練，有較濃的文學意味。
他對燕樂二十八調進行了深入瞭解，寫了《樂器圖》《三樂譜》《樂律》等書。
沈括仕宦沉浮三十年，積極參與政治活動，曾在多個地方擔任官職，主持興修水利、改革稅收、處理民族糾紛等。
沈括知識淵博，上知天文，下曉地理，研究曆法，繪畫地理圖。他多才多藝，精通藝術，擅長音樂，他真是一個全能型人才。
