第1503章 翰林峥嵘:变法洪流中的科技革新(2/2)
沈括决心大力整顿。他顶住压力,首先上书请求罢免了六名不学无术的“世袭”官员。此举在司天监内引起了巨大震动。接着,他不顾一些守旧者的非议和对其“出身”的鄙薄,力排众议,举荐并起用了一位布衣出身,却对天文历算有着惊人造诣的盲人学者——卫朴。
卫朴虽目不能视,但心智超群,记忆力与计算能力尤为卓绝。沈括深信其能,将编修新历法的重任托付于他。为了支持卫朴的工作,沈括不仅提供了司天监积累的观测资料(同时甄别其错误),更亲自带领监内官员,展开了一场空前密集的天象观测活动,为新历法的编修提供最坚实的数据基础。
自此,每当夜幕降临,司天监的观象台上便忙碌起来。沈括常常彻夜不眠,亲自操作改进中的浑仪,对准苍穹中的星宿,仔细记录它们的位置、运行轨迹和亮度变化。他要求对日、月、五星的行度,以及异常天象(如彗星、流星、太阳黑子等)进行不间断的追踪和记录。在长达三个月的时间里,他带领团队绘制了超过二百幅精细的星图。
在这过程中,一个重要的天文现象被沈括以前所未有的精度捕捉和记录下来。那便是北极星与天极的实际位置并不完全重合。通过反复的测量和计算,他发现,当时被视为“天心”的北极星,其位置实际上“离天极三度有余”。也就是说,北极星在以一个微小的半径绕着北天极旋转。这一发现,不仅对历法编修和天体测量具有重要意义,也动摇了传统“北辰居其所而众星共之”的绝对中心观念,体现了沈括尊重实测数据的科学精神。
在沈括的全力支持和卫朴的精心推算下,新的《奉元历》终于在熙宁八年修成并颁行。相较于前代沿用的《崇天历》,《奉元历》在推算日月食、节气交刻等方面,准确性有了显着提高,虽然后来因政治变动未能长久行用,但其编修过程本身,就是一次对陈旧体制和落后观念的成功挑战。
变法方兴未艾,“强兵”亦是题中要义。沈括的才华再次被委以重任,他兼任了军器监的职务。在这里,他将目光投向了军队的核心装备之一——弓弩。当时宋军装备的弩,射程和威力虽有定制,但在实际使用中,因弩臂强度、弓弦张力以及箭矢重量等因素的差异,其有效射程和弹道轨迹难以精确把握,影响了战术运用。
沈括深入军器监的作坊,观察工匠的制作流程,询问弩机使用的实际问题。他意识到,要提高弩的作战效能,不仅要改进其机械结构,更要掌握其发射规律。于是,他运用其深厚的数学知识,对弩箭的射程与仰角关系进行了系统的研究。
他可能通过大量试射,记录了不同仰角下箭矢的落点,进而分析其轨迹。尽管当时还没有明确的抛物线数学方程,但沈括已经意识到了弩箭射出后的路径是一条弯曲的弧线,并且可以通过数学方法进行近似的计算和预测。他将这种方法总结为“抛物线测算法”(虽其名或为后世所概括,但其理相通),并写入了他所着的《弩机要略》之中。这本书虽已散佚,但其部分内容被北宋官修的军事百科全书《武经总要》所收录。这种方法使得指挥官能够更准确地估算弩箭的射程,从而在守城或野战中更有效地发挥弩箭的威力。
从昭文馆的故纸堆,到司天监的观象台,再到军器监的作坊,沈括在熙宁变法的洪流中,以其非凡的科学素养和实干精神,在多个领域推动了技术的革新。这十二年,是他仕途的上升期,也是他科学创造力勃发的黄金时代。他试图将理性的光芒,注入这个正经历剧烈变革的庞大帝国,用精准的测量、严谨的推算和务实的改良,回应着那个时代对“富强”与“秩序”的深切呼唤。然而,政治的波涛汹涌莫测,科学的道路也注定不会平坦。不久之后,西北边陲的一场战事,将把他推向另一个截然不同的命运漩涡。