A. 宋代學者沈括最早發現地磁南極在地理的什麼極附近
（1）地球本身是一個巨大的磁體，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理的北極附近．
（2）在北宋學者 沈括的《夢溪筆談》中，記載了磁針所指方向不完全指南北這一事實，故他是世界上最早發現這一事實的人．
故答案為：北；沈括．
B. 沈括是通過什麼方法發現的「地理兩極和地磁兩極不重合」
正午的時候觀測日晷和指南針的方向發現的。幸好沈括是在中國，如果在某個經度就不可能發現有偏差。
C. 地磁兩極與地理兩極並不重合，最早發現這一現象的科學家是誰
地磁兩極跟地理兩極並不重合。在北宋時代，沈括發現的。根據當時的科技情況，實屬不易。如果是我們現代的話，是很好證明的。
D. 沈括在地理學上的貢獻是什麼
沈括是我國北宋中期的傑出科學家。他在自然科學和人文科學方面都有很深的造詣。
沈括對地理學的貢獻在科學界獨樹一幟，他在測量與繪圖、地質學研究等方面建樹頗多。
他還發現了地磁偏角的存在，記錄了氣候的變化，在世界上率先給「石油」命名。可以說沈括是個多才多藝的科學家。他的著作《夢溪筆談》被西方學者稱為「中國古代的網路全書」。
北宋末年，與遼國之間戰爭不斷，簽訂「澶淵之盟」後雙方罷兵休戰。遼國垂涎中原地區的繁華，仗著驍勇的騎兵，不斷提出領土要求。
1075年，遼國派大臣蕭禧來到東京，要求重新劃定邊界，他提出的邊界是山西北部的黃嵬山，黃嵬山以北為遼國所有，以南為大宋朝所有。大宋如同意他的要求等於將遼國的領土向南推進了15千米。
黃嵬山是一座默默無聞、名不見經傳的山脈，北宋大臣幾乎是一無所知，朝廷上上下下亂作一團。這時，朝廷想起了熟識地理的沈括，命他出任談判特使，要他既不能輕開戰事，也不能向敵示弱而接受無理要求。
沈括不卑不亢，胸有成竹，他所帶的武器就是他的地理學說和《天下郡守圖》。
他向蕭禧指出，兩國按「澶淵之盟」劃分邊界，邊界是白溝河，白溝河以北為遼國領土，以南為大宋領土，而黃嵬山在白溝河以南，是大宋的領土，而不是遼國的領土。
蕭禧沒有一張自己的地圖，更不知道黃嵬山的准確方位，在地圖面前，他感到理虧三分，氣焰不知不覺地矮了一截。爭論了幾天後，雙方無功而返，但沒有將爭論推向極端。
不久，沈括又受命出使遼國，在遼國首都上京再談兩國邊界。這時遼國的談判代表升了級，改成了遼國宰相楊益戒。
在談判時，沈括再次以「澶淵之盟」為基礎，以《天下郡守圖》為依據，有理有節，寸步不讓，而遼國宰相找不到重劃邊界的理由。這時，沈括又出示大宋的木製地形模型，這使得遼國宰相大為驚奇，深感大宋確有奇才能人。
沈括終於使得遼國放棄了對宋的領土要求，他不愧是一位出色的外交家與地圖學家，運用智慧捍衛了大宋的尊嚴，把祖國的領土奪了回來。
其實，沈括的成就是多方面的，他不僅是一個出色的政治家和外交家，也是一個多有建樹的科學家。
在科學研究領域，沈括除了天文、數學、醫學、科研方面的建樹所取得的成就外，在地理方面，他研究測繪，製作地圖，對沖積平原形成、水的侵蝕作用進行研究，發現地磁偏角的存在，還記錄氣候變化，首先提出石油的命名等。
沈括之所以在地理方面取得多項重大成就，是和他長期的學習和積累分不開的。
沈括自幼對天文、地理等有著濃厚的興趣，勤學好問，刻苦鑽研。少年時代他隨做泉州州官的父親在福建泉州居住多年。步入仕途以後，他在外交生涯中多次出使國外，觀察、研究和記錄沿途地形地貌，積累了豐富的地理學知識。
他所經歷的多方面見聞，後來均收入他的筆記體著作《夢溪筆談》中。就性質而言，《夢溪筆談》屬於筆記類。從內容上說，它以多於三分之一的篇幅記述並闡發了自然科學知識，這在筆記類著述中是非常少見的。
《夢溪筆談》被西方學者稱為「中國古代的網路全書」。
在宋代，由於測繪技術的局限，繪制地圖用的是「循路步之」法，也就是沿路步行丈量，用步行得出的數據繪制地圖，由於道路彎彎曲曲，山川高低錯落，用「循路步之」法繪制的地圖與實況有很大的誤差，圖上差之一厘，實地就差之千米。
沈括採用「飛鳥圖」也就是「取鳥飛之數」，用的是飛鳥直達的距離，有點像現在的航空拍攝，使得地圖的精確度大為提高。
沈括在視察河北邊防的時候，曾經把所考察的山川、道路和地形，在木板上製成立體地理模型。這個做法很快便被推廣到邊疆各州。
1076年，沈括奉旨編繪天下州縣的地圖。他查閱了大量檔案文件和圖書，又經過了近20年的堅持不懈的努力，終於完成了我國制圖史上的一部巨作《天下郡守圖》。
《天下郡守圖》是一套大型地圖集，共計20幅，其中有大圖一幅，高4米，寬3.3米；小圖一幅；各路圖18幅，是按當時行政區劃，全國分18路而製作的。圖幅之大，內容之詳，都是以前少見的。
事實上，正是由於他的地理學說與《天下郡守圖》，使他在與遼國的邊界談判中發揮了重要作用，起到了10萬士兵都難以達到的威力。
在制圖方法上，沈括不僅能確定精確的方位、比例，而且能校正因地形起伏、道路曲折而產生的測量誤差。他首創了地形高程測量的方法。
沈括創「分層築堰」測量地形的方法，測量了汴河河道地形，測量了自河南開封上善門至泗州淮口的直線距離。這是世界最早的精密地形測量，在世界水利史上是一個創舉。
「分層築堰」是把汴渠分成許多段，分層築成台階形的堤堰，引水灌注入內，然後逐級測量各段水面，累計各段水面的差，總和就是開封和泗州間「地勢高下之實」。
僅僅四五年時間里，就取得引水淤田約11萬公頃的顯著成績。在對地勢高度計算時，其單位竟細到了寸分，可見，沈括的治水態度是極其嚴肅認真的。
在實地測量的基礎上，沈括用膠泥、木屑與熔蠟混合，製造出幾種不同的地圖模型，然後再復製成木刻地理模型。這比歐洲最早的地理模型早了多年。地圖和地圖模型都有詳細的說明書，以備後世圖亡佚時，如果得到說明書，按每個方位布置地物點位及郡縣，立可成圖。
沈括提出分率、准望、互融、傍驗、高下、方斜、迂直等九法，這和西晉裴秀著名的「制圖六體」是大體一致的。他還把四面八方細分成24個方位，使圖的精度有了進一步提高，為我國古代地圖學作出了重要貢獻。
在地質學方面，沈括奉命到北方邊疆視察，路過太行山麓，看到螺蚌化石。
據此，他推斷這里過去是海濱，現在距海已近千千米了。並進而推斷華北平原是由黃河、滹沱河、涿水、桑乾河等沖積形成的。根據化石來恢復古地理環境，是沈括在地學史上的偉大貢獻之一。
他還從黃河等河流的侵蝕和沉積以及歷史記載，來說明華北大平原是由這些河流自上流沖積帶來的泥沙沉積而成的。這是對華北平原成因最早的科學解釋。
他還論述了上聳千尺、峭拔險奇的雁盪諸峰，其高岩峭壁的頂部，適在同一平面之上，由此推斷雁盪諸峰是由流水侵蝕作用形成的。
流水將疏鬆破碎的岩石、土壤沖走，留下堅硬、固結的峭峰，因而其巔高度會在同一平面之上。此後他又以黃土高原為例，進一步闡明了流水的侵蝕、沉積原理。
在氣候學方面，沈括根據延州永寧關大河岸崩，入地數十尺，其下出土一石筍林，共有數百莖，都變為化石。因而推斷這里氣候早年濕熱，竹生繁茂。根據化石來研究古氣候變遷，沈括也是世界上最早的。
他還記載了有關虹和大氣的折射現象，認為「虹乃雨中日影，日照雨則有之」，論證和解釋了這一天空大氣折射現象的科學原理。
他還記錄了登州，即山東蓬萊的「海市蜃樓」現象，指出這種現象不僅出現在海濱，也會出現在大陸。這是一種大氣的折光現象。
沈括又科學地描述了龍卷風發生時的全部過程和外表形態。其外形望之插天如羊角，具有強大的破壞力，所經之處，官府、房舍、居民住家一掃而空，通通捲入雲中去了。甚至會使縣城變為廢墟。
他對龍卷風的細致描述，證明了龍卷風的分布並不僅僅是南美洲獨有的現象，當時的我國也曾發生過龍卷風。
沈括對物候學也有過傑出的研究，說明了溫度隨地勢的增高，會相應下降。植物開花也跟著會在時間、季節上延緩。同一種植物，因品種不同，發育期也不同。
同一品種的植物，其習性可以因人工栽培而改變。改善植物的水、肥、光、溫條件，也會促使植物早熟。他系統地提出了物候隨高度、生物品種、緯度高低、人類生產活動的變化而變化的理論，在世界上也是首創。
沈括在《夢溪筆談》中留下了歷史上對指南針的最早記載。他在書卷第二十四《雜志一》記載：「方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常偏東，不全南也。」這是世界上關於地磁偏角的最早記載。
沈括在《夢溪筆談》的《補筆談》第三卷中《葯議》中又記載：「以磁石磨針鋒，則銳處常指南，也有指北者，恐石性也不同。」
沈括在世界上最早經實驗證明了磁針能指南，然常微偏東，記錄了地理子午線和地磁子午線指示的方向並不完全一致。因而他是世界上最早經實驗證實並記錄了地磁子午線不正南，而微偏東，也是世界上最早發現並記錄了地磁偏角的科學家之一。
沈括不僅記載了指南針的製作方法，而且通過實驗研究，總結出了4種放置指南針的方法：把磁針橫貫燈芯、架在碗沿或指甲上，以及用絲線懸掛起來。最後沈括指出使用絲線懸掛磁針的方法最好。
沈括是世界上最早記錄了石油，並斷言石油必大行於世的科學預言家。
有一次，沈括在書中讀到「高奴縣有洧水，可燃」這句話，覺得很奇怪，水怎麼可能燃燒呢？他決定進行實地考察。
在考察中，他發現了一種褐色液體，當地人叫它「石漆」、「石脂」，用它燒火做飯，點燈和取暖。沈括弄清楚這種液體的性質和用途，給它取了一個新名字，叫「石油」。並動員老百姓推廣使用，從而減少砍伐樹木。
沈括在其著作《夢溪筆記》中記載「鄜、延境內有石油」，並且預言「此物後必大行於世」，是非常難得的。沈括發明的「石油」這個名詞便一直沿用至今天。
多才多藝的偉大科學家沈括在地理科學上的貢獻，也證明了他在許多方面攀登上了當時世界的高峰。
E. 誰最早發現地磁場兩極與地理兩極不完全重合
在北宋學者沈括的《夢溪筆談》中，記載了磁針所指方向不完全指南北這一事實，說明地磁的兩極與地理的兩極並不完全重合，因此他是世界上最早發現這一事實的人．
故答案為：沈括．
F. 沈括的發明
傑出的天文學家
沈括還是一個傑出的天文學家。熙寧五年（公元1072年），也就在沈括負責汴河水建設時，沈括還負責領導司天監，在任職期間，他先後罷免了六名不學無術的舊歷官，不計出身，破格推薦精通天文歷算、出身平民的淮南人衛朴進入司天監，主持修訂新歷的重要工作。沈括和衛朴治學態度認真，對舊歷官憑借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歷法的根據。為此，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。經過歷代的發展的演變，到宋朝，渾儀的結構已經變得十分復雜，三重圓環，相互交錯，使用起來很不方便。為此，沈括對渾儀作了比較多的改革。他一方面取消了作用不大的白道環，把儀器簡化、分工，再借用數學工具把他們之間的關系聯系起來（「省去月道環，其侯月之出入，專以歷法步之」）；另一方面又提出改變一些環的位置，使它們不擋住觀測視線。沈括的這些改革措施為儀器的發展開辟了新的途徑。後來元朝郭守敬於元世祖至元十三年（公元1276年）創制的新式測天儀器——簡儀，就是在這個基礎上產生的。
漏壺是古代測定時刻的儀器，由幾個盛水的容器裝置成階梯的形式，每一容器下側都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器沒有孔，裡面裝置有刻著時間標度的「箭」，隨著滴漏水面升高，「箭」就慢慢浮起，從顯露出來的刻度可以讀出時刻。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。
此外，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，詳細說明改革儀器的原理，闡發了自己的天文學見解，在是我國天文學史上的具有重要的作用。
沈括和衛朴的一系列革新活動遭到守舊勢力的攻擊和陷害。在沈括和衛朴的堅決斗爭下，衛朴主持修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）修成頒行。但是，由於守舊勢力阻撓和破壞，比較先進的奉元歷只實行了十八年就被廢止了。但是沈括並不因此而灰心，在晚年又進一步提出了用「十二氣歷」代替原來歷法的主張。我國原來的歷法都是陰陽合歷，而「十二氣歷」卻是純粹的陽歷。它以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，並且按節氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類推。大月三十一天，小月三十天，大小月相間，即使有「兩小相並」的情況，不過一年只有一次。有「兩小相並」的，一年共有三百六十五天；沒有的，一年共三百六十六天。這樣，每年的天數都很整齊，用不著再設閏月，四季節氣都是固定的日期。至於月亮的圓缺，和寒來署往的季節無關，只要在歷書上註明「朔」、「望」就行了。沈括所設計的這個歷法是比較科學的，它既符合天體運行的實際，也有利於農業活動的安排。他預見到他的這一主張必定會遭到頑固守舊派的「怪怒攻罵」，極力阻撓，而暫時不能實行，但是，他堅信「異時必有用予之說者」。果然，近八百年後，偉大的農民革命政權——太平天國所頒行的天歷的基本原理和沈括的「十二氣歷」是完全一致的。現在世界各國採用的公歷，也就是陽歷，其實在分月上還不如沈括的「十二氣歷」合理。
物理學家、化學家、+數學家
沈括對物理學研究的成果也是極其豐富而珍貴的。《夢溪筆談》中所記載這方面的見解和成果，涉及力學、光學、磁學、聲學等各個領域。特別是他對磁學的研究成就卓著。沈括在《夢溪筆談》中第一次明確地談到磁針的偏角問題。在光學方面，沈括通過親自觀察實驗，對小孔成像、凹面鏡成象、凹凸鏡的放大和縮小作用等作了通俗生動的論述。他對我國古代傳下來的所謂「透光鏡」（一種在背面能看到正面圖案花紋的銅鏡）的透光原因也做了一些比較科學的解釋，推動了後來對「透光鏡」的研究。此外，沈括還剪紙人在琴上做過實驗，研究聲學上的共振現象。沈括還是最早發現地理南北極與地磁場的N，S極並不重合，所以水平放置的小磁針指向跟地理的正南北方向之間有一個很小的偏角。
在化學方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州時候曾經考察研究漉延境內的石油礦藏和用途。他利用石油不容易完全燃燒而生成炭黑的特點，首先創造了用石油炭黑代替松木炭黑製造煙墨的工藝。他已經注意到石油資源豐富，「生於地中無窮」，還預料到「此物後必大行於世」，這一遠見已為今天所驗證。另外，「石油」這個名稱也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石腦油、石燭等名稱都貼切得多。在《夢溪筆談》中有關「太陰玄精」（石膏晶體」的記載里，沈括形狀、潮解、解理和加熱失水等性能的不同區分出幾種晶體，指出它們雖然同名，卻並不是一種東西。他還講到了金屬轉化的實例，如用硫酸銅溶液把鐵變成銅的物理現象。他記述的這些鑒定物質的手段，說明當時人們對物質的研究已經突破單純表面現象的觀察，而開始向物質的內部結構探索進軍了。
沈括在數學方面也有精湛的研究。他從實際計算需要出發，創立了「隙積術」和「會圓術」。沈括通過對酒店裡堆起來的酒壇和壘起來的棋子等有空隙的堆體積的研究，提出了求它們的總數的正確方法，這就是「隙積術」，也就是二階等差級數的求和方法。沈括的研究，發展了自《九章算術》以來的等差級數問題，在我國古代數學史上開辟了高階等差級數研究的方向。此外，沈括還從計算田畝出發，考察了圓弓形中弧、弦和矢之間的關系，提出了我國數學史上第一個由弦和矢的長度求弧長的比較簡單實用的近似公式，這就是「會圓術」。這一方法的創立，不僅促進了平面幾何學的發展，而且在天文計算中也起了重要的作用，並為我國球面三角學的發展作出了重要貢獻。
地理學家、醫學家
沈括在地學方面也有許多卓越的論斷，反映了我國當時地學已經達到了先進水平。他正確論述了華北平原的形成原因：根據河北太行山山崖間有螺蚌殼和卵形礫石的帶狀分布，推斷出這一帶是遠古時代的海濱，而華北平原是由黃河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所攜帶的泥沙沉積而形成的。當他察訪浙東的時候，觀察了雁盪山諸峰的地貌特點，分析了它們的成因，明確地指出這是由於水流侵蝕作用的結果。他還聯系西北黃土地區的地貌特點，做了類似的解釋。他還觀察研究了從地下發掘出來的類似竹筍以及桃核、蘆根、松樹、魚蟹等各種各樣化石，明確指出它們是古代動物和植物的遺跡，並且根據化石推論了古代的自然環境。這些都表現了沈括可貴的唯物主義思想。在歐洲，直到文藝復興時期，義大利人達•芬奇對化石的性質開始有所論述，比沈括晚了四百多年。沈括視察河北邊防的時候，曾經把所考察的山川、道路和地形，在木板上製成立體地理模型。這個做法很快便被推廣到邊疆各州。熙寧九年（公元1076年），沈括奉旨編繪《天下州縣圖》。他查閱了大量檔案文件和圖書，經過近二十年堅持不懈的努力，終於完成了我國制圖史上巨作《守令圖》。這是一套大型地圖集，共計二十幅，其中有大圖一幅，高一丈二尺，寬一丈；小圖一幅；各路圖十八幅（按當時行政區劃，全國分做十八路）。圖幅之大，內容之詳，都是以前少見的。在制圖方法上，沈括提出分率、准望、互融、傍驗、高下、方斜、迂直等九法，這和西晉．裴秀著名的制圖六體是大體一致的。他還把四面八方細分成二十四個方位，使圖的精度有了進一步提高，為我國古代地圖學做出了重要貢獻。
沈括對醫葯學和生物學也很精通。他在青年時期就對醫學有濃厚興趣，並且致力於醫葯研究，搜集了很多驗方，治癒過不少危重病人。同時他的葯用植物學知識也十分廣博，並且能夠實際出發，辨別真偽，糾正古書上的錯誤。他曾經提出「五難」新理論；沈括的醫學著作有《良方》等三種。現存的《蘇沈良方》是後人把蘇軾的醫葯雜說附入《良方》之內合編而成的。
http://ke..com/view/2124.htm#5
G. 沈括簡介，沈括發明了什麼，沈括的故事，沈括夢溪筆談
沈括（1031—1095），字存中，號夢溪丈人，漢族，浙江杭州錢塘縣人，北宋政治家、科學家。
沈括出身於仕宦之家，幼年隨父宦遊各地。嘉祐八年（1063年），進士及第，授揚州司理參軍。神宗時參與熙寧變法，受王安石器重，歷任太子中允、檢正中書刑房、提舉司天監、史館檢討、三司使等職。元豐三年（1080年），沈括出知延州，兼任鄜延路經略安撫使，駐守邊境，抵禦西夏，後因永樂城之戰牽連被貶。晚年移居潤州（今江蘇鎮江），隱居夢溪園。紹聖二年（1095年），因病辭世，享年六十五歲。
沈括一生致志於科學研究，在眾多學科領域都有很深的造詣和卓越的成就，被譽為「中國整部科學史中最卓越的人物」，其名作《夢溪筆談》，內容豐富，集前代科學成就之大成，在世界文化史上有著重要的地位。
H. 地理的兩極和地磁場的兩極並不重合的現象是誰發現的
地球本身是一個巨大的磁體，地磁體的磁感線分布與條形磁體的相似，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理的北極附近，地磁兩極與地理兩極並不重合，在北宋學者沈括的《夢溪筆談》中，記載了磁針所指方向不完全指南北這一事實．
故答案為：沈括；北．
I. 地磁兩極和地理兩極並不是完全重合的，最早發現這一現象的是我國宋代學者是誰
沈括
沈括(1031-1095)，字存中，杭州錢塘(今浙江杭州)人，北宋科學家、政治家。仁宗嘉進士。神宗時參與王安石變法運動。熙寧五年(1072年)提舉司天監，次年赴兩浙考察水利、差役。熙寧八年出使遼國，駁斥遼的爭地要求。次年任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政。後知延州(今陝西延安)，加強對西夏的防禦。元豐五年(1082年)以宋軍於永樂城之戰中為西夏所敗，連累被貶。晚年以平生見聞，撰《夢溪筆談》。
沈括的科學成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新歷法，與今天的陽歷相似。在物理學方面，他記錄了指南針原理及多種製作法；發現地磁偏角的存在，比歐洲早了四百多年；又曾闡述凹面鏡成像的原理；還對共振等規律加以研究。在數學方面，他創立「隙積術」(二階等差級數的求和法)、「會圓術」(已知圓的直徑和弓形的高，求弓形的弦和弧長的方法)。在地質學方面，他對沖積平原形成、水的侵蝕作用等，都有研究，並首先提出石油的命名。醫學方面，對於有效的方葯，多有記錄，並有多部醫學著作。此外，他對當時科學發展和生產技術的情況，如畢升發明活字版印刷術、金屬冶煉的方法等，皆詳為記錄。沈括可說是一個科學通才
沈括小傳
在我國北宋時代，有一位非常博學多才、成就顯著的科學家，他就是沈括——我國歷史上最卓越的科學家之一。他精通天文、數學、物理學、化學、生物學、地理學、農學和醫學；他還是卓越的工程師、出色的軍事家、外交家和政治家；同時，他博學善文，對方誌律歷、音樂、醫葯、卜算等無所不精。他晚年所著的《夢溪筆談》詳細記載了勞動人民在科學技術方面的卓越貢獻和他自己的研究成果，反映了我國古代特別是北宋時期自然科學達到的輝煌成就。《夢溪筆談》不僅是我國古代的學術寶庫，而且在世界文化史上也有重要的地位。
沈括，字存中，生於浙江錢塘（今浙江杭州市）一官僚家庭。他的父親沈周（字望之）曾在泉州、開封、江寧做過地方官。母親許氏，是一個有文化教養的婦女。沈括生於宋仁宗天聖九年（公元1031年），他自幼勤奮好讀，在母親的指導下，十四歲就讀完了家中的藏書。後來他跟隨父親到過福建泉州、江蘇潤州（今鎮江）、四川簡州（今簡陽）和京城開封等地，有機會接觸社會，對當時人民的生活和生產情況有所了解，增長了不少見聞，也顯示出了超人的才智。他二十四歲開始踏上仕途，最初做海州沭陽縣（在今江蘇省）主簿，以後歷任東海（在今江蘇省）、寧國（在今安徽省）、宛丘（今河南省淮陽縣）等縣縣令。三十三歲考中進士，被任命做揚州司理參軍，掌管刑訟審訊。三年後，被推薦到京師昭文館編校書籍。在這里他開始研究天文歷算。宋神宗熙寧五年（公元1072年），兼任提舉司天監，職掌觀測天象，推算歷書。接著，沈括又擔任了史館檢討，熙寧六年（公元1073年）做集賢院校理。因職務上的便利條件，他有機會讀到了更多的皇家藏書，充實了自己的學識。1075年曾出使遼國，進行邊界談判，次年任翰林學士，權三司使。
宋神宗熙寧二年（公元1069年），地主階級革新派的代錶王安石被任命做宰相，開始進行大規模的變法運動。沈括積極參預變法運動，受到王安石的信任和器重，擔任過管理全國財政的最高長官三司使等許多重要官職。熙寧九年（公元1076年），王安石變法失敗。沈括被誣劾貶官，出知宣州（今安徽省宣城一帶）。三年後，為抵禦西夏，改知延州（今陝西省延安一帶），兼任鄜延路經略安撫使。因守邊有功，元豐五年（公元1082年），升龍圖閣直學士。但是不久又遭誣陷，降職做均州（今湖北省均縣）團練副使。哲宗元二年（公元1087年），沈括花費十二年心血編修的《天下州縣圖》完成，被特許親自到汴京進呈。次年，定居潤州（今江蘇省鎮江東郊）夢溪園，在此安度晚年。
沈括晚年在夢溪園認真總結自己一生的經歷和科學活動，寫出了聞名中外的科學巨著《夢溪筆談》和《忘懷錄》等。宋哲宗紹聖二年（公元1095年）逝世。他一生著作多達幾十種，但保存到現在的，除《夢溪筆談》外，僅有綜合性文集《長興集》和醫葯著作《良方》等少數幾部了。《夢溪筆談》是中國科學史上的坐標，是沈括一生社會和科學活動的總結，內容極為豐富，包括天文、歷法、數學、物理、化學、生物、地理、地質、醫學、文學、史學、考古、音樂、藝術等共600餘條。其中200來條屬於科學技術方面，記載了他的許多發明、發現和真知灼見。
沈括治水
沈括十分重視發展農業生產和興修水利。早在他青年時期任沭陽縣主簿的時候，就主持了治理沭水的工程，組織幾萬民工，修築渠堰不僅解除了當地人民的水災威脅，而且還開墾出良田七千頃，改變了沭陽的面貌，那時他只有24歲。在任寧國縣令的時候，他積極倡導並且主持在今安徽蕪湖地區修築規模宏大的堅固的萬春圩，開辟出能排能灌、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。
熙寧五年（公元1072年），沈括主持了汴河的水利建設。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。這種地形測量法，是把汴渠分成許多段，分層築成台階形的堤堰，引水灌注入內，然後逐級測量各段水面，累計各段方面的差，總和就是開封和泗州間「地勢高下之實」。這在世界水利史上是一個創舉。僅僅四五年時間里，就取得引水淤田一萬七千多頃的顯著成績。在對地勢高度計算時，其單位竟細到了寸分，可見，沈括的治學態度是極其嚴肅認真的。
傑出的天文學家
沈括還是一個傑出的天文學家。熙寧五年（公元1072年），也就在沈括負責汴河水建設時，沈括還負責領導司天監，在任職期間，他先後罷免了六名不學無術的舊歷官，不計出身，破格推薦精通天文歷算、出身平民的准南人衛朴進入司天監，主持修訂新歷的重要工作。沈括和衛朴治學態度認真，對舊歷官憑借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歷法的根據。為此，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。經過歷代的發展的演變，到宋朝，渾儀的結構已經變得十分復雜，三重圓環，相互交錯，使用起來很不方便。為此，沈括對渾儀作了比較多的改革。他一方面取消了作用不大的白道環，把儀器簡化、分工，再借用數學工具把他們之間的關系聯系起來（「省去月道環，其侯月之出入，專以歷法步之」）；另一方面又提出改變一些環的位置，使它們不擋住觀測視線。沈括的這些改革措施為儀器的發展開辟了新的途徑。後來元朝郭守敬於元世祖至元十三年（公元1276年）創制的新式測天儀器——簡儀，就是在這個基礎上產生的。
漏壺是古代測定時刻的儀器，由幾個盛水的容器裝置成階梯的形式，每一容器下側都有孔，依次往下一容器滴水漏水。最下面的容器沒有孔，裡面裝置有刻著時間標度的「箭」，隨著滴漏水面升高，「箭」就慢慢浮起，從顯露出來的刻度可以讀出時刻。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。
此外，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，詳細說明改革儀器的原理，闡發了自己的天文學見解，在是我國天文學史上的具有重要的作用。
沈括和衛朴的一系列革新活動遭到守舊勢力的攻擊和陷害。在沈括和衛朴的堅決斗爭下，衛朴主持修訂的奉元歷終於在熙寧八年（公元1075年）修成頒行。但是，由於守舊勢力阻撓和破壞，比較先進的奉元歷只實行了十八年就被廢止了。但是沈括並不因此而灰心，在晚年又進一步提出了用「十二氣歷」代替原來歷法的主張。我國原來的歷法都是陰陽合歷，而「十二氣歷」卻是純粹的陽歷。它以十二氣作為一年，一年分四季，每季分孟、仲、季三個月，並且按節氣定月份，立春那天算一月一日，驚蟄算二月一日，依此類推。大月三十一天，小月三十天，大小月相間，即使有「兩小相並」的情況，不過一年只有一次。有「兩小相並」的，一年共有三百六十五天；沒有的，一年共三百六十六天。這樣，每年的天數都很整齊，用不著再設閏月，四季節氣都是固定的日期。至於月亮的圓缺，和寒來署往的季節無關，只要在歷書上註明「朔」、「望」就行了。沈括所設計的這個歷法是比較科學的，它既符合天體運行的實際，也有利於農業活動的安排。他預見到他的這一主張必定會遭到頑固守舊派的「怪怒攻罵」，極力阻撓，而暫時不能實行，但是，他堅信「異時必有用予之說者」。果然，近八百年後，偉大的農民革命政權——太平天國所頒行的天歷的基本原理和沈括的「十二氣歷」是完全一致的。現在世界各國採用的公歷，也就是陽歷，其實在分月上還不如沈括的「十二氣歷」合理。
物理學家+化學家+數學家
沈括對物理學研究的成果也是極其豐富而珍貴的。《夢溪筆談》中所記載這方面的見解和成果，涉及力學、光學、磁學、聲學等各個領域。特別是他對磁學的研究成就卓著。沈括在《夢溪筆談》中第一次明確地談到磁針的偏角問題。在光學方面，沈括通過親自觀察實驗，對小孔成像、凹面鏡成象、凹凸鏡的放大和縮小作用等作了通俗生動的論述。他對我國古代傳下來的所謂「透光鏡」（一種在背面能看到正面圖案花紋的銅鏡）的透光原因也做了一些比較科學的解釋，推動了後來對「透光鏡」的研究。此外，沈括還剪紙人在琴上做過實驗，研究聲學上的共振現象。
在化學方面，沈括也取得了一定的成就。他在出任延州時候曾經考察研究漉延境內的石油礦藏和用途。他利用石油不容易完全燃燒而生成炭黑的特點，首先創造了用石油炭黑代替松木炭黑製造煙墨的工藝。他已經注意到石油資源豐富，「生於地中無窮」，還預料到「此物後必不行於世」，這一遠見已為今天所驗證。另外，「石油」這個名稱也是沈括首先使用的，比以前的石漆、石脂水、猛火油、火油、石腦油、石燭等名稱都貼切得多。在《夢溪筆談》中有關「太陰玄精」（石膏晶體」的記載里，沈括形狀、潮解、解理和加熱失水等性能的不同區分出幾種晶體，指出它們雖然同名，卻並不是一種東西。他還講到了金屬轉化的實例，如用硫酸銅溶液把鐵變成銅的物理現象。他記述的這些鑒定物質的手段，說明當時人們對物質的研究已經突破單純表面現象的觀察，而開始向物質的內部結構探索進軍了。
沈括在數學方面也有精湛的研究。他從實際計算需要出發，創立了「隙積術」和「會圓術」。沈括通過對酒店裡堆起來的酒壇和壘起來的棋子等有空隙的堆體積的研究，提出了求它們的總數的正確方法，這就是「隙積術」，也就是二階等差級數的求和方法。沈括的研究，發展了自《九章算術》以來的等差級數問題，在我國古代數學史上開辟了高階等差級數研究的方向。此外，沈括還從計算田畝出發，考察了圓弓形中弧、弦和矢之間的關系，提出了我國數學史上第一個由弦和矢的長度求弧長的比較簡單實用的近似公式，這就是「會圓術」。這一方法的創立，不僅促進了平面幾何學的發展，而且在天文計算中也起了重要的作用，並為我國球面三角學的發展作出了重要貢獻。
地理學家+醫學家
沈括在地學方面也有許多卓越的論斷，反映了我國當時地學已經達到了先進水平。他正確論述了華北平原的形成原因：根據河北太行山山崖間有螺蚌殼和卵形礫石的帶狀分布，推斷出這一帶是遠古時代的海濱，而華北平原是由黃河、漳水、滹沱河、桑乾河等河流所攜帶的泥沙沉積而形成的。當他察訪浙東的時候，觀察了雁盪山諸峰的地貌特點，分析了它們的成因，明確地指出這是由於水流侵蝕作用的結果。他還聯系西北黃土地區的地貌特點，做了類似的解釋。他還觀察研究了從地下發掘出來的類似竹筍以及桃核、蘆根、松樹、魚蟹等各種各樣化石，明確指出它們是古代動物和植物的遺跡，並且根據化石推論了古代的自然環境。這些都表現了沈括可貴的唯物主義思想。在歐洲，直到文藝復興時期，義大利人達．芬奇對化石的性質開始有所論述，比沈括晚了四百多年。沈括視察河北邊防的時候，曾經把所考察的山川、道路和地形，在木板上製成立體地理模型。這個做法很快便被推廣到邊疆各州。熙寧九年（公元1076年），沈括奉旨編繪《天下州縣圖》。他查閱了大量檔案文件和圖書，經過近二十年堅持不懈的努力，終於完成了我國制圖史上巨作《守令圖》。這是一套大型地圖集，共計二十幅，其中有大圖一幅，高一丈二尺，寬一丈；小圖一幅；各路圖十八幅（按當時行政區劃，全國分做十八路）。圖幅之大，內容之詳，都是以前少見的。在制圖方法上，沈括提出分率、准望、互融、傍驗、高下、方斜、迂直等九法，這和西晉．裴秀著名的制圖六體是大體一致的。他還把四面八方細分成二十四個方位，使圖的精度有了進一步提高，為我國古代地圖學做出了重要貢獻。
沈括對醫葯學和生物學也很精通。他在青年時期就對醫學有濃厚興趣，並且致力於醫葯研究，搜集了很多驗方，治癒過不少危重病人。同時他的葯用植物學知識也十分廣博，並且能夠實際出發，辨別真偽，糾正古書上的錯誤。他曾經提出「五難」新理論；沈括的醫學著作有《良方》等三種。現存的《蘇沈良方》是後人把蘇軾的醫葯雜說附入《良方》之內合編而成的。
唯物主義者
沈括具有樸素的唯物主義思想和發展變化的觀點。他認為「天地之變，寒暑風雨，水旱螟蝗，率皆有法」，並指出，「陽順陰逆之理，皆有所從來，得之自然，非意之所配也。」就是說，自然界事物的變化都是有規律的，而且這些規律是客觀存在的，是不依人們的意志為轉移的，而且這些規律是客觀存在的，是不依人們的意志為轉移的。他還認為事物的變化規律有正常變化和異常變化，不能拘泥於固定不變的規則。正是這些比較正確的思想觀點，促使他取得了那個時代在科學技術方面達到的高度成就。沈括曾提出已知的知識是有限的，人的認識是無限的觀點，對科學的發展產生了很大的影響。
唯物主義的思想傾向，還表現在沈括十分重視勞動群眾的實踐經驗和發明創造上，他不斷地從勞動人民那時汲取智慧和力量。他曾說：「至於技巧器械，大小尺寸，黑黃蒼赤，豈能盡出於聖人！百工、群有司、市井田野之人，莫不預焉」。為了探求醫葯知識，他「所至之處，莫不詢究，或醫師，或是巷，或小人，以至士大夫之家，山林隱者，無不求訪」。在《夢溪筆談》中，他以敬佩的態度記載了宋朝勞動人民在科學技術上的許多卓越貢獻。例如布衣畢（上日+下升）發明活字印刷術，民間匠師喻皓的建築成就和編著的《木經》，河工高超創造的合龍堵口的先進方法，平民天文數學家衛朴修歷的事跡，以及河北工作煉鋼、福建農民種茶等許多無名英雄在生產斗爭中取得的寶貴經驗，等等。正是由於沈括的詳細記述，才使得不少作出貢獻的勞動人民的業績得以保存流傳下來。
唯物主義的思想傾向，決定了沈括對於自然現象和科技成就的記述具有一定的科學性。他觀察和描述事物非常細致、具體、准確，沒有封建時代一般文人虛詞浮誇的壞習慣。因此，通過他的記述，我們能夠明確地判斷他那個時期生產技術和自然科學所達到的水平。例如，沈拓有關雷電、海市蜃樓、龍卷風、地震以及隕鐵等自然現象的記載，非常細致貼切而生動形象，使人們彷彿親臨現場。
沈括能夠用發展變化的觀點研究客觀事物，得出正確的結論。他在論述有關數學、氣象、醫葯等許多問題的時候，多次強調要因地因時制宜。例如古代規定二月和八月是采葯的季節， 是沈括指出，草葯生長由於受自然條件和栽培情況的影響，同時采葯又有取根、取葉、取芽、取花、取實等不同的要求，因此，要根據不同情況選下采葯時間，不可死板地「拘以定月」。沈括的這一見解是十分合理的。
沈括對一些自然現象並不停留在表面的觀察上，他還努力探求它的科學道理，提出對事物發展變化規律性的解釋。象對雁盪山諸峰和華北平原的形成原因、二十八宿的位置、化石的形成等許多問題的說明，是符合近代科學原理的。為了弄清陽燧（凹面鏡）成像的道理，他觀察空中飛鳥的影子情況，並親自移動自己的手，來比較成像的區別，終於作出了比較正確的解釋.這些都是他在科學事業上能夠獲得成功的重要原因。
文武雙全
沈括文武雙全，不僅在科學上取得了輝煌的成績，而且為保衛北宋的疆土也做出過重要貢獻。北宋時期，階級矛盾和民族矛盾都十分尖銳。遼和西夏貴族統治者經常侵擾中原地區，擄掠人口牲畜，給社會經濟帶來很大破壞。沈括堅定地站在主戰派一邊，在熙寧七年（公元1074年）擔任河北西路察訪使和軍器監長官期間，他攻讀兵書，精心研究城防、陣法、兵車、兵器、戰略戰術等軍事問題，編成《修城法式條約》和《邊州陣法》等軍事著作，把一些先進的科學技術成功地應用在軍事科學上。同時，沈括對弓弩甲胄和刀槍等武器的製造也都作過深入研究，為提高兵器和裝備的質量做出了一定貢獻。
沈括的缺點
沈括能力一流，但有打小報告的毛病。
王安石變法的時候，沈括是中央派出考察新法執行效果的特派員，沈括回來匯報說，群眾熱烈擁護國家新政策、萬事大吉。王安石徹底倒台後，沈括偷偷給新宰相吳充一個秘密報告，上面歷數王安石變法的很多弊端。吳充轉身就把報告遞給了皇帝，老頭子一看就躥火了：這不是落井下石嗎。從此就不怎麼待見沈括。
蘇軾是沈括在國家圖書館時的同事，蘇軾因為犯事被下放到了浙江。沈括晚些時候奉命巡察地方工作，臨走前，皇帝老子特意囑咐沈括，到了杭州對蘇軾仗義點。沈括和蘇軾一見面，噓寒問暖好一陣哥們兒義氣，然後向蘇軾索要他最近的詩文。
蘇軾向來對自己的字和詩都很自戀，挺高興地就寫了送給沈括，沈括一拿回去就把這個當證據，向中央寄信匯報說，蘇軾在詩裡面誹謗朝政。蘇軾後來因為詩案下大牢，據說沈括就是第一個朝他放暗箭的人。以後沈括自己也被開除公職在鎮江養老，蘇軾恰好又在杭州當差，兩個地方不算太遠。沈括居然跟沒以前的事一樣，還經常跑去找蘇軾敘舊，每次都恭恭敬敬地禮數周全，整得蘇軾心裡煩他還沒脾氣。