北宋时代的沈括，是一位以博学著称的科学家。对于文学、艺术、自然科学、技术、历史、考古等各门学问都有深入研究。沈括一生在各地为官，积极参加王安石变法，也是一位政治家。
1088年他奉旨可以任便居住，后定居于京口的梦溪园内。1095年病故于此园，终年65岁。他一生论著甚多，仅据《宋史·艺文志》所录就有22种，共155卷，但现在有传刻本的仅有《梦溪笔谈》26卷、《补笔谈》3卷、《续笔谈》1卷、《长兴集》19卷等。其中《梦溪笔谈》是沈括晚年在梦溪园中将他一生所见所闻和研究心得以笔记文学体裁写下的著作。书中关于科学技术的条目约占三分之一以上，内容涉及数学、天文历法、地理、地质、气象、物理、化学、冶金、兵器、水利、建筑、动植物以及医药学等广阔的领域。其中有不少对当时科学技术的忠实记录，还有沈括本人深入钻研的科学成果，是中国科技史上一部十分重要的著作。李约瑟教授称沈括是中国整部科学史中最卓越的人物，赞许他的著作《梦溪笔谈》是中国科学史的里程碑。
在天文历法方面，沈括注重观测的思想贯穿于他的天文研究中。1074年，沈活分别对测量天体位置的浑仪、测量时间的浮漏和测量日影长短的景表这三种天文仪器，提出了改进意见和设计方案。沈括在奉命兼任司天监职务时，曾亲自推荐精于历术的淮南人卫朴于1074年修成奉元历，并在1075年起颁行。沈括大胆主张使用与农业生产关系密切的十二气历，即以“十二气为一年”，以立春为一年之始，“大尽三十一日，小尽三十日”，“一大一小相同，纵有两小相并，一岁不过一次”，这样，可以做到“岁岁齐尽，永无闰余”。他的建议十分简便科学，比现行的公历——格列高利历还要合理。
在数学方面，沈括主要研究了“隙积术”和“会圆术”等。隙积术属于求解垛积问题和高价等差级数求和问题，对此，沈括创立了一个正确的求解公式。会圆术是一个已知弓形的圆径和矢高求弧长的问题。沈括推得求弓形弧长的近似公式。之后，元代的王恂、郭守敬在修改历法制定授时历中就利用了沈括的这个公式。
在物理学方面，沈括通过纸人实验发现了“共振现象”，他还亲自做凹面镜成像实验。用实验探讨阳燧引火的原因。还对古代的透光镜做过细心的观测和研究。
在地学方面，沈括对地形地貌进行了大量的观测研究，指出泥沙的淤积作用是形成华北平原的真正原因。他首创的立体地图很快得到推广。
在医药学方面，沈括根据实物，对药物名称做了大量的证同辨异工作，并注意收集验方，编有《苏沈良方》15卷。他在实地考察、仔细观测和科学实验的基础上，应用合理的逻辑推理方法，从自然界引出符合科学的结论。
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沈括之所以被李约瑟教授称为中国整部科学史中最卓越的人物，他的著作《梦溪笔谈》为中国科学史的里程碑，是因为其中有不少对当时科学技术的忠实记录，还有沈括本人深入钻研的科学成果。他的成果又来自于他亲力亲为的科学实验：无论是对测量天体位置的浑仪、测量时间的浮漏还是测量日影长短的景表这三种天文仪器，均提出了改进意见和设计方案，并通过纸人实验发现了“共振现象”。由此可见，创新源于实践。