第一章 钱塘少年的格物初心
宋仁宗庆历年间的一个夏夜，钱塘县城的沈家书斋还亮着灯。十四岁的沈括趴在案前，手里捏着根竹片，正对着一碗清水摆弄。碗里浮着枚铜钱，他一会儿垫高碗沿，一会儿调整竹片角度，额头上渗着汗珠。
“括儿，都三更了还不睡？”父亲沈周推门进来，手里端着碗莲子羹。他刚从泉州知州任上告假回家，看着儿子痴迷的样子，无奈地摇摇头。
沈括头也不抬：“爹，您看！铜钱明明沉在碗底，可从这个角度看，它就像浮起来一样！这是为啥？”他挪动竹片，铜钱在水里的影子忽沉忽浮。
沈周放下碗，蹲在儿子身边：“这是光的折射道理。就像咱们看水里的鱼，实际位置总比看到的深。”他指着窗外，“明天带你去钱塘江看潮，那里的潮汐更有意思。”
第二天一早，沈括跟着父亲来到钱塘江边。潮水还没到，渔民们正在修补渔网。沈括蹲在滩涂边，用树枝测量水痕，问老渔民：“大伯，潮水每天都这个时候来吗？”
老渔民笑道：“后生仔，潮水跟着月亮走呢！月初月中潮最大，刮风下雨也会变。”
正说着，远处传来隆隆声，像万马奔腾。潮水白花花地涌来，拍在岸上溅起丈高水花。沈括盯着潮水进退的轨迹，手里的树枝飞快记录着，连裤脚被打湿都没察觉。回家后，他把观测到的潮汐时间、高度一笔笔记在本子上，还画了示意图。
沈括的母亲许氏是着名学者许洞的女儿，见儿子痴迷这些“杂学”，非但不反对，还找来《九章算术》《水经注》给他看。“学问不分高低，能明白道理就是真学问。”她教沈括算圆周率，用算筹摆出复杂的算式。
十五岁那年，沈括随父亲到泉州赴任。泉州港的外国商船让他大开眼界，他跟着阿拉伯商人学天文历法，看他们用星盘导航；向造船工匠请教船体结构，蹲在船坞里看工匠们拼接龙骨。有次为了弄清船舵的原理，他跟着商船出海三天，回来时晒得黝黑，却捧着画满图纸的本子笑得开心。
父亲同僚见他整天“不务正业”，劝沈周：“沈知州，孩子该好好读经书考科举，总摆弄这些奇技淫巧没前途。”
沈周却摆摆手：“括儿心里有数。”他不知道，这些看似无用的学问，日后会成为大宋最珍贵的财富。
第二章 治世能臣的实干锋芒
嘉佑八年，沈括考中进士，被任命为扬州司理参军。第一次升堂审案，被告是个偷了官粮的仓吏，按律
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