沈括(10 31—10 95年)，字存中，浙江钱塘县(今杭州市)人。其父沈周官至太常寺少卿，分司南京。21岁那年，父亲病故，按照规定，沈括承袭父荫，当了海州沭阳县主簿(县令助手)。和父亲相比，沈括不那么循规蹈距，他有自己的理想和抱负，希望能有所作为。 在沭阳境内有条冰水河，因年久失修，河道淤塞，致使许多田地“熟不长粮，荒不长草”。颟顸无能的县令非但不思治理，反而据此巧立名目，变本加厉地盘剥百姓。贫苦百姓实在忍无可忍，纷纷起来抗争，赶走了县令。沈括目睹此情此景，决心着手修治沭水河。在他的亲自督导下，先后开辟灌溉渠100多米，修筑提堰9条，从而使该县70万亩土地变成上等良田。沈括也因此受到人们的重视。
1063年，沈括考中了进士，出任扬州司理参军。1066年，他入京编校绍文馆书籍，不久被提拔至司天监为官。
司天监是当时朝廷内专门负责观察天象、制定历法的机构。沈括对天文学非常热爱，并且十分推崇唐代天文学家张遂。他曾说：“汉代以前制历，一定要用浑仪等天文仪器来验，后来虽有浑天仪，而不用于制历，制历的人也不再用仪器考验，以至气、朔、星、纬，都不能知道它们必当之数。直至唐僧一行改造《大衍历》，这才复用浑天仪考实，所以他的技术成就，要比其他诸家为多。”为了彻底改革历法，沈括决定改制北宋政府或失之构造简单、或繁复不切实用的两套观象仪器。
沈括在总结古代劳动人民实践经验的基础上，首先对测量天体日月星辰运行的浑天仪的尺度、黄赤道、天常环、月道、
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