北宋时候，农业、手工业和商业都比较发达，科学技术也有很大的发展。就在北宋中期，我国出了一个大科学家，叫沈括。
    沈括是钱塘（今浙江杭州）人。他的父亲沈周长期在外面做官，沈括十岁起就跟随父亲走南闯北，获得了很多见闻。他从二十四岁起，开始做官，又到了好多地方。三十三岁那年，他考上了进士，不久又调到京城昭文馆编校图书。他在馆中读了大量藏书，学识更加长进了。
    沈括爱好数学和天文学，对天文历法很有研究。公元１０７２年，宋朝政府派他到司天监做官。司天监是观测天象、制订历法的机构，但有些官员对天文历法却一窍不通。沈括主持司天监以后，就把这些官员撤了职。当时，有个平民出身的天文学家，叫卫朴，他有着丰富的实践经验。沈括破格地把他推荐到司天监工作。为了观测天象，沈括又改制了许多天文仪器。经过他的大力整顿，司天监气象一新。
    后来，沈括又积极参加王安石变法运动。朝廷派他到各地去视察，他不断提出建议，为推行新法出了不少力。
    公元１０７５年，辽国派使臣肖禧来到北宋东京，硬说原来属于北宋的黄嵬山（ｗéｉ，在今山西原平西南）一带三十里的地方应该属于辽国。宋神宗派沈括去谈判。沈括先到枢密院查阅档案，把过去双方议定的边界文书查得一清二楚，并画出边境地图，驳斥了辽国的无理要求。之后他又受宋神宗之命出使辽国，跟辽国作进一步交涉。在辽国京城上京（在今内蒙古巴林左旗），双方会谈了六次，沈括据理力争，坚持不屈，辽国无法可想，只得放弃了原来的无理要求。
    沈括回国的时候，详细调查了沿路的地理情况、山川道路和风土人情，写成一部《使契丹图抄》。他回到京城，进呈给宋神宗。宋神宗因为他立了功，提升他为翰林学士。
    沈括一生虽然做过很长时间的官，但他只要一有机会，就结合实际进行科学研究，是位博学多才的科学家。五十八岁那年，他定居润州（今江苏镇江），集中精力从事科学研究和写作。他在自己的住处梦溪园，写了一部有名的科学著作《梦溪笔谈》。
    《梦溪笔谈》简称《笔谈》，内容包括天文、历法、数学、物理、化学、生物、地理、地质、医学、历史、考古、文学、音乐和绘画等许多方面，范围非常广泛。在许多学科中，沈括都有深刻的研究和独到的见解。
    指南针是我国古代一项伟大发明。沈括对指南针的使用作了多种实验，并且把实验的方法记在《笔谈》中，成为研究我国古代指南针的珍贵资料。他发现了指南针所指的方法不是正南而是稍微偏东。这种现象，在物理学中叫做磁偏角。这是世界上最早发现地磁偏角的记录，比欧洲哥伦布的发现早了四百多年。
    他到河北去，经过太行山，见山壁中间有一条螺蚌壳和卵石组成的带状堆积层。他研究后断定说：“这是古时的海边，现在东面离开大海已有千里之远了。”他又进一步推论说：“所谓大陆，都是浊流冲积而成的。”沈括所说的大陆，主要是指太行山以东的河北平原。他认为河北平原是由黄河等浊流冲积而成的。沈括关于水流侵蚀冲积作用的论述，在世界上也是最早的，比西方学者早七百年。
    他还是世界上最早使用“石油”这一概念，并对石油的用途有所认识的人。那年他到陕北去，发现那里地下蕴藏着丰富的石油。当地人称为“脂水”，用来烧烟制墨。他预言说：“这东西将来一定大行于世。”他认为我国“石油很多，生在地中没有穷尽”。这些论述，现在都已经被证实了。
    《笔谈》中还记载了劳动人民的很多创造发明。其中最有名的，要数毕昇的活字印刷术。毕昇发明的活字印刷术，是印刷史上一项重大变革。要不是《笔谈》记载他的事迹，我们简直连他的名字都不知道了。
公元１０９５年，沈括在润州病逝，这年他六十五岁。他写的《梦溪笔谈》一书，已成为世界科技史上一部杰出的著作，受到中外科学家的高度评价，被誉为“中国科学史上的坐标”。