杜绾字季阳，号云林居士，北宋山阴（今浙江绍兴）人。他出生在封建官僚世家，祖父和父亲都在京城当官。北宋士大夫好石成风，文人学士竞相寻求好的砚石。特别是以宋徽宗赵佶为代表的上层封建统治集团，日趋腐败，搜取珍玩。杜绾的家庭环境，使他有条件接触全国各地的奇异珍宝和怪石。政和七年，朝廷动用成千上万的人力、财力，把一些外表姿态美观的石头如灵璧石、太湖石等运到京城，为修建万岁山备用。封建统治者对各种怪石的追求，引起了当时知识分子的注意。他们中的某些人，不仅爱石、玩石，而且为各种石头写谱，描述它们的产地、性状，出现了一批《砚谱》和《石谱》。其中，最突出的代表是杜绾的《云林石谱》，里面所记载的石头不局限于砚石或“假山清玩”，而是着眼于全国各地有代表性的石头的性状描述。这种作法和写法，大大提高了《石谱》的科学价值。
《云林石谱》是我国古代最完整、最丰富的一部石谱，约1 4000余字、描述的石头有116种，详略不等地叙述其产地、采取方法、形状、颜色、质地优劣、敲击时发出的声音、坚硬程度、纹理、光泽、晶形、透明度、吸湿性、用途等。书中记载的石头产地范围甚广，达到82个州、府、军、县和地区。
《云林石谱》的科学价值，突出地表现在它对矿物、岩石的性状描述上。如菩萨石即水晶，为透明的石英晶体。当阳光通过晶体时，会发生色散，形成“五色圆光”。杜绾对石头颜色的描述很多，有白色、青色、灰色、黑色、黄色、绿色等。此外，还有颜色深浅的区别，如深绿、浅绿、青绿、微青、微灰黑等。他还看到了石头经过风化之后会产生颜色变化，他对石头的声音也很注意，常用东西敲击石头。杜绾对于石头的坚硬程度，描述相当精细。他用甚软、稍软、稍坚、不甚坚、坚、颇坚、甚坚、不容斧凿8个等级区别石头硬度，非常精细、科学。
杜绾还注意到了石头表面的粗细程度，阐明了奇形怪状石头的成因。他还记载了当时人们利用风水冲激来加工太湖石的技术，介绍了各种岩石的用途和当时工人加工石材的方法。
杜绾对化石的认识有相当高的水平，不仅记载了鱼化石和海洋腕足动物壳体化石——石燕，而且阐明了鱼化石的成因，用实验澄清了传说中石燕会飞的误解。这些观点在中国古代地质学史上占有重要的地位。
杜绾对于矿物岩石的研究无疑是科学的，而他所著的《云林石谱》更是一幅内容丰富详尽的群石族谱。
博学多才的沈括
我国北宋时代，有一位博学多才、成就显著的科学家，他就是沈括。
沈括精通天文、数学、物理学、化学、生物学、地理学、农学和医学，他还是卓越的工程师、出色的军事家、外交家和政治家。同时，他博学善文，对方志律历、音乐、医药、卜算等无所不精。他晚年所著的《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。
沈括，字存中，生于浙江钱塘（今浙江杭州市）一个官僚家庭。他的父亲沈周（字望之）曾在泉州、开封、江宁做过地方官。母亲许氏，是一个有文化教养的妇女。沈括自幼勤奋好读，在母亲的指导下，14岁就读完了家中的藏书。后来他跟随父亲到过福建泉州、江苏润州（今镇江）、四川简州（今简阳）和京城开封等地，有机会接触社会，对当时人民的生活和生产情况有所了解，增长了不少见闻，也显示出了超人的才智。他从24岁起，开始做官，游历了很多地方。33岁那年，他中了进士，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。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，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。
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（在今山西原平西南）一带30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6次，沈括据理力争，拒不退让，辽国无计可施，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。宋神宗提升他为翰林学士。
沈括是位博学多才的科学家。他只要一有机会，就结合实际进行科学研究，58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。而且，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。在研究中，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。
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。有一次，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。
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。”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。
沈括是我国历史上一位重要的地理学家，他学识渊博，造诣很深。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”。
《梦溪笔谈》是沈括多年智慧的结晶，更是广大劳动人民智慧的结晶。它的记载成为我们了解古代科学和人民日常生活的重要依据。
治学严谨的朱思本
朱思本，元代临川人。我国著名的地理学家，他创作的《舆地图》是我国制图史上的杰作。
朱思本早年在贵溪龙虎山学道。对古文、地理深有研究。他根据考察记录，结合《水经注》、《通典》、《元和郡县志》、《元丰九域志》、《大元一统志》等有关地理方面的历史资料，前后花了10年的时间，劳心瘁力，历尽艰苦，绘成极有科学价值的《舆地图》。其图标位、计程都相当精确，为前人所未及。
从14世纪初起，朱思本开始了长达10年之久的考察活动。他周游各地，名义上是代天子祭祀名山大川，但同时也负有中朝大夫“每嘱以质诸藩府，博采群言，随地为图”的任务。这一任务正与他试图重绘新图以纠正前人地图的错误的想法相合。经过10年的努力，他终于绘成长宽各七尺的大地图《舆地图》，后刻石于上清之三华院。可惜此图已失传，幸明代罗洪先所绘《广舆图》还保存了此图的概貌。
《舆地图》除总图外，还有16幅分省图、16幅边区图、3幅黄河图、3幅大运河图、2幅海路图、4幅朝鲜、安南、蒙古和中亚地区的地图。有趣的是，14世纪的欧洲人和阿拉伯人在地图上总是把非洲的尖端指向东方；但是有证据表明，朱思本已经知道非洲的形状像个三角形，而且尖端指向南方。
朱思本游历考察各地先后达20年之久。在从龙虎山出发北上大都的过程中，这位久居深山、脱离群众的道士，真正接触到社会。大德年间，江浙一带经常遭遇大水，灾民流亡失所，死者不可胜计，朱思本目睹了人民受灾的悲惨情景。难能可贵的是，朱思本从江浙的大水和扬州的旱蝗中悟出了这是与封建官府的残暴统治分不开的。
为了完成《舆地图》这一艰巨任务，朱思本在实地考察、搜集资料、制图方法等方面都付出了大量的心血。通过实地考察，对前人所作进行核对，他发现“前人所作，殊多乖谬”，因而进一步增强了他重新绘制地图的决心，“思构为图正之”。另外，朱思本善于从前人的著作中吸取有价值的成果。而且，朱思本不满足于汉文资料的搜集，注意利用藏文等少数民族地理著作。例如，为了弄清黄河河源及其流向里程，“从八里吉思家得帝师所藏梵字图书，而以华文译之，与潘昂霄所志（即《河源志》），互有详略”（《元史·地理志》）。朱思本也是一位精通藏文的翻译家。为了编绘较精确的《舆地图》，在搜集材料方面他也是不遗余力。
我国地图制作的画方之法，始于魏晋。地图学家裴秀创造了“制图六体”法：即“分率”（比例缩尺）、“准望”（方位）、“道里”（实际里数）、“高下”、“方邪”、“迂直”（即地貌地形与实际里数的关系）。裴秀的《禹贡地域图》，“以一分为十里，一寸为百里，备载名山都邑，王者可不下堂而知四方也”（《北堂书钞》卷九六）。裴秀是以里为单位绘制地图的。此法到唐贞元年间得到贾耽的重新提倡。而朱思本在《舆地图自序》中提到的《禹迹图》，根据图中的唐代地名和绘图情况来判断，很可能是据贾耽《海内华夷图》中的禹贡九州部分绘成的，所用的画方绘法，注明“每方折地百里”。可见计里画方法并未中断。朱思本在裴秀、贾耽的基础上重振此绘图法，所绘《舆地图》比前代更为精细详尽，对计里画方的精确度要求更高。
明嘉靖年间地理学家罗洪先有志重绘天下舆图，经过反复比较之后，发现朱思本《舆地图》是他见到的地图中最正确、最可靠的地图，于是以朱图为基础，加以增补扩大，名为《广舆图》。
朱思本对自己的《舆地图》作了实事求是的估价。他虽然周游了全国许多地方，但实际上也只是到今天的华北、华东、中南地区，在当时的条件下，他不可能走遍西北、东北、西南各边远地区。所以对自己考察过的地方，他满有把握地说：“其间河山绣错，城连径属，旁通正出，布置曲折，靡不精到。”对自己没有去过的“涨海之东南，沙漠之西北，言之者既不能详，详者又未必可信”。这种科学态度堪称我国古代科学家的典范。
14世纪20年代，朱思本离开大都到江西玉隆宫。吴全节召朱思本去大都，显然有意让他成为自己的接班人。但朱思本仍然无意追求高官显位，数年后重返江西玉隆宫，在那里过着隐居生活。
朱思本严谨治学，成就卓著，是我国古代一位杰出的地理学家，他的《舆地图》开辟了中国地理史上的新时代。他对科学严谨的态度，实事求是的精神成为后人学习的榜样。
朱思本作图态度严谨，对边远及外域地区，宁缺毋滥。这种实事求是的态度正是我们学习的榜样。
热衷探险的徐霞客
徐霞客名弘祖，字振声，霞客是他的号，他是我国著名的地理学家和探险家。
徐霞客出生在江苏省江阴县。他的祖上曾经做过官。徐霞客从小就对四书五经不感兴趣，他喜欢读地理、历史和游历探险方面的书，向往“问奇于名山大川”的生活。正因如此，他克服万难，把毕生的心血献给了旅游与地理考察事业。
参加科举考试失败后，徐霞客便决定不再走考试做官的道路，决心进行自己感兴趣的地理考察事业。这意味着要与当时流行的社会风习决裂，在当时的社会里，这样做是需要勇气和胆识的，除此以外，还要承受一些守旧的人的讥笑和指责。但徐霞客坚定地这样做了，他的家庭，特别是他的母亲有力地支持了他，她说：“志在四方，男子事也”，“哪能让儿子像篱笆中的鸡，车辕下的马，被困着呢？”
放弃了科举，徐霞客开始潜心攻读古人留下的地理知识，在攻读中，他发现前人著述的内容，很多是历代沿袭，转抄自较早的地理学著作，很少有人进行实地的考察。因而，有的地理著作记述错了，也被照抄照搬。前代的人错了，后代的人也跟着错。他对前人著作中的不少问题，提出了大胆的怀疑。为了搞清祖国河山的真实面貌，徐霞客决定亲身进行实地考察。
从22岁起，徐霞客开始了游历考察生涯。游历考察过程中，他曾经3次遭遇强盗，4次绝粮。徐霞客仍顽强地向前走去。没有粮食了，他就用身上带的绸巾去换几竹筒米；没有旅费了，就用身上穿的夹衣、袜子、裤子去换几个钱……重重的困难被他踩在脚下，他终于到达了自己的目的地。更为可贵的是，徐霞客在野外考察生活中，每天不管多么劳累，都要把当天的经历和观察记录下来。他先后写了2000多万字的游记，为后人留下了珍贵的地理考察记录。
徐霞客通过亲身的考察，以无可辩驳的事实材料，论证了金沙江是长江的正源，否定了被人们奉为经典的《禹贡》中关于“岷山导江”的说法。同时，他还辨明了左江、右江、大盈江、澜沧江等许多水道的源流，纠正了《大明一统志》中有关这些水道记载的混乱和错误。他认真地观察河水流经地带的地形情况，看到了水流对所经地带的侵蚀作用，并认识到在河岸凹处的侵蚀作用特别厉害。他还注意到植物与环境的关系，观察在不同的地形、气温、风速条件下，植物生态和种属的不同情况，认识到地面高度和地球纬度对气候和生态的影响。对温泉、地下水等，徐霞客也都有一定的科学认识。
在徐霞客对地理学的一系列贡献中，最突出的是他对石灰岩地貌的考察。他是我国，也是世界上最早对石灰岩地貌进行系统考察的地理学家。欧洲人中，最早对石灰岩地貌进行广泛考察和描述的是爱士培尔，时间是公元1774年；最早对石灰岩地貌进行系统分类的是罗曼，时间是公元1858年，他们比徐霞客晚了一二百年。
从徐霞客的游记中可以看出，他已经明确地认识到形成石灰岩奇异地貌的重要原因。由于发育的时期不同，而形成不同的地区差异，如桂林、阳朔一带，因为缺乏风化物质，无土壤覆盖，形成的是石峰峻峭、各自矗立、争奇斗胜的地貌；而柳州西北一带则不同，它是土石间出，土山迤逦（曲折连绵），忽石峰数十，似锥处囊中一般。用现代地质学的术语说，桂林、阳朔一带体现的是石灰岩地貌发育最盛时期的特征，柳州西北一带体现的则是处于石灰岩地貌发育晚期的情况。可见，徐霞客的观察是很准确精细的，他的分类与现代地质学的分类基本一致。
