自從宋真宗以后，宋朝一直依靠每年送大量銀絹，維持了幾十年跟遼朝暫時(shí)妥協(xié)的局面，但是遼朝欺宋朝軟弱，想進(jìn)一步侵占宋朝土地。公元1075年，遼朝派大臣蕭禧到東京，要求劃定邊界。

　　宋神宗派大臣跟蕭禧談判，雙方爭(zhēng)論了幾天，沒有結(jié)果。蕭禧一定說黃嵬山(在今山西原平西南，嵬音wéi)一帶三十里地方應(yīng)該屬于遼朝。宋神宗派去談判的大臣不了解那里的地形，明知蕭禧提出的是無理要求，又沒法反駁他。宋神宗就另派沈括去談判。

　　沈括，杭州錢塘人，原是支持王安石新法的官員。沈括不但辦事認(rèn)真細(xì)致，而且精通地理。他先到樞密院，從檔案資料中把過去議定邊界的文件都查清楚了，證明那塊土地應(yīng)該是屬于宋朝的。他向宋神宗報(bào)告，宋神宗聽了很高興，就要沈括畫成地圖送給蕭禧看，蕭禧才沒話說。

　　宋神宗又派沈括出使上京(遼朝的京城，在今內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗南)。沈括首先收集了許多地理資料，并且叫隨從的官員都背熟。到了上京，遼朝派宰相楊益戒跟沈括談判邊界，遼方提出的問題，沈括和官員們對(duì)答如流，有憑有據(jù)。楊益戒一看沒有空子好鉆，就板起臉來蠻橫地說：“你們連這點(diǎn)土地都斤斤計(jì)較，難道想跟我們斷絕友好關(guān)系嗎?”

　　沈括理直氣壯地說：“你們背棄過去的盟約，想用武力來脅迫我們。真要鬧翻了，我看你們也得不到便宜。”

　　遼朝官員說不服沈括，又怕鬧僵了，對(duì)他們沒好處，只好放棄了他們的無理要求。

　　沈括帶著隨員從遼朝回來，一路上，每經(jīng)過一個(gè)地方，把那里的大山河流，險(xiǎn)要關(guān)口，畫成地圖，還把當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗人情，調(diào)查得清清楚楚。回到東京以后，他把這些資料整理起來，獻(xiàn)給宋神宗。宋神宗認(rèn)為沈括立了功，拜他為翰林學(xué)士。

　　沈括為了維護(hù)宋朝邊境的安全，十分重視地形勘察。有一次，宋神宗派他到定州(今河北定縣)去巡視。他假裝在那里打獵，花了二十多天時(shí)間，詳細(xì)考察了定州邊境的地形，還用木屑和融化的蠟?zāi)笾瞥梢粋€(gè)立體模型。回到定州后，沈括要木工用木板根據(jù)他的模型，雕刻出木制的模型，獻(xiàn)給宋神宗。這種立體地圖模型當(dāng)然比繪制在紙上的地圖更清楚了。

　　宋神宗對(duì)沈括畫的地圖和制作的地圖模型很感興趣。第二年，就叫沈括編制一份全國地圖。但是不久，沈括受人誣告，被朝廷貶謫到隨州(今湖北隨縣)去。在那里，環(huán)境雖然很困難，但是他堅(jiān)持繪制沒有畫完的地圖;后來，他換了幾個(gè)地方的官職，也是一面考察地理，一面修訂地圖，堅(jiān)持了十二年，終于完成了當(dāng)時(shí)最準(zhǔn)確的一本全國地圖——《天下郡國圖》。

　　沈括不但在地理研究上作出了出色的成就，而且是個(gè)研究興趣很廣泛的科學(xué)家。他在天文、歷法、音樂、醫(yī)藥、數(shù)學(xué)等方面，都十分精通。他很早就研究天文歷法。后來，他擔(dān)任司天監(jiān)的工作，發(fā)現(xiàn)在那里工作的人，不少是不學(xué)無術(shù)的人，不懂得用儀器觀測(cè)。他到了司天監(jiān)以后，添置了天文儀器。為了觀察北極星的位置，他一連三個(gè)月，每天夜里用渾天儀觀察，終于計(jì)算出北極星的正確位置。

　　沈括晚年的時(shí)候，閑居在潤州(今江蘇鎮(zhèn)江)的夢(mèng)溪園。他把一生研究的成果記載下來，寫了一本著作《夢(mèng)溪筆談》。在那本書里，除了記載他自己研究的成果以外，還記錄了當(dāng)時(shí)勞動(dòng)人民的許多創(chuàng)造發(fā)明，其中特別有名的是畢升的活字印刷技術(shù)。

　　印刷術(shù)是我國古代四大發(fā)明之一。在北宋之前，已經(jīng)有了雕板印刷術(shù)。但是雕板花工夫大，而且刻好一塊木板，要改動(dòng)一個(gè)字，就要全部重刻。沈括在他錢塘老家看到一位老工匠畢升，用一種很細(xì)的粘土，做成許多小塊，刻上字后放在窯里燒硬，成為一個(gè)個(gè)活字。用這種活字排版印刷，比雕板印刷方便多了。沈括看到這件新鮮事，十分感興趣，就進(jìn)行詳細(xì)的觀察和了解，還把畢升的發(fā)明，記載在他的《夢(mèng)溪筆談》里，后代的人讀了他的書，才知道活字印刷術(shù)的來歷。