然而，沈括這位文武雙全的政治活動家，世界壹流的科技人才，壹生經歷了許多風風雨雨，在政治上和學術上屢遭排斥和打擊。沈括時代，北宋地主統治階級內部改革派與保守派的鬥爭十分激烈。宋神宗熙寧二年(1069)，地主階級改革派代表王安石被任命為宰相，開始了大規模的變法運動。沈括積極參加變法活動，受到王安石的高度重視。他擔任過掌管國家財政的最高官員、三個秘書和許多其他重要職位。同時，他也被視為老壹代衛道士的眼中釘，屢遭陷害，兩次被罷官降職。沈括在政治上是堅定的革新者，在科學研究上也壹直敢於提倡新思想，反對陳規。沈括有過許多科技發現和學術創新，但大多是在與腐朽的經學傳統勢力反復鬥爭後取得的。自先秦以來，僵化的儒家經典束縛了中國歷史上無數知識分子的手腳，將他們的主要精力吸引到“持家、治國、平天下”的政治目標和自我道德修養上，而將壹切具有真正認知價值的科學知識不屑壹顧，視為壹種被君子所鄙夷的“技能”。而且這種傳統的儒家經典極其頑固保守。任何人只要稍有“違聖學義”，就會被控“離經叛道”，受到名譽和家庭破壞的嚴懲。所以，中國古代很多在史籍上看到過的重要發現和發明，都在漫長的歲月中被淹沒了。在他的學術生涯中，沈括也沒能逃脫這樣的厄運。他的很多學術成果都被斥為異端，有的甚至被埋沒了幾百年。這種情況在歷法改革中尤為典型。
北宋頻繁的歷法改革活動
宋朝建立之初就進入了社會相對穩定的時期，七八十年的長期團結和平為社會生產的發展創造了有利條件。與唐朝相比，宋朝的經濟在農業、手工業、商業和對外貿易方面都有了很大的發展。經濟的發展和生產的需要直接導致了宋代以後科技的發展高潮。在這個科技發展的高潮中，天文學占據了突出的地位。
當時航海業的發展提出了精確確定天體位置的要求，農業的發展需要根據更精確的歷法精心安排農事。這壹時期冶煉和機械制造技術的提高，使得制造壹些大型精密的天文儀器成為可能，從而大大提高了天文觀測的精度，從而越來越深刻地揭示了天文觀測和歷法計算之間的矛盾。正是人民的生產鬥爭和科學實驗促成並推動了北宋頻繁的歷法變革活動。這壹時期，幾乎每個皇帝在位時都會頒布新的歷法。從北宋開國(960年)到金兵占領開封(1126年)，167年期間頒布了9部歷法，平均每18年進行壹次歷法改革。
科學技術的發展當然是由社會生產決定的。但在階級社會，統治階級總是要求科學技術服從自己的階級利益，為統治階級服務。因此，社會對科學技術的需求能否實現，往往取決於統治階級對科學技術的認識和所采取的政策。北宋皇帝比較重視歷法改革，但這樣做的目的不是為了積極發展科學事業，而主要是出於政治需要。因為歷法的準確性除了與農業生產和人民生活息息相關外，還與統治階級的命運息息相關。在封建統治階級看來，歷法與天象重合，恰恰說明朝廷的統治與天意是壹致的。統治階級總是以天象欺騙人民，同時也受天象控制。北宋時期，由於北方遼、西夏的頻繁入侵，國勢衰弱。而且由於階級矛盾尖銳，農民不斷舉行起義，所以統治階級特別迷信天象，總希望從天象中找出上帝的意圖。正是由於這個原因，歷法受到北宋皇帝的重視，在壹定程度上促進了這壹時期的歷法改革活動。
但是，統治階級壹方面把歷法當作鞏固封建統治的工具，另壹方面又害怕人們利用歷法制造自己的叛亂。北宋朝廷為了將歷法牢牢掌握在自己手中，壟斷天意的解釋，頒布了禁止私人研究天文學的法令。天文研究和歷法編撰本來是壹項學術活動，但由於與封建帝王的利益聯系在壹起，歷法改革隨時都有可能被卷入政治鬥爭的漩渦，有誌於歷法改革的人必然會不斷受到封建統治階級的巨大壓力，有時甚至遭到迫害。
北宋頻繁的歷法改革，壹方面說明這壹時期的天文觀測水平先進，容易發現歷法預報的誤差。另壹方面，正如沈括分析的那樣，根本問題在於它不是基於實測數據，大部分的歷法變更只是為了湊合壹段時間而對近期的預報誤差做壹些局部的改變。這樣的日歷，過了壹段時間，壹定會導致新的更大的錯誤。但是，這並不意味著北宋的歷法改革沒有成就。當時沈括主編的《馮李源》是壹部具有壹定科學含量的好歷法，而沈括晚年提出的“十二黎齊”則是從根本上改革歷法制度的科學創舉，是我國天文史上最好的歷法之壹。
整頓公司監事，編輯馮源日歷引發的風波。
沈括於1066年進京，在趙文博物館編輯校對書籍，開始研究天文學。他充分利用自己查閱大量皇家書籍的機會，認真研究前人留下的寶貴天文資料和理論見解，結合當時生產實踐中的壹些新經驗和自己的細心觀察，提出了許多有價值的見解，引起了人們的註意。比如，他正確闡述了月亮盈虧的道理，論證了太陽和月亮的形狀都是球形；他還詳細論述了日食和月食的成因，並初步用日月距離和黃白道相交的觀點來解釋日食的大小，這與現代天文學的觀點完全壹致；他還精確地計算出了日月交線的倒退程度，與今天的測量值非常接近。沈括的學術成就很快使他出名了。1072年，宋神宗決定任命他為升學部天體監，於是他正式成為壹名研究天文學的官員。
主管的主要任務是觀測天象，計算歷書。但當時監獄裏都是靠封建官僚勢力領俸的歷官，大多對“法律的形象”壹無所知。所以宋初以來的所有歷法變更，都只能是為了暫時滿足而適應性地變更各種數據，很少有人註意用實測數據作為歷法變更的依據。這些名義上的歷官不僅無能，而且嫉賢妒能，總是想盡辦法排擠真正有才能的人。沈括上任後，決心先整頓這個充滿官僚習氣的學術機構。他立刻解雇了六名無用的官員。然後雇了壹批人，給他們開技術培訓班。經過壹段時間的訓練，他們被安排到監獄工作。這些改革措施使司的風氣為之壹新，也無疑激化了沈括與封建保守勢力的對立。尤其是沈括親自推薦並積極支持淮南平民魏普改歷，在當時更是令人發指，因此受到封建保守勢力更猛烈的攻擊。
早在沈括入獄之前，宋神宗就曾下令歷官制作新的歷法，但沒有成功。沈括，也是起重部的田健，和魏普壹起工作，終於在1074編了壹個新的馮李源。馮確定365，585為回歸年，略大於實測的365.2422，但比以前的精確得多。
《馮·李源》的編輯工作並非壹帆風順。為了使新歷法更加準確，魏普主張從根本上改革自唐代大衍歷以來壹直沿用的閏朔法。但這種想法遭到了封建保守勢力的強烈反對，認為違背了祖先的舊制度，毫無根據。結果魏普的合理主張根本無法進行。但是，沈括的態度很堅決。他支持魏普用日晷進行實地測試，證明老朔法要提前50多分鐘，才與實測數據相符。他們用事實有力地回應了保守派的批評，最終以創新精神決定了歷法修訂的大政方針。
此外，歷法修訂的方法也有爭議。沈括和魏普認為，必須改變過去僅靠推算來修訂歷法的方法，應該根據實測數據，即通過觀測五星運行來編制新的歷法。這個假設是建立在觀察事實的基礎上的，無疑是正確的。如果能實現，新日歷肯定會大大超過過去使用的各種日歷。但那些沒文化的歷法官員是不會容忍這種情況的，因為新歷法的成功只會暴露自己的無能，於是他們相互勾結反對，改革被百般阻撓。沈括後來回憶這件事時說:“魏普做了壹個歷法，新月是對的，但沒有候書讓五星查。.....當了司歷官，繼承了宗族的壹切，李明食祿，這種無知的歷術，惡樸得過分了，集團愛上了它，並屢次下獄。我雖不能撼園，至今未能等到書。”當時形勢非常險惡。封建保守勢力把壹場學術辯論變成了壹場政治鬥爭，企圖對魏普進行審判，以政治迫害將他投入監獄。在沈括的庇護下，保守派陷害魏普的陰謀失敗了。但是，由於魏普是盲人，雖然他有驚人的記憶力，可以計算得像飛壹樣快，但他不得不依靠別人來獲取觀測數據。由於保守勢力的阻撓和破壞，魏普始終未能獲得有關五星運行的實測數據。這就給新歷法留下了先天不足的根源，極大地影響了豐源歷的準確性。沈括指出:“樸的歷法術在古代是沒有的。”但由於“歷人集團受挫，力不從心”，在“無天文文獻可查，前後歷書證據仔細核對”的條件下，魏普只能糾正以前歷書中那些明顯的錯誤。根據魏普自己的估計，馮的準確率只有50%到60%。結果，在馮出版後的第二年，預言中的月食並沒有實現。此時保守勢力趁機出擊，朝廷也對魏普問責。在這種情況下，沈括再次站出來為魏普和李欣辯護，並提出補救措施。沈括親自組織天文所的學生用渾儀、浮漏、標準表進行測試，每天記錄天象，並將獲得的數據用新歷法交給魏普參考，不完善的地方立即設法改正。經過壹年多的努力，魏普重修的馮李源確實比以前更準確了。就連宋神宗也不得不承認:‘學校附近提到月食，比‘祭天’和‘明日’兩大定律還要隱秘，在新歷法裏就已經看到了。’沈括也認為《豐源歷》雖然沒有達到應有的水平，但仍然是壹部令人滿意的好歷。
由於從壹開始就受到嚴重的幹擾和破壞，沈括和魏普的全面改歷計劃可能無法完全實現。但是，豐原歷畢竟用了19年。可見確實有壹定的科學含量。沈括和魏普都有過人的學識和才能，但他們生活在壹個腐朽的封建時代。保守的官僚勢力不允許他們真正有所作為，對他們施加沈重的壓力，設置各種障礙，大大降低了馮的準確性，甚至沒有讓馮活下來，使我們今天無法更具體地理解它所包含的科學內容。此外，沈括在天監司任職期間，對壹些老式的天文儀器和渾儀、浮漏、景觀表等進行了精心的改革。，並取得了巨大的成就。但沈括離京後，這些改造過的天文儀器也遭到了拒絕，被形容為“沈括有意增損，但器數年不能定，不應與浮漏、景物不符”。沈括改革的所有新樂器都被放棄了，但壹套舊樂器被重新鑄造。此外，經過深圳的整頓，田健的面貌已經改變了，工作也有了很大的改進。然而，沈括壹離開這個崗位，封建保守勢力立刻卷土重來，沒過多久，司就“壹如既往”了。這壹切都說明，即使是有壹定政治地位的大科學家沈括，在封建社會也無法充分發揮他的聰明才智。唐朝的韓愈在《原滅》壹文中就已經表達了“事修謗，德滅”的感慨。難怪中國古代很多重要的科技發現或發明沒能流傳下來，流傳下來。比如沈括晚年提出的《齊十二歷》，被淹沒了八百年。
埋藏了八百多年的《齊十二歷》。
自春秋戰國以來，中國發展出壹種“月令”思想，認為某種生產、政治或宗教活動只能在某月進行，違反這種秩序就會受到神的懲罰。這壹思想反映了農業社會受自然條件支配的本質。西漢以後，月亮秩序逐漸形成，受到封建統治者和廣大人民群眾的重視。其實嚴格來說，某壹地區的農業生產活動日期應該主要根據氣候變化來安排，而氣候變化的基本因素是地球圍繞太陽的運動，表現為節氣。中國古代壹直使用陰歷，所以歷法有壹個根本問題，就是陰歷之間的協調。我們知道，月球繞地球運行的周期是29.50588天，地球繞太陽運行的周期是365.38+06天。這兩個數不能互相除。這樣壹來，陰陽歷和十二月二十四節氣總是有矛盾的。雖然我們的祖先很早就采用閏月的方法來調整，但歷法與節氣脫節的現象仍時有發生。為了解決這個問題，經過長時間的仔細研究，沈括提出了壹個徹底的改革方案，這就是他的十二歷書。
《齊十二歷》是沈括晚年在《孟茜筆談補錄》中提出的。他首先討論了設置閏的方法。他說設置閏的方法是古代遺留下來的，不應該討論。但有很多事情是古人無法預見的，還得後人去發現。只要說的是真話，就應該沒有古今之分。沈括肯定事物運動變化的規律性，反對盲從古人，認為學術思想要不斷發展，而不是總是停留在前人的水平上。這些想法都是有價值的。
他接著討論了歷法中的“齊新月之爭”現象。認為造成這種現象的根本原因在於壹年有十二個月，壹月有二十九天，不能互相消除。雖然有閏月法來調節，但“閏生於必然”是無奈之舉，無法從根本上解決問題。他得出的結論是，萬物從寒冷到夏季的生滅變化主要是根據二十四節氣來進行的，月亮的盈虧與壹年農事的良好循環關系不大。過去歷法只是根據月亮的圓缺來設定月份，節氣卻降到了次要位置，這是不應該的。基於上述考慮，他提出了以純陽歷代替陰陽合歷，即十二氣歷的建議。沈括指出，只有純陽歷才能固定節氣，才能更好地滿足農業生產對歷法的需求。
“十二歷”將壹年分為四季，每壹季又分為三個月:孟、仲、季，立春為月的第壹天，以此類推。每個月都有大月和小月，31號的大月和30號的小月，大小壹樣，所以閏月的結束要去掉。即使有“兩小相合”的情況，也是壹年才發生壹次。“兩小相合”的壹年有365天，不合的壹年有366天。至於月虧，出於某種需要，歷書中只註明“新月”和“希望”作為壹般內容。
沈括十二氣歷的提出，是歷法體系的根本性變革。它簡單科學，既符合天體實際情況，又非常有利於農業安排，從根本上解決了歷法滿足農業生產需要的問題。是我國古代歷法的優秀代表。現在公認，如此徹底的陽歷，不僅比當時西方盛行的“儒略歷”合理得多，也比世界各國采用的公歷(公歷)更為理想。十二月公歷安排不合理，節氣天天不壹樣。遠不及沈括的《齊十二歷》。農民的春耕、夏播、秋收、冬儲都要看節氣。十二季歷特別適合勞動人民的需要。如果當時能夠采納，對農業生產的發展肯定是有利的。但是，封建統治階級並不在乎這壹切。在他們看來，陰陽合歷是沿用了幾千年的“祖傳制度”，沈括完全打破它是絕對不能接受的。事實上，十二歷書自提出以來，不僅從未被采納，還遭到封建保守勢力的惡毒攻擊。直到清代，著名學者阮元在《域人傳》中還在罵沈括的《齊十二歷》。阮元認為，古人留下的舊制度“百害而無壹利”，學習只需要“想當然，不再強求為什麽”。所以，沒有必要讓學術理論“其規律反復變化。”在此基礎上，阮元指責沈括提出“齊十二歷”，“純屬臆測，不妥當”。
沈括早料到《齊十二歷》會招來非議，他會遭到謾罵攻擊。他說:“我初步驗證了壹天的長短是有區別的，人們已經懷疑我的說法了。”後來我說鬥柄所指的方向，北鬥七星，會隨著十二個月的歲差而改變，人們更加驚駭。現在這個“十二歷”肯定會招來更猛烈的攻擊。但我堅信，將來壹定有壹天我會采納這個想法。“沈括的預言今天真的成真了。夏天和冬天壹天的長度有差異，建築會隨著歲差移動，這早已是科學結論。甚至連被埋沒了800多年的《齊十二歷》，也開始重新受到人們的關註。事實上，清末農民革命政權太平天國頒布的《歷》的基本原理與《齊十二歷》完全壹致。20世紀30年代，英國氣象局開始發行用於農業氣候統計的奈普爾肖歷，這也是壹種有相對固定節氣的純陽歷，其本質與十二氣候歷相同。
在當時惡劣的社會條件下，沈括能夠撥開人群，頂住封建保守勢力施加的各種壓力，大膽創造新的科學理論，並堅信將來會被采用，充分表現了他敢於打破舊習束縛，堅持科學，敢於鬥爭的精神，永遠值得人們敬佩。沈括歷法改革的坎坷經歷也從壹個側面說明，封建制度的種種弊端使得那個時代很難主持正義，真理往往被埋沒，學者不能自由發表學術見解，著書立說也常常引發災難，嚴重影響了科技的發展。這是壹個歷史教訓，如果我們想在科學和技術方面取得領先地位，就必須記住這壹點。