沈括一生历经仁宗、英宗、神宗和哲宗四世。他在1063年秋天考取进士第一名，第二年任职扬州司理参军。任满后入京，担任昭文馆校勘。他是神宗时期王安石变法运动的中坚人物。1072年，沈括被任命兼任“提举司天监”，即中央政府掌管天文历法机构的长官。1075年担任主持“三司”的大臣，即主持中央政府管理财政的最高机关的工作。晚年住在润州，筑“梦溪园”（今江苏镇江），把平生见闻和本人的研究心得写成巨著《梦溪笔谈》。
沈括一生精研科学，广泛涉及天文、地理、数学、物理、历法、药用植物和医学等领域，并且都取得了杰出成就。
在沈括主持司天监工作期间，为了实测天体运行的情况，以便推算、制定新的历法，沈括改革并创新了几种重要的天文仪器，其中包括主要的观测仪器——浑天仪。
夜深人静，万物好像都已经睡熟了，只有沈括一人还在司天监里忙碌。他把浑天仪的窥管对准天体日月星辰，每天夜里观察三次，分别在前半夜、中夜和后半夜进行。沈括惊奇地发现，北极星在前半夜还在窥管的视野里，可以望见，可是到了中夜，北极星就游离了窥管的视域。这是怎么回事呢？
沈括在浑天仪旁坐了下来，微闭双眼，好像是要休息一阵子。可是此时，他的大脑却在紧张地思索。现在使用的窥管，视域只有1.5度，是因为窥管的直径小，所以容不下北极星游转。若是改用直径大些的窥管，也许能够解决这个问题。沈括想到这里，精神为之一振。他开始设计并换用直径大些的窥管。
在3个多月的时间里，沈括每天夜里都坚持观测3次。经过反复实验和改进，终于将窥管的直径放大到整夜都能看到北极星的程度，这时的窥管视域已经扩大到7度。
在原有的浑天仪上没有显示月球公转轨迹的铜环——月道环，但它并不能真正体现出月球运行的实际情形。同时，沈括发现月道环往往挡住窥管，观测天体的工作就受到妨碍。于是，他果断地取消了月道环。
在观测北极星实际位置的3个月内，沈括睡眠很少。他坚持在每夜的3个固定时间来观察北极星，并在浑天仪旁准备许多纸，把北极星所在的方位标记下来，总共画出200多张图。根据自己实测而绘制的图，沈括精心测出北极星离赤道北极最远的时候可达3度多，而不是恰在赤道北极处。沈括看着自己的研究成果，欣慰地笑了。他再一次将目光投向夜空，仿佛又要同北极星进行对话。
当沈括把自己的研究成果向司天监的同行们加以介绍的时候，大家望着他那消瘦、苍白的面庞和熬红了的双眼，内心深处无不受到剧烈的震撼。
沈括还改制、创造出利用壶水漏滴计算时刻的新“浮漏”，以及观测日影的景（影）表。同时，他写成《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》，不仅阐明了改制仪器的原理，而且对传统的和当时的一些错误天文理论进行了辨证，提出了自己的几个十分重要的天文学说。
【大视角】
只要能静心去与自然对话，与万物对话，与环境中的一切物什对话，对象的奥秘与启迪，便会源源不断而来。
