自宋真宗以来，宋朝依赖大量银绢与辽朝维持了几十年和平，但辽朝却想进一步侵占土地。公元1075年，辽朝大臣萧禧要求划定边界。宋神宗派谈判大臣未果后，再次派沈括出使。
沈括，是杭州钱塘人，以其细致认真和地理知识深厚著称。他在枢密院查找历史边界文件，并画成地图以证实那块土地应属于宋朝。此举成功说服了萧禧。随后，沈括被送往上京（辽朝京城），面对宰相杨益戒的挑战，他坚持有理，有据，不仅驳回了无理要求，还表明断绝友好关系将不利于双方。
尽管如此，杨益戒仍试图反驳，但最终放弃了无理要求。沈括返回东京，被授予翰林学士职位。
为了确保边境安全，沈括重视地形勘察。在一次假扮打猎的情形下，他花二十多天时间详细考察定州的地形，并制作木制模型呈献给宋神宗，这种立体模型比平面地图更为清晰。
第二年，受任编制全国地图。但不久因诬告被贬谪至随州。在那里，他继续修订没有完成的地图，最终在十二年内完成《天下郡国图》，成为当时最准确的地图之一。
此外，沈括是科学家，与天文、历法、音乐、医药、数学等领域都有着深入研究。他还参与改进司天监的工作，并使用浑天仪观测北极星位置，最终计算出了正确位置。
晚年，在润州梦溪园中，他记载了一生的研究成果及劳动人民创造发明，其中包括毕升活字印刷技术。这项技术是我国古代四大发明之一，其便捷性远超雕板印刷术，而这正是通过《梦溪笔谈》传承至今的一部分重要内容。
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