自宋真宗之後，宋朝長期依賴每年送大量的銀絹維持與辽朝暫時和平共處的局面。然而，辽朝對宋朝軟弱態度不屑，以為可以進一步侵占宋地。公元1075年，辽使萧禧來到東京，要求界定邊界。
當時的宋神宗派遣大臣與萧禧進行談判，但雙方爭論數日未果。沈括因其精通地理、認真細致而被選派出使上京（即辽朝的都城），以解決此一棘手問題。
沈括先是從枢密院中查閱歷史檔案，證明那片土地應屬於宋國。他將此情況向宋神宗報告，並繪製了詳細的地圖，這些地圖不僅清楚了 辽方提出無理要求，而且也展示了沈括在考察地形方面的專業知識。
隨後，他又被派往辽朝進行正式談判。在那裡，他展現了他的才智和堅定的立場，不僅驳斥了辽方的一切無理主張，也成功阻止了一次可能導致關係破裂的危機。
沈括除了在外交領域取得成就外，在天文、历法、音樂、醫學等多個領域也有著深厚的造詣。他還發現並改善了司天監中的觀測方法，並且在晚年寫下了一本記錄自己研究成果及當代民間創新的書籍《夢溪筆談》。其中包含有對活字印刷技術的一份評價，這是一項我國古代四大發明之一。
總結起來，沈括是一位多才多藝的人物，不僅在政治和外交上扮演重要角色，更是在科學研究中留下豐富遺產，是中國歷史上的重要人物之一。
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