自宋真宗之后，宋朝依靠大量银绢维持与辽朝的和平关系，直至公元1075年。辽朝大臣萧禧要求划定边界，宋神宗派沈括出使，与萧禧进行谈判。沈括精通地理，对方提出的无理要求，他以档案资料证明那块土地属于宋朝，最终成功维护了国界。
沈括不仅是新法支持者，也是一位细致认真的官员。他在枢密院查阅历史文件，并向宋神宗报告正确的地理位置。随后，他被派往辽朝上京，与宰相杨益戒讨论边界问题。在对方提出无根据的要求时，沈括冷静回应，不惯于武力威胁。
此次出使结束后，沈括带回详细的地形勘察资料，并制作了立体模型，以便更清晰地展示给皇帝。此举深受宋神宗赞赏，将其拜为翰林学士。
除了地理研究外，沈括还涉足天文、历法、音乐、医药等多个领域。在天文方面，他添置仪器并计算北极星位置；在印刷术上，他记录了毕升的活字印刷技术，这项发明极大提高了书籍生产效率。
晚年的他居住在梦溪园中，将一生所学记载成书《梦溪笔谈》。这部作品不仅包含他的研究成果，还记录了当时劳动人民的发明创造，为后人留下宝贵财富。
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