隨後高升，負責開封城汴河疏浚工程，他用“分層築堰測量法”準確的測量出汴河的高差為63.3米，這是世界上的首次地勢測量。

在治理水利的同時，他還蒐集彙總天下醫方，編寫了《良方》和《靈苑方》，他的秋石煉法是世界上最早關於提取激素的方法。

他還懂地理，去爬太行山的時候，根據山岩中的生物化石和沉積物，分析出華北平原最初為海濱，是由河水衝擊而成的，這是對於華北平原成因最早的科學解釋。

他還順便研究了古生物化石，得出它們是由漫長的地質年代石化而成，這一認識比達芬奇對化石的研究，足足早了四百多年。

另外，他透過觀察雁蕩山的地勢，提出了地貌特徵的流水侵蝕學說，比英國人赫頓早了七百多年。

他還研究出龍捲風的生成原因，還記錄了五星執行軌跡和隕石墜落的詳細過程。不知道早了多少年。

根據月亮的盈虧和潮汐現象，他制定了十二氣歷，完善曆法，指導農業。九百年後，英國人實行的《蕭伯納歷》的原理和十二氣歷相同，可以說一模一樣。

他花了十二年的時間，以一比九十萬的比例完成了《天下郡縣圖》，其圖幅之大，內容之祥，前所罕見。他又首創了“飛鳥圖”，即以鳥的視角來畫圖，類似於今天的航拍。

你以為完了嗎？錯，他還製作了立體圖給皇帝看，比西方早七百多年。

他還懂光學，透過研究虹發現了大氣折射現象，透過觀察實驗對小孔成像、凹面鏡、透光銅鏡等原理進行準確的描述，歐洲直至四百年後才做出第一款凹面鏡。

他懂化學，首創了“膽水制銅”，利用化學置換反應的方式來提煉金屬，大大提高了當時的冶煉水平。

他還懂聲學，透過實驗，注意到音調的高低是由震動的頻率決定的，並且記錄下了聲音的應線共鳴現象，比西方人的實驗早了五百多年。

他還改進了當時的計時工具漏壺、圭表，精確了時間，提高了測量精度。他又改進了渾儀，使其更加方便觀測極星，為了測算出北極星和天極星的真實距離，他還發明瞭類似於今天的天文望遠鏡“窺管”。

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