材料：沈括，北宋科学家，杭州钱塘人。沈括从小接受了系统的儒学教育，并随父官游四方。1063年，流括进士及第，后任馆闹校勘，有较充裕的时间深入研究天文和历算，并修成《奉元历》。晚年撰写的《梦溪笔谈》袁括了他的科学思想与成就。流括生活的年代盛行理学，在与理学思想的论争中，他提出了“事非前定”的命题。沈括注重对自然现象进行实际的观察与调查，在验证“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”时，他经过仔细观察后发现深山里气候较平原寒冷，温度也低，热量不足，所以桃花比平原上开得晚的结论。沈括还注重搜集、探寻来自群众实践中的科学成果，并极力在原有基础上加以系统总结，并探溯后面的共性。对待各种问题，流括总是会采取怀疑的态度。在制造浑仪的过程中，他列举了天文学说的十三点错误，迹一反驳；他还根据自己的理解，大胆革新掉浑仅中不能正确显示月球公转轨迹的月道环，放大窥管口径使它能看到极星等。
——摘编自汤晓瑜《论沈括的科学思想》
(1)根据材料并结合所学知识，分析沈括科学成就取得的原因。(2)根据材料并结合所学知识，概述沈括的科学研究思想。
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材料一 本朝鉴五代藩镇之弊，遂尽夺藩镇之权，兵也收了，财也收了，赏罚刑政一切收了，州郡遂日就困弱。
——朱熹《朱子语类》
材料二 每当人们在中国的文献中查找一种具体的科技史料时，往往会发现它的焦点在宋代，不管在应用科学方面还是在纯粹科学方面都是如此。……中国的科技发展到宋朝，已呈巅峰状态。
——【英】李约瑟《中国科学技术史》
材料三 一位阿拉伯商人记述：两宋时期，信用券被广泛应用，富裕商人率先使用印制的纸币，极大地便利了商品的交换。中国商人把钱借给别人时会写下借条，借债人则在纸条上用食指和中指画押。他们主张以信接物，以义为利，市不二价，童叟无欺，不卖假货，不赚黑钱，不会乘人之危而半利。
——摘编自《新全球史》
（1）据材料一指出北宋初年加强中央集权是基于哪一历史现象的教训？“兵也收了，财也收了”的具体措施有哪些？
（2）“中国的科技发展到宋朝，已呈巅峰状态”，根据材料二并结合所学知识指出其具体表现。
（3）据材料三，概括指出宋代商人具有怎样的优秀品质？结合所学知识，概述宋代商品经济发展的主要表现。
材料一 每字为一印，火烧令坚。先设一铁板，其上以松脂蜡和纸灰之类冒（覆盖）之，欲印则以一铁范置铁板上，乃密布字印。满铁范为一板，持就火炀（烘烤）之，药稍熔，则以一平板按其面，则字平如砥（平坦的磨刀石）。若止印三、二本，未为简易；若印数十百千本，则极为神速。
——《梦溪笔谈》
材料二 忽作一声如霹雳，谓之“爆仗”，则蛮牌者引退，烟火大起……或就地放烟火之类。又一声爆仗，乐部动拜新月慢曲。
——《东京梦华录》
材料三 宋代是中国历史上最具魅力的时代。中国文明在开始时期比西亚落后得多，但是以后这种局面逐渐被扭转。到了宋代便超越西亚而居于世界最前列。然而由于宋代文明的刺激，欧洲文明向前发展了。
——【日】宫崎市定
(1)根据材料一，指出这一科技发明的名称和发明者，说明这一科技发明的意义。
(2)材料二中的“爆仗”是哪一发明的应用？这一发明除了用来制作“爆仗”，在当时还应用于哪一领域？
(3)我国最早的指南工具司南产生于什么时候？罗盘针又叫指南针，它传入欧洲后，发挥了什么作用？
(4)根据材料三，概括宫崎市定的主要观点。结合所学知识，简述宋元时期科技发达的原因。
材料一 宋代的纸币是世界历史上首次在一国国民经济中使用的纸质货币币制。…这对货物和服务的买卖来说，是一个明智的、高效的、有利可图的和方便的发明。
——(德)迪特·库恩《儒家统治的时代：宋的转型》
材料二 四大发明是中国对世界文明的巨大贡献，其中的三项——印刷术、指南针、火药，在宋朝有了划时代的突破。…这三种发明都曾改变了整个世界的全部面貌和状态。
——樊树志《国史十六讲》
材料三 随着沙俄等对中国边疆的觊觎，清统治者极其重视对边疆民族的治理。清朝对边疆民族的治理使得清朝政府在继承中国历代疆域的基础上，进一步完成了对边疆地区的统一，对边疆地区行使主权，进行有效的管辖，将一个清晰完整的中国边疆展现在世界面前，在近代以前奠定了中国疆域的版图。
——摘编自成崇德《清代前期边疆通论(上)》
(1)材料一中的“世界历史上首次在一国国民经济中使用的纸质货币”的名称是什么？依据材料二及所学，分析该纸币使用的积极意义。(2)依据材料二并结合所学，指出宋朝在印刷术上的发明是什么？宋朝是“繁荣和创造的黄金时代”，但也是“积贫积弱”的时代。结合史实说明宋朝积贫积弱的表现。
(3)根据材料三、四并结合所学知识，指出清朝在治理边疆时遇到的新问题，并列出清代前期巩固疆域的主要措施3条。
