3世纪所发明，在1092年他的着作《新仪象法要》中描述了设计要点。沈括和苏颂的例子说明了宋朝任用了许多具备科学知识的官员，这些人掌握了多个学科的知识，有利于宋朝的管理、军事和经济发展。这些智者如沈括涉及多个领域如数学、地理学、地质学、经济学、工程学、医学、艺术评论、考古学、军事战略、外交等等。 他曾经接受一个边境调查的任务，用木头和锯末制作了一个三维的地图来表现山脉、河流、道路等。有一次他计算了棋局所有的可能性，还有一次他计算了用限定的人力物力携带食物能支撑的最长战争时间。 沈括还提高了漏壶计时的准确性