41. 郭守敬鉆研求索

郭守敬（1231～1316）字若思，河北邢臺人。他是元代杰出的科學家，在中國乃至世界科學史上占有重要位置。 郭守敬從小學習刻苦，遇事善于思索，并勤于實踐。在他十五六歲時，郭守敬得到了一份古人用儀器觀測到的日月星辰景象的“璇璣圖”，他不但認真地閱讀了這份圖，還動手用竹篾制造了一臺渾天儀，修了一個安放這個渾天儀的土臺，直接觀測天空星辰的位置。 后來，郭守敬以其才學得到了重用，負責儀器制造和天文觀測。首先，他和王恂等人親自主持了編訂新歷的工作。經過多年辛勤努力，1280年，新歷告成，被定名為“授時歷”，并于次年正式頒行。這部歷法，反映了當時我國天文歷法的新水平。它有不少革新創造，例如，定一回歸年為365.2425日，比地球繞太陽公轉一周的實際時間，僅差26秒，和現代世界通用的公歷完全相同。 郭守敬與工匠配合，研制成了十多種天文儀器，其中有許多儀器在當時都是居世界領先地位的。 圭表測影技術，在當時有了明顯的進步。自北宋起，制造的渾儀特別多，為了測量各種不同坐標值的需要，渾儀上增設了越來越多的環，除了固定的裝置，地平、子午、天常等環外，還有能夠旋轉的環，白道、赤道、黃道環等。八九個圓環遮掩了很大的天區，使用起來很不方便。北宋的沈括取消了白道圈。郭守敬在沈括的基礎上，又取消了黃道圈，并創造性地設計和制造了著名的簡儀。簡儀保留了四游、百刻、赤道、地平四環，增加了立運環。這樣，除了北天極附近的天區外，對絕大部分天區一覽無余。郭守敬在窺衡兩端圓孔中央各置一線，提高了觀測的準確性。在赤道環面上安裝了兩條界衡，界衡兩端用細線極軸與北端連接。這樣測量的精確度又大大提高了。郭守敬還在赤道裝置上放置一個候極儀，可以隨時校正赤道裝置。他又將一個固定的地平環和一個直立可轉的立運環以及窺衡構成的一個地平裝置，一個獨立的地平經緯儀結構就出現了，能同時測量地平經度和高度，當時稱之為“立運儀”。 郭守敬是一位天文儀器設計制造家。除了上述的圭表、簡儀、立運儀以外，著名的還有用于觀測太陽位置的仰儀以及七寶燈漏、星晷定時儀、水運渾象、日月食儀、玲瓏儀等。郭守敬的杰出創造，把我國古代天文儀器的制造推到了一個新高峰。 郭守敬還是一位著名的天文觀測家，除了對恒星位置進行觀測外，他還組織了一次空前規模的測地工作，在北京、太原、成都、雷州等二十七處設立了觀測所，測量當地緯度，每隔十度設一觀測臺，測量夏至日日影長度和晝夜長短，觀測站數比唐代多了一倍，獲得了豐碩的成果。對于一系列天文常數也都進行了測量，取得了重要成果。 郭守敬還是一位政績卓著的水利工程專家。他曾主持了若干重要的水利工程，如修復唐來、漢延等渠，增辟大都水源，修浚通惠運河等。其中唐來渠、漢延渠等都在黃河上游，其溉田九萬多頃，對西北地區的農業生產發揮了重大的作用。他在渠口設滾水壩，又設若干退水閘，這是一套比較完善的閘壩設計方式。郭守敬還在大都西北設計修筑了長三十公里的白浮堰，解決了通惠河的水源問題，并修建閘門和斗門若干座以維持通惠河的水位，保證了來往船只的通航。通惠河的開鑿成功，是北京城市建設史上的一件大事。他的水利工程設計都是以他自己的實際地理勘測資料為基礎的，他曾對今河南、山東一帶黃河附近幾百里的區域進行過細致的地形測量，繪制了多幅地圖，并親自上溯黃河，考察河源。他還發明了以海平面為標準來比較大都和汴梁地行高下之差的方法。這就是地理學中一個重要概念——“海拔”的始創。 簡評： 元朝后期，政權迅速腐朽，在這種情況下，郭守敬的創造活動自然也受到極大的限制?？梢栽O想，如果他晚年能夠有較好的社會政治條件，郭守敬必然會取得更大的成就。