郭守敬与天文成就

郭守敬（1231—1316 年），字若思，河北邢台人，是个博学多才的科学家，在天文和水利两方面尤为精通。元统一中国后，忽必烈任命张文谦为改订历法的负责人，由王恂负责组织天文机构，进行历法计算，而郭守敬则负责仪器制造和进行天文观测。经王恂、郭守敬等人的集体努力，1280 年，新历告成，被定名为授时历，并于次年正式颁行。

授时历颁行不久，王恂即病逝。其时，有关新历的许多计算程序、数据等都还是一堆草稿，继王恂任太史令的郭守敬挑起了定稿工作的全部担子， 经 2 年多的努力，出色地完成了任务。

郭守敬是一位著名的天文仪器制造家。除了圭表、简仪的创制外，还设计制造了用于观测太阳位置的仰仪、可以自动报时的七宝灯漏、观测恒星位置以定时刻的星晷定时仪以及水运浑象、日月食仪、玲珑仪等十余种天文仪器，其中有不少创新。郭守敬还是一位著名的天文观测家，除上面讲到的恒星的位置的观测工作外，郭守敬等人还组织进行了一次空前规模的测地工作，在今北京、太原、成都、雷州等 27 处设立观测所，测量当地纬度，从西

沙群岛至北极圈附近，每隔 10 度设一观测台，测量夏至日日影长度和昼夜长短，观测站数比唐代多一倍，他们得到了丰硕的成果。

仪器的制造和天文观测的进行，都为历法的制定创造了条件，郭守敬和王恂等人又在研究前代历法的基础上，运用宋代以来数学发展的新成就，加上自己的创新，编制了我国古代最优秀的历法——授时历，把古代历法体系推向高峰。授时历采用的天文常数值都是比较准确的。其对日月五星运动的研究也达到了新的水平，如它继承了南宋杨忠辅统天历（1199 年）的成果， 定回归年长度为 365.2425 日（与理论值之差为 23 秒），这与现今世界通用的格里历的所用值是一样的。

郭守敬还是个水利工程专家。他曾主持了若干重要的水利工程，如修唐来、汉延等渠，增辟大都水源。其中唐来渠、汉延渠等都在黄河上游，唐来渠长 400 里，汉延渠长 250 里，加上其他大小渠道，共溉田 9 万多顷，对西北地区的农业生产发挥了重大作用。他在渠口设滚水坝，又设若干退水闸。这是一套比较完善的闸坝设计方式。郭守敬还在大都西北设计修筑了长 30 公里的白浮堰以解决通惠运河的水源问题。在这些水利工程活动中还充分表现出郭守敬也是一位杰出的地理学家。他的水利工程设计都是以他自己的实际地理勘测资料为基础的，他曾对今河南、山东一带黄河的区域进行过细致的地形测量，并制成多幅地图。他还发明了以海平面标准来比较大都和汴梁地形高下之差的方法。这是地理学中一个重要概念——“海拔”的始创。他在通惠河上游河道路线选择中所表现出来的对于地形测量的精确性至今还引起学者们的赞赏。