邢台走出的科学巨匠郭守敬（上）

郭守敬

邢台走出的科学巨匠

一

郭守敬（1231—1316）字若思，元顺德府邢台县（今邢台市信都区）郭村人。

他不但是中国，也是世界在天文、历数、科研仪器制造及水利科学领域具有卓越贡献的伟大科学家，有二十多项发明创造曾遥遥领先于世界水平。他是刘秉忠的学生，青少年时期曾追随刘秉忠，与张文谦、张易、王恂一起，在邢西紫金山书院研讨各种经世致用的科学文化知识。由于他们曾在不同领域对元王朝的创建作出过卓越贡献，被后人尊称为“紫金山五杰”或“邢州学派”。

二

在天文历算方面，郭守敬同张文谦、张易、王恂、许衡等密切配合，经过四年努力，于至元十五年（1278）夏主修完成了《授时历》，《授时历》的主要科学成就有四：其一，通过实测取得一系列天文数据，据以对传统数据进行验核后，选用最为精确者修造新历。所以说，郭守敬主修《授时历》所用数据与其前代历法相比，都是最科学的。如通过实测所得二十八宿距度，平均误差不到5′；精确度较宋代提高一倍，达到1′多。其二，废除了沿用上千年的上元积年法和日法，大大简化了历法的计算工作。其三，运用招差法即三次差内插法，求取太阳每天在黄道上的视运行速度，推算天体位置；用类似球面三角的弧矢割圆术，由太阳黄经求其赤经赤纬，求白赤交角、交点与黄赤交点之距离。这两种方法在世界天文史和数学史上均有重要意义。其中，郭守敬的招差法比英国科学家牛顿1670年提出的内插法一般公式要早396年。其四，开展了空前规模的“东至高丽，西极滇池，南逾朱崖，北尽铁勒”的大地测量工作，取得了一回归年长度为365.2425日的科学成果。这一成果与现在世界通用的《格里高历》相同，但比《格里高历》要早302年。

郭守敬认为：“历之本在于测验，而测验之器，莫先于仪表。”为此，他倾毕生之心血，共计研制或改进了简仪、高表、候极仪、浑天仪、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪、星晷、定时仪、正方案等天文仪器二十三种。其中，仰仪、高表、景符、正方案和简仪，均较前人所制同类仪器具有重大突破或独创性。尤其简仪的设计制造水平，领先世界三百多年，直到1598年，欧洲人第谷发明的同类仪器才能与之相比。郭守敬在简仪百刻环与赤道环之间安装的四个圆柱体，使简仪成为世界上第一台采用滚柱轴承的机械化仪器。郭守敬设计制造的仰仪，是在“以圆求圆”思想指导下，发明创造出的世界第一架太阳投影观测仪。

《授时历》完成后，郭守敬又对其编算公式、计算方法等相关科技资料进行了长期的整理研究，编纂出《推步》《立成》《历议拟稿》《转神选择》《三历注式》《时候笺注》《修改源流》《仪象法式》《二至晷影考》《五星细行考》《古今交食考》《新测二十八舍杂座诸星入宿去极》《新测无名诸星》《月离考》等一系列科学论著。

三

郭守敬作为世界著名的水利科学家，其牛刀小试是其青年时期对邢州达活泉水系的勘察和疏浚。关于此，金元时期文坛泰斗元好问曾撰《邢州新石桥记》予以记述。

中统三年（1262），郭守敬因张文谦举荐，至开平谒见忽必烈时，以其独到的视野首陈“水利六事”，随即被任命为提举诸路河渠使，专职领导各地兴修水利事。郭守敬的弟子齐履谦所撰《知太史院事郭公行状》，把其师毕生主持的水利工程建设及成果高度概括为四句话：“决金口以下西山之筏，而京师材用是饶；复唐徕以溉濒河之地，而灵夏军储用足；引汶泗以接江淮之旅，而燕吴漕运毕通；建斗闸以开白浮之源，而公私陆费由省。”

至元元年（1264），郭守敬随以中书左丞出任西夏中兴等路行省事的张文谦巡视西北时，看到宁夏境内的唐徕、汉延等“古渠淤坏，泥沙淤浅”而使“田野荒芜，生灵涂炭”的状况后，力主“因旧谋新，更立闸堰”，修复这些古渠，为民造福。在得到张文谦的支持、朝廷的允准后，他经过实地勘察，予以科学规划，并设计出新的工程技术“牌堰”，即建筑控制、调节水量的水坝和水闸（或称斗门）后，组织施工。在宁夏屯田军民的积极参与下，经过数年的不懈努力，共计疏浚、修复了中兴、灵、应理、鸣沙四州境内包括唐徕、汉延的主干渠12条、支渠68条，使九万余顷农田恢复灌溉，黄河河套地区再现塞北江南之景。由于“牌堰”的建设，旱可开闸引水，以收灌溉之利；涝可关闭闸门，以避泛滥之灾，从而使整个灌溉系统具备了灌溉和防洪的双重功能。由于这次疏浚、修复工程设计精细，质量坚固，直到明代中期还在继续使用。

在宁夏时，郭守敬还向忽必烈提出探寻黄河源头，开发黄河水利之建议，且曾亲自“挽舟溯流而上，究所谓河源”，成为有史以来探寻黄河河源第一人。至元二年（1265），他从中兴（今银川）乘舟“顺河而下，四昼夜至东胜”，在实地勘察后，建议忽必烈兴办黄河宁夏段漕运并得到采纳，建立了应理州至东胜的水运驿站。据文献记载，在这段全长850多公里的水道上，共建有驿站10个，其中沿宁夏境内建有应理州、鸣沙州、灵州、中兴等水站，并有驿船66艘、水手200人及相应配套设施，从而使宁夏的黄河航运逐步发展起来。这就是齐履谦所谓的“复唐徕以溉濒河之地，而灵夏军储用足”。当时西夏百姓为感恩郭守敬，特为他建立生祠。屹立在今银川市西门桥唐徕渠畔的郭守敬雕像，则表达了当今宁夏人民对郭守敬历史功勋的由衷怀念。

郭守敬主持元大都的水利规划和工程建设，始于至元元年（1264）的重开金口河，引用玉泉山水，终于至元二十九年（1292）开凿通惠河、大德五年（1301）堵塞金口河（鉴于当时运输西山木石已非当务之急，为确保大都与卢沟两岸村庄的安全，郭守敬主动将金口河堵塞）。其中有十余年，他虽专注于天文测量、仪器制造和历法编纂，却仍在领导着全国范围的大运河规划治理。（选自赵福寿著《邢史今鉴》）

来源：邢台新闻传媒中心

编辑：韩亭亭 范永吉

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