2022年第二期 2022-04-07 李兴濂


│李兴濂

 

郭守敬,字若思,邢州邢台县(今河北省邢台市)人,元朝天文学家、水利学家。1970年,国际天文学会将月球背面的一座环形山以“郭守敬”命名。1977年7月,经国际小行星组织批准,中国科学院紫金山天文台把1964年发现的太阳系的一颗小行星命名为“郭守敬”。

【少有奇志】

郭守敬少有奇志,不喜玩乐,对数学、天文、水利有着浓厚兴趣。少年时代的他,曾根据书上的一幅插图,用竹篾扎出一架浑仪,还做了一个土台阶,把竹制浑仪放在上面,进行天文观测。他还根据北宋科学家燕肃拓印的石刻莲花漏图,弄清了这种在当时最先进的计时仪器的工作原理。

郭守敬十多岁时,祖父郭荣听闻好友、大学问家刘秉忠因守父丧,正在邢台西南的紫金山中结庐读书,便把郭守敬送到刘秉忠的门下。刘秉忠也是邢台人,郭守敬在他的指导下,专心地学习了三年,还结识了学者张文谦、张易、王恂等人,他们聚在一起研究探讨天文历法等,时人称之为“邢州五杰”。后来,刘秉忠、张文谦和张易都成为元朝的开国重臣,对郭守敬的事业多有提携,王恂则成为郭守敬终身挚友和同事,在《授时历》的编制工作中,王恂的贡献与郭守敬齐名。

中统三年(1262年),张文谦向忽必烈推荐了郭守敬。郭北上应召时,把刚铸好的一套莲花漏运到燕京,取名为“宝山漏”。这套计时器构造精巧,水流均匀,计量时间很准确,后来成为元代司天台(即国立天文台)的计时工具。

在邢台县的北郊,有一座石桥。金元战争时,这座桥被毁坏了,桥身陷在泥淖里。日子一久,竟没有人说得清它的所在。郭守敬勘察了河道上下游的地形,对旧桥基有了判断,根据他的指点,一下就挖出了被埋没已久的桥基,此事在当地引起了不小轰动。石桥修复后,四方游民纷纷归附,邢台户口增加了十倍。当时的文学家元好向还特意为此写过一篇碑文——那一年,郭守敬刚刚20岁。

【敬授民时】

元朝初年的历法是辽金以来的历法,已经使用了200多年,误差很大。至元十三年(1276年),元世祖决定设立“太史局”,重新修订历法,并任命郭守敬和王恂率领南北观测天象的官员进行观测和推算工作。

在观测天象中,首先需要解决仪表问题,郭守敬创制了简仪、高表、候极仪、立运仪、仰仪、景符、窥几等16种仪表,数量之多、质量之精巧准确都超过前人。简仪中使用了滚柱轴承,西方的类似装置,是在200年后才由达芬奇发明出来。

郭守敬在景苻、仰仪等仪器中运用了“针孔成象”的原理,这在中国光学史上是罕见的成就。300年后,利玛窦在南京看到这几件明初时从北京运到南京的天文仪器,赞叹说:“其规模和设计的精美远远超过曾在欧洲看到和知道的任何这类东西。这些仪器虽经受了二百五十年的雨、雪和天气变化的考验,却丝毫无损于它原有的光荣。”

郭守敬、王恂与尼泊尔建筑师阿尼哥合作,在大都兴建了一座新的天文台,这是当时世界上设备最完善的天文台之一。郭守敬用创制的天文仪器进行了许多精密的天文观测,从而使《授时历》的编制有了可靠的观测基础。他测出一个回归年数值为365.2425日,并派出14个观测队,到全国27处地点进行了天文观测,史称“四海测验”。

郭守敬从上都、大都开始经河南转抵南海,跋涉数千里,亲自参与其中。他根据“四海测验”的结果,参考了一千多年的天文资料,七十多种历法,按照日月五星在太空运行的自然规律,终于在至元十七年(1280年)编制成新历法。

忽必烈对新历法极为满意,他按照《尚书·尧典》中“敬授民时”一语,将新历法定名为《授时历》,此后通用了360年。授时历》推算出一个回归年为365.2425日,即365天5时49分12秒,与地球公转的实际时间只差26秒钟,和现在世界通用的《格里高利历》(比《授时历》晚了三百多年)的周期一样。……以上文字节选自《同舟共进》杂志。邮发代号:46-56,订阅电话:020-3830 8908(发行部)


   
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