郭守敬 -元朝天文學家、數學家和水利學家

郭守敬

元朝天文學家、數學家和水利學家
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郭守敬(1231-1316),字若思,元朝著名的天文學家、數學家、水利專家。漢族,順德邢台(邢台市邢台縣)人。生于元太宗三年,卒于元仁宗延佑三年。郭守敬曾擔任都水監,負責修治元大都至通州的運河。1276年郭守敬修訂新歷法,經4年時間製訂出《授時歷》,通行360多年。是當時世界上最先進的一種歷法。1291年1月26日,元世祖根據郭守敬的建議,引大都西北的諸泉水,在金國原來運糧河的基礎上重加修鑿,東至通州入白河,全長164裏,建壩湖11處,計20座。取名“通惠河”。1981年,為紀念郭守敬誕辰750周年,國際天文學會以他的名字為月球上的一座環形山命名。

他的一生主要是從事科學研究工作,在科學活動中,他精心觀察客觀事物的特點,從中掌據它們的發展規律;他能很好地發現和總結勞動人民的發明創造,從具體實踐中得到運用和提高;他善于從別人的經驗教訓中吸取有用的東西,取長補短,使自已的科學研究事業逐漸趨于完善。但是,他從不滿足前人的現成經驗,敢于大膽探索,富有創新精神。由于他孜孜不倦、刻苦鑽研、勤奮實幹,所以在天文、歷法、水利和數學等方面都取得了卓越的成就。

  • 中文名
    郭守敬
  • 別名
    郭若思
  • 國籍
    中國(元朝)
  • 民族
  • 出生地
    順德府邢台縣(今河北省邢台縣)
  • 出生日期
    1231年(元太宗三年)
  • 逝世日期
    1316年(元仁宗延祐三年)
  • 信仰
    科學
  • 職業
    天文學家、數學家、水利專家
  • 畢業院校
    紫金山書院
  • 主要成就
    製訂《授時歷》西夏治水,大都治水製造天文測量儀器
  • 代表作品
    《授時歷》、《推步》、《立成》
  • 官職
    都水監,太史令

人物生平

學習經歷

​郭守敬于1231年生于順德府邢台縣(今河北省邢台縣)。祖父郭榮是金元之際一位頗有名望的學者。郭守敬幼承祖父郭榮家學,精通五經,熟知天文、算學,擅長水利技術。

郭守敬紀念郵票郭守敬紀念郵票

郭守敬曾師從劉秉忠。劉秉忠精通經學和天文學,郭守敬在他那兒得到了很大的教益。

1251年,劉秉忠被元世祖忽必烈召回京城。劉秉忠離開邢台後把郭守敬介紹給了同窗張文謙

1260年,張文謙到大名路(今河北省大名縣一帶)等地作宣撫司的長官,郭守敬也跟隨張文謙一塊過去學習。

仕途經歷

中統三年(1262年)因左丞張文謙推薦,郭守敬受到元世祖忽必烈召見,面陳水利建議六條,即被任命為提舉諸路河渠。

中統四年(1263年),升為副河渠使。

至元元年(1264年),郭守敬奉命修浚西夏(今寧夏一帶)境內的唐來、漢延等古渠,更立閘堰,使當地的農田得到灌溉,事後升任都水少監。

至元十三年(1276年),都水監並入工部,郭守敬任工部郎中。同年,忽必烈根據劉秉忠生前建議,命張文謙等主持修訂新歷,郭守敬與王恂受命率南北日官進行實測,提出了“歷之本在于測驗,而測驗之器莫先儀表”的正確主張。

至元十六年(1279年),太史局擴建為太史院,王恂任太史令,郭守敬任同知太史院事。同年,在郭守敬的領導下開展了全國範圍的天文測量,後世稱之為“四海測驗

至元十七年(1280年),《授時歷》告成,為中國歷史上一部精良的歷法。

至元十八年(1281年),太史令王恂去世,郭守敬承擔太史院的全部工作,同時陸續整理成《推步》、《立成》等多種著作。

至元二十三年(1286年),升任太史令。

至元二十八年(1291年),郭守敬任領都水監事一職,領導並開闢了大都的白浮堰,開鑿了由通州到大都積水潭(今北京什剎海)大運河最北的一段——通惠河的修建工程。他不僅根據大都的地形地貌解決了通惠河的水源問題,而且按地形地貌變化及水位落差,在運河中設閘壩、鬥門,解決了河水的水量和水位。

至元三十一年(1294年),任昭文館大學士,兼知太史院事。

耄耋而逝

大德七年(1303年),元成宗下詔,凡年滿70歲的官員皆可退休,唯獨郭守敬,因為朝廷還有工作依靠他,不準退休。

郭守敬畫像郭守敬畫像

元成宗之後,元朝政權腐朽,統治集團內部鬥爭日益劇烈,生活窮奢極欲,在這種背景下,郭守敬的創造活動受到極大的限製。與同他當時不斷提高的名望相對照,他晚年的創造活動十分沉寂。

元仁宗延祐三年(1316年),郭守敬去世,享年86歲。

主要成就

西夏治水

西夏末年,由蒙夏連年征戰,水利設施遭到嚴重破壞,田地荒蕪,百姓四處逃難,久負盛名的塞北江南變得瘡痍滿目。

1264年,他派張文謙以中書左丞的身份巡視西夏,全面負責西夏治水工作,副河渠使郭守敬隨其前往,視察水利。郭守敬來西夏後沿黃河兩岸勘察地勢水情,走訪百姓,繪製地圖,並提出“因舊謀新 、更立閘堰”的既快又省的方案(即在疏浚舊渠故道的基礎上增開新渠、在渠首建閘壩)。忽必烈審批後付諸實施。郭守敬率領民工,開挖疏浚原有河道,修堤建壩,在不到一年的時間裏,修復了長達四百餘裏的唐來渠和長達二百五十餘裏的漢延渠以及正渠十餘條、大小支渠六十八條,同時更立閘壩,以有效控製進渠水量,圓滿完成了疏浚修復河渠的任務。郭守敬堅持不懈的努力,使西夏河渠皆通其利,數萬頃農田得到了及時灌溉。西夏人民為了感謝郭守敬,在渠上建了郭氏生祠,並立碑記錄了這件事。

改製天文儀器

元初的天文儀器,大部分都是宋、金時期遺留下來的,儀器破舊已經影響到了精確度。因此郭守敬在原儀器的基礎上進行改製,並在實踐中重新設計。在三年的時間裏,郭守敬改製和重新創造了十多種天文儀器。其中主要的是簡儀、赤道經緯和日晷三種儀器結合利用,用來觀察天空中的日、月、星宿的運動,改進後的儀器不受儀器上圓環陰影的影響。高表與景符是一組測量日影的儀器,是郭守敬的創新,把過去的八尺改為四丈高表,表上架設橫梁,石圭上放置景符透影和景符上的日影重合時,即當地日中時刻,用這種儀器測得的是日心之影,較前測得的日邊之影更加精密,這是時刻儀器上一個很大的改進。

郭守敬塑像郭守敬塑像

編製 授時歷

四海測驗

至元十六年(1279年),郭守敬為同知太史院事,向元世祖忽必烈提議:如今元朝疆域比之前大了很多,不同地區日出日落晝夜長短時間不同、各地的時刻也不同,舊的歷法已經不適用了,因此需要進行全國範圍的天文觀測以編製新的歷法(見《元史·郭守敬傳》。元世祖接受了郭守敬的建議,派監候官十四人分道而出,分別在二十七個地方進行天文觀測,後世稱之為“四海測驗”。郭守敬從上都(多倫)、大都(北京)開始歷經河南轉抵南海跋涉數千裏,親自參加了這一路的測驗。在其中的6個地點,特別測定了夏至日的表影長度和晝、夜的時間長度;測出的北極出地高度平均誤差隻有0.35;新測二十八宿距度,平均誤差還不到5';測定了黃赤交角新值,誤差僅1'多;取回歸年長度為365.2425日,與現今通行的公歷值完全一致。這些觀測的結果,都為編製全國適用的歷法提供了科學的資料。

歷法完成

郭守敬根據“四海測驗”的結果,並參考了一千多年的天文資料,七十多種歷法,互相印正對比,排除了子午線日月五星和人間吉凶相連的迷信色彩,按照日月五星在太空運行的自然規律,在至元十七年(公元1280年),編製成了新歷法——《授時歷》。《授時歷》推算出的一個回歸年為365.2425天,即365天5小時49分12秒,與地球繞太陽公轉的實際時間隻差26秒鍾,和現在世界上通用的《格裏高利歷》(俗稱的陽歷)的周期一樣,但《格裏高利歷》是1582年(明萬歷十年)開始使用,比郭守敬的《授時歷》晚三百多年,在國際上產生了一定的影響。

監修惠河運河

郭守敬晚年轉向水利工作,至元三十八年春(1291春),任督水監,他建議同北京至通縣開挖一條新運河和大運河相連,以解決從南方至北京的水路運糧問題。當時元朝政府從南方調運大批糧食到北京,大運河是南北交通的重要水路。但大運河隻通到通縣,從通縣到北京,全靠陸路運輸。在陰雨連綿的季節,人畜的疾病死亡和糧食酶爛糟踏非常嚴重,使元朝統治者感到十分棘手,因此郭守敬提出開挖大運河的建議後很快就被元世祖採納,並下令馬上動工,宰相以下的文武百官都參加了開工典禮,郭守敬擔任了總工程負責人。郭守敬根據北京附近的地勢西北高的特點,把昌平縣北的白浮村神仙泉的水導入昆明湖,再引進城裏的什剎海,然後流入運河,在這段運河中設定一些提壩和可以升降閘門來調節水量,使大船通行,這是郭守敬在水利工程上的創造性的設計,全部工程一年完成,定名通惠河,郭守敬兼提調通惠河漕運之事。通惠河通行後,從南方運糧可直達北京,對發展南北交通和漕運事業起了很大的作用。

水利貢獻水利貢獻

發明設計

郭守敬為修歷而設計和監製的新儀器有:簡儀、高表、候極儀、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符窺幾、日月食儀以及星晷定時儀12種(史書記載稱13種,有的研究者認為末一種或為星晷與定時儀兩種)。

郭守敬發明郭守敬發明

個人著作

郭守敬編撰的天文歷法著作有《推步》、《立成》、《歷議擬稿》、《儀象法式》、《上中下三歷註式》和《修歷源流》等十四種,共105卷。

人物評價

總評

郭守敬是十三世紀末、十四世紀初世界最偉大的科學家,他的科學成果不僅在中國,而且在全世界都是非常卓越的,郭守敬從事科學研究所體現出來的科學精神、科學思想、科學方法,更是反射著人類智慧的光芒。

郭守敬的一生主要是從事科學研究工作,在科學活動中,他精心觀察客觀事物的特點,從中掌據它們的發展規律;他能很好地發現和總結勞動人民的發明創造,從具體實踐中得到運用和提高;他善于從別人的經驗教訓中吸取有用的東西,取長補短,使自已的科學研究事業逐漸趨于完善。但是,他從不滿足前人的現成經驗,敢于大膽探索,富有創新精神。由于他孜孜不倦、刻苦鑽研、勤奮實幹,所以在天文、歷法、水利和數學等方面都取得了卓越的成就。

歷代評價

許衡:天佑我元,似此人世豈易得?

孛兒隻斤·鐵穆耳(元成宗):郭太史神人也。

齊履謙:公以純德實學為世師法,然其不可及者有三,一曰水利之學,二曰歷數之學,三曰儀象製度之學。

柯劭忞:先正阮文達公有言,推步之要,測與算二者而已。郭守敬簡儀、仰儀之製,前此言測候者未及也。垛積招差句股弧矢之法,前此言步算者弗知也。測之精,算之密,上考下求,若應準繩,可謂集古法之大成,為將來之典要者矣。

親屬成員

祖父

郭榮,金元之際一位頗有名望的學者,精通五經,熟知天文、算學,擅長水利技術。

後人

郭守敬的後代至今不知去向,這其中的主要原因應該是朝代更迭造成的。郭守敬一生效力于元朝,明朝取代元朝後,他的子孫為了躲避明朝的歧視,移出京城,或隱姓埋名,或遠走高飛,從此去向不明。

郭守敬的家鄉是河北邢台縣皇寺鎮郭村,遺憾的是,六百年來,至今未有一個郭守敬的後代到河北邢台縣皇寺村尋根問祖。可喜的是,山東沂南縣南左泉村郭氏家族,經過初步考證,並走訪邢台縣皇寺鎮郭村以及郭守敬紀念館,認定沂南郭氏家族可能為郭守敬後裔,有祖碑可供考證:守敬、守京祖于元末明初自北京椿樹胡同遷此。

史料記載

齊履謙《知太史院事郭公行狀》

蘇天爵元朝名臣事略·卷九·太史郭公》

宋濂元史·卷一百六十四·列傳第五十一》

柯劭忞新元史·卷一百七十一·列傳第六十八》

後世紀念

1.為了紀念他,邢台市最主要的一條街道命名為“郭守敬大道”,現更名為“守敬北路”和“守敬南路”,並在達活泉公園內建立了郭守敬紀念館、郭守敬雕塑、觀星台等。

2.為紀念郭守敬的功績,人們將月球背面的一環形山命名為“郭守敬環形山”,將小行星2012命名為“郭守敬小行星”。

3.1970年,國際天文學會以他的名字為月球上的一座環形山命名。

4.北京人為了紀念他對北京的貢獻在北京後海北岸建立了郭守敬紀念館,以後人紀念他的功績。

5.寧夏人為了紀念他西夏治水的功績,建郭守敬祠堂。

6.河南登封至今保留有郭守敬所建的觀星台。

7.2010年4月17日,“LAMOST”正式更名為“郭守敬望遠鏡”,以紀念其貢獻。

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