郭守敬(1231年-1316年),字若思。邢州邢台县(今河北省邢台市信都区)人。元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家[1]。早年师从刘秉忠、张文谦,官至太史令、昭文馆大学士、知太史院事,世称“郭太史”。元仁宗延祐三年(1316年),郭守敬逝世,享年八十六岁。著有《推步》《立成》等十四种天文历法著作。
郭守敬在天文、历法、水利和数学等方面都取得了卓越的成就。[2]自至元十三年(1276年)起,他与许衡、王恂等奉命修订新历法,历时四年,制订出《授时历》,成为当时世界上最先进的一种历法,通行三百六十多年。为修订历法,郭守敬还改制、发明了简仪、高表等十二种新仪器。
胸怀世界,博采众长,是中华名人们的又一大特点。元朝的郭守敬,毕生从事科学技术事业60余年,他不仅在天文学和水利工程方面成绩卓著,而且在地形测量、机械构造、仪器制作和数学等方面也做出了重要贡献。
在世界天文学史上,郭守敬也占有一定的地位。明末西方传教士汤若望到中国,看到郭守敬创制的仪表,十分惊异,尊称郭守敬为“中国的第谷”。第谷是16世纪世界闻名的丹麦天文学家,被西方视为“天文仪器之父”,其成就和贡献虽可同郭守敬媲美,但却晚于郭守敬三个世纪。因此,正确的说法应该是:第谷是欧洲的郭守敬!
郭守敬主要贡献在于算学、天文、水利等方面。 郭守敬是我国伟大的科学家、天文学家。
1、在天文学方面,他编撰的天文历法著作有:《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等十四种,共105卷,他修订的《授时历》,用了四年,成为了当时世界上最先进的一种历法。
2、科学方面,郭守敬在修订历法的时候,他还改制、发明了简仪和十二件天文台上用的仪器,分别是简仪、高表、侯极仪、混天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪、星晷定时仪,其中简仪就是测量天体位置的,是当时世界上的一个先进的技术。
3、水利方面,郭守敬也有研究,并且有很大的成就,为中国带来了深远的影响,1291年,他负责修建了连接元大都和通州的大运河——通惠河。
天文学家郭守敬生平
郭守敬自幼就继承了祖父郭荣的家学,致力于攻研算学、天文、水利等方面的东西。左丞张文谦推荐郭守敬,让他受到了元世祖忽必烈的召见,这才有了机会向忽必烈陈述水利建议六条,讲完之后忽必烈非常赞同,郭守敬即被任命为提举诸路河渠。
郭守敬在西夏治水中起到了关键性的作用,而且元朝很多的水利方面的问题都是郭守敬解决的。在元朝有很多的仪器都是金朝时留下了的,导致计时不准确和破损。忽必烈就让郭守敬将这些仪器进行改造。郭守敬编撰的天文历法著作有《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等十四种,共105卷。
其实他最大的贡献就是编出了《授时历》为了编历,他一直就创制和改进了高表、候极仪、简仪、浑天象、立运仪、景符、仰仪、窥几等十几件天文仪器仪表,而且费时很久。结果在研究完成之后,现在为了纪念郭守敬的功绩,人们将月球表面的一环形山命名为“郭守敬环形山”,让这颗小行星2012命名为“郭守敬小行星”。不仅是这本历法,在太史令王恂去世之后,郭守敬接管太史院,有编了《推步》、《立成》、《仪象法式》等书。
郭守敬为修历而设计和监制的新仪器有:简仪、高表、候极仪、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪12种(史书记载称13种,有的研究者认为末一种或为星晷与定时仪两种)。中国古历自西汉刘歆作《三统历》以来,一直利用上元积年和日法进行计算。唐、宋时,曹士等试作改变。《授时历》则完全废除了上元积年,采用至元十七年的冬至时刻作为计算的出发点,以至元十八年为“元”,即开始之年
在大都(今北京),郭守敬通过三年半约二百次的晷影测量,定出至元十四年到十七年的冬至时刻。他又结合历史上的可靠资料加以归算,得出一回归年的长度为365.2425日。这个值同现今世界上通用的公历值一样。
郭守敬做过什么贡献
1、郭守敬参与制定的《授时历》除了在天文数据上的进步之外,在计算方法方面也有重大的创造和革新。
2、郭守敬在创造的景符、仰仪等天文仪器中反复运用了针孔成象原理,这在中国光学史上也是比较突出的成就,体现了中国古代较高的光学知识应用能力。
3、郭守敬运用他改进、创造的天文仪器,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。他所从事和领导的观测项目甚多,如冬至时刻、二十八宿距度和星表、四海测验、黄赤交角以及一些历元时刻的测定,其中大部分数据都是中国古代历法史上最精确的,或近于最佳的。其中较为知名的即为四海测验。
4、郭守敬曾提出,以海平面作为基准,比较大都(今北京市)和汴梁(今河南省开封市)两地地形高下之差,这是地理学上的一个重要概念“海拔”的创始。
5、郭守敬为完成《授时历》工作创制了十二件天文台上用的仪器,四件可携至野外观测用的仪器,其名载于齐履谦所撰《知太史院事郭公行状》中,分别为简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪十二种(但史书记载中合计仪器总数为十三件,有的研究者认为末一种或为星晷与定时仪两种)。
七绝·郭守敬
(上平五微)
家学经师修大器,少年巧手展才机。
引渠造福皆称颂,太史神人国所依。
敬仰郭守敬
文/王志新河北
小桥流水牡丹香,
九龙喷泉吐华章。
卧牛城内郭守敬,
月宫山凹镌名堂
他的日什么仪不太清楚,但有知道的有简仪、高表、候极仪、浑天象、仰仪、立运仪、景符、窥几等十几件天文仪器仪表郭守敬(1231-1316),字若思,顺德邢台(今河北邢台)人,元朝天文学家、水利学家、数学家和仪表制造家。郭守敬和王恂、许衡等人,共同编制出我国古代最先进、施行最久的历法《授时历》。为了编历,他创制和改进了简仪、高表、候极仪、浑天象、仰仪、立运仪、景符、窥几等十几件天文仪器仪表;还在全国各地设立二十七个观测站,进行了大规模的“四海测量”,测出的北极出地高度平均误差只有0.35;新测二十八宿距度,平均误差还不到5';测定了黄赤交角新值,误差仅1'多;取回归年长度为365.2425日,与现今通行的公历值完全一致。郭守敬编撰的天文历法著作有《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等十四种,共105卷。为纪念郭守敬的功绩,人们将月球背面的一环形山命名为“郭守敬环形山”,将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。
商高定理不郭守敬发明的,而是西周初的数学家商高发明的 ,商高是约与周公旦的同时期人,在公元前1000年发现勾股定理的一个特例:勾三,股四,弦五,早于毕达哥拉斯定理五百到六百年。
郭守敬发明的是简仪、赤道经纬和日晷、高表与景符等仪器。
元初的天文仪器,大部分都是宋、金时期遗留下来的,仪器破旧已经影响到了精确度。因此郭守敬在原仪器的基础上进行改制,并在实践中重新设计。在三年的时间里,郭守敬改制和重新创造了十多种天文仪器。其中主要的是简仪、赤道经纬和日晷三种仪器结合利用,用来观察天空中的日、月、星宿的运动,改进后的仪器不受仪器上圆环阴影的影响。高表与景符是一组测量日影的仪器,是郭守敬的创新,把过去的八尺改为四丈高表,表上架设横梁,石圭上放置景符透影和景符上的日影重合时,即当地日中时刻,用这种仪器测得的是日心之影,较前测得的日边之影更加精密,这是时刻仪器上一个很大的改进。
简仪,是元代汉族天文学家郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的仪器。因将结构繁复的唐宋浑仪加以革新简化而成,故称简仪。简仪的创制,是中国天文仪器制造史上的一大飞跃,是当时世界上的一项先进技术。欧洲直到三百多年之后的1598年才由丹麦天文学家第谷发明与之类似的装置。
发明创作了“授时历”、巧制天文仪器 郭守敬(1231⑴316),中国元代的天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家。字若思,汉族,顺德邢台(今河北邢台)人。生于元太宗3年,卒于元仁宗延佑2年。郭守敬曾担负都水监,负责修治元大都至通州的运河。1276年郭守敬修订新历法,经4年时间制定出《授时历》,通行360多年。是当时世界上最早进的1种历法。1981年,为记念郭守敬诞辰750周年,国际天文学会以他的名字为月球上的1座环形山命名
郭守敬(1231-1316),字若思,中国公元十三世纪天文学家,创制和改进了简仪、圭表、候极仪、浑天象、仰仪、立运仪、景符、窥几等十几件天文仪器仪表;在中国各地设立二十七个观测站,进行了大规模的“四海测量”,天文历法著作有《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等十四种,共105卷。为纪念郭守敬的功绩,人们将月球背面的一环形山命名为“郭守敬环形山”,将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。
治国先治水。
水是城市的血液。自辽金定都中都伊始,即考虑水文,京城西高东低,永定河的地势、距离都较为合适。金大定十年,决定引永定河入京,开工不久便停止了。第二年,重又决定把金口河(即东西金沟)导至中都北入壕,后再东至通州之北入潞水。
元定大都,经济迅速发展,短短的时间里,京城人口迅速增至40多万。元初亟待解决水的问题。京城周边有水,并不意味着城内水源充足。如何把京城周边的水引入城市,城市的设计者颇费思虑。
河水导入京城有难题:大量的泥沙和洪水的泛滥,再加上永定河与京城较大的落差,难以克服。时势造英雄。元中统三年,时任中书左丞的张文谦推荐31岁的郭守敬主持水利,称赞他“习水利,巧思绝人”。郭守敬很快被元世祖忽必烈召见,当面陈述了关于开发华北水利的6项建议。其中,第一项便是修复金中都时的旧漕河,东至通州,引玉泉水以通舟。这些建议体现了他对水资源综合利用的规划构思。元世祖忽必烈每听一条便赞叹,“任事者如此,人不为素餐矣”,并任命他为“提举诸路河渠”。
积水潭
郭守敬对京都水利的建议未能全部实现,但引入玉泉水的思路得到了完成。京西北的玉泉亦称玉河,导其水汇高梁河入京城,再分为二:一入护城河,一入积水潭,又入海子。水质问题解决了,水量不大,却满足了宫廷的用水。这就是所谓的金水河。至元二年,郭守敬升任都水少监,协助都水监掌管全国的水利工作。自西夏回到大都后,郭守敬还是认定了他的观点,提出重开金口河,以引永定河的水入大都。金口河,是指金大定十一年开凿的渠道,“自燕京之西麻峪村,分引卢沟一支东流,穿西山而出,是谓金口。”金口河经过大都至通县入白河,“上可以致西山之利”,解决大都使用西部建材等运输问题,“下可以广京畿之漕”,解决京城的漕运问题。
为防止洪水暴发,郭守敬在金口河上游预开了一条又宽又深的减水河,有洪水可自西南还回大河。至元三年,全面整修了金口河,使这条旧渠道起到了灌溉和漕运的作用。后因“土势高峻,水性浑浊”,“其势汹涌,冲没民舍,船不能行”,使用的时间很短,最后废掉了。河水的落差、泥沙、洪水等问题无法克服。
元大都的空气湿润,地下水非常丰沛。白浮泉没逃过郭守敬的视线。至元二十八年,朝廷派郭守敬巡察水利。他经过详细勘测,发现了白浮泉的利用价值,回来后,便把多年对水利调查研究的成果,归纳为11项建议,向朝廷禀报。第一条便是彻底改变大都地区的水源问题,提出了一个大胆的建议:“上自昌平县白浮村引神山泉西折而南,过双塔、榆河、一亩、玉泉诸水,经甕山泊至西水门入都城。”《元史·河渠志》:“南汇为积水潭,东南出文明门(今崇文门),东至通州高丽庄入白河。”最后入于潞河。元世祖忽必烈非常高兴,对这一方案给予极高的评价,立即表示:“当速行之”,并下了一道特殊的命令:“丞相以下皆亲操畚锸倡工”,多大的领导也要带头干活,一切还要听从郭守敬安排,“待守敬指授而后行事”。这给郭守敬以极大的支持。
白浮泉
面对复杂的地形条件,郭守敬运用早年在治理黄河时总结出的理念:入海口高度低于黄河上游任何一点。经过实地测量,他发现了白浮泉地势要高于西山山麓。按今天的测量,白浮泉的海拔为55米,瓮山泊的海拔为40米。时人不能知道海拔概念,而感叹:“守敬乃能引之而西,是不可晓。”这一结论支持着郭守敬的观点。他把泉水引向西山,然后大体沿50米等高线南下,避开河谷低地,向东南注入瓮山泊。沿途又拦截了沙河、清河上游的水源,汇聚西山诸泉,使水量大增。河水流入高梁河,进入积水潭,再向东南流,经金代的闸河故道至通州。
郭守敬要求,每10里修一座水闸,距闸1里左右,再修斗门,“以过舟止水”,便于节约水源,控制水深和流速,保证船只平稳航行。沿河修建了20座水闸和斗门。按郭守敬标识,修水闸处,常能发现金朝水闸的砖木等遗迹,与古人暗合。时人赞叹郭守敬的神功妙算。流经朝阳区水闸和斗门的位置现在还有遗迹,据《北京市朝阳区志》载:“至元二十九年,在王家庄建籍东闸,有上下二木闸,俗呼二闸,同年建郊亭闸、杨尹闸。”
这条河渠对后代发生了重要作用。古时西山一带的泉水因无泄处,夏季大雨成灾。瓮山泊又名七里泊,清乾隆三十八年,命向东南开拓,疏浚成湖,即今昆明湖,以容纳香山新开引河之水,作为河水涨落的调节水库;又在下口建造闸座,用来控制蓄泄湖水。汇集引导河水,由三里河流入阜成门的护城河,再向南折东,一经内城宣武、正阳、崇文三门的护城河至东便门,入通惠河;一经外城广安、永定、广渠三门的护城河也汇入通惠河。
昔日翁山泊今日昆明湖
京城内原有许多旧河道,明代宣武门外便有凉水河道,正统年间对凉水河加以疏通,直到嘉靖时并没断流,梁家花园曾引凉水河入园。相邻的南新华街便是当时旧河道,至今附近还有臧家桥的地名,虎坊桥下以前还有干涸河道。河水流向南边的“南下洼”,经南苑、张家湾,入白河。过去城外多有河道,如前门外的三里河等,这些河道对城市排水起着重要作用。现今多已废弃。
而郭守敬设计的河渠,至今依然是北京水利设施的基础工程,对城市洪涝排水起着重要作用,也是城市河湖水系的骨干,可以美化城市、优化生态环境。京城内已看不到完整的护城河,我们可以通过瑞典人奥斯伍德·喜仁龙的文字,再现护城河水环流京城的画面。他在上世纪初多次来到北京,对北京城有着深入的研究和独到的见解,既有对旧时护城河脏乱与城墙残破的惋惜,也有对保护良好河道的描述:“其间延亘着杨柳蔽岸的城壕或运河,或者在城壕与城墙之间栽着椿树和槐树。这些地方最宜在春季游览,那时,淡绿色柳枝交织起来的透明帷幕,摇曳在水明如镜的河面上;或在稍晚的时令,一簇簇槐树花压弯了树枝,阵阵清香弥漫空中。如果善于选择地点,环绕这些古墙周围可以发现非常出色的绘画题材。”这是一个外国人对老北京护城河的目睹、感受和赞美