郭守敬(1231年-1316年),字若思。邢州邢台县人。中国元朝天文学家、数学家、水利专家、仪器制造家。
郭守敬早年师从刘秉忠、张文谦,官至太史令、昭文馆大学士、知太史院事,世称“郭太史”。
郭守敬于1231年生于邢州的邢台县。郭守敬父亲早逝。祖父教他读书,还带他观测天象。
郭守敬从小勤奋好学,精通五经,熟知天文、算学,擅长水利技术。在少年时代就养成了很强的动手能力。
郭守敬十五六岁时,曾根据书上的一幅插图,用竹篾扎制出一架测天用的浑仪,而且还堆土做了一个土台阶,把竹制浑仪放在上面,进行天文观测。
他还曾根据北宋燕肃一幅拓印的石刻莲花漏图,弄清了这种可以保持漏壶水面稳定的、在当时颇为先进的计时仪器的工作原理。
当时,学者刘秉忠因居父丧,正于邢台西南的紫金山中结庐读书,从学的人有著名学者张文谦、张易、王恂等人。
郭荣与刘秉忠交好,便将少年郭守敬送到刘秉忠门下深造。刘秉忠精通经学和天文学,郭守敬在他那儿获得了颇多的教益。
郭守敬很快发现张文谦是农业专家,张易是军事专家,王恂是数学天才……
他在紫金山上与老师同学日夜探讨数学奥秘、观测星相变化、研究水利工程设计和施工,学问突飞猛进。
1251年,刘秉忠被当时总领漠南汉地事务的忽必烈召入幕下。刘秉忠离开邢台后,把郭守敬介绍给了张文谦。
郭守敬成年不久后,受命来安抚邢台一带地方的脱兀脱和刘肃等,发起了整治开挖水流河道的工作,并专门聘请郭守敬承担工程的规划设计。
郭守敬认真调查勘测,很快就弄清了因战乱而破坏了的河道系统。随后的疏浚整治工程,使蔓延的水泽各归故道。
在郭守敬的指点之下一举挖出已被埋没了近三十年的石桥遗物,并在这石桥旁边造了一座新桥。这项工程受到了时人的传颂。
1262年,因时任左丞的张文谦的推荐,郭守敬在开平府受到忽必烈召见,他面陈关于水利的建议六条,每奏一事,忽必烈都点头称是,对他颇为赞赏。
郭守敬随即被忽必烈任命为提举诸路河渠,掌管各地河渠的整修和管理工作。
1264年,张文谦以中书左丞的身份巡视西夏,全面负责西夏治水工作,时任副河渠使的郭守敬随其前往,视察水利。
郭守敬来西夏后沿黄河两岸勘察地势水情,走访百姓,绘制地图,并提出“因旧谋新 、更立闸堰”的方案。忽必烈审批后付诸实施。
郭守敬率领民工开挖、疏浚原有河道,修堤建坝,在不到一年的时间里,修复了长达四百余里的唐来渠和长达二百五十余里的汉延渠以及正渠十余条、大小支渠六十八条,
同时更立闸坝,以有效控制进渠水量,圆满完成了疏浚修复河渠的任务。
郭守敬坚持不懈的努力,使西夏河渠皆通其利,数万顷农田得到了及时灌溉。
西夏人民为了感谢郭守敬,在渠上建了郭氏生祠,并立碑记录了此事。
1265年,郭守敬自西夏返回中都途中,特地乘舟顺河而下,经四昼夜至东胜,以自己亲身试航成功证明了此段黄河可以漕运。
同时,他还考察了查泊、兀郎海一带,认为这里的许多古渠修复后可以利用,并将此事上奏元世祖忽必烈,得到忽必烈的称赞。
1275年,丞相伯颜南征,打算建立水运站,命郭守敬视察河北、山东一带可通舟行船的地方,并绘图奏报。
已担任都水监的郭守敬组织了一次大规模的地形测量,测量范围南北长约5500千米、东西长约3000千米。
郭守敬不仅测量了原来的隋唐大运河河道,而且测量了汶河、泗河、卫河等。郭守敬根据测量结果,规划了一条水陆联运路线。
该路线从今天的北京通州入卫河,经山东德州、临清到河南淇县。改换陆运90千米至河南封丘入黄河,到江苏淮安入淮扬运河,在扬州过长江,经江南运河到浙江杭州。
郭守敬还根据测量结果,提出在山东济宁以南汶河与泗河合流地方至大清河之间新开一河,北引汶水,东引泗水,分流南北,便可南达江淮、北通大都。这就上是打通京杭大运河的规划。
1276年,江南平定后,世祖想起了修改历法的事,命守敬与王恂领导南北天文官员,分头观测,命张文谦与枢密使张易总其成奏报,左丞相许衡参预其事。
郭守敬制作一系列天文仪器,计有简仪、高表、候极仪、浑天象等。用以观测天体运行、经纬度和日月食。
在这些仪器中,大明殿灯漏是中国第一架与天文仪器相分离的独立的计时器,在中国钟表发展史上具有重要的意义。
1279年,改局为太史院,以王恂为太史令,守敬为同知太史院事。这一年年守敬进呈所制仪表,对世祖详加解说。
他觉得元朝疆域远比唐大,若不在远方进行观测,则不知日月交食分数时刻不同,昼夜长短之不同,日月星辰离天高下之不同。
忽必烈批准了他的建议。于是设监候官一十四员,分道至各地进行观测,东至高丽,西极滇池,南越朱崖,北至铁勒,四海之内设立观测点共二十七处。这就是著名的“四海测验。
他根据所测量结果进行计算,在具体计算过程中,郭守敬创造性地利用球面三角公式,计算天体的黄道坐标和赤道坐标,并相互换算。使运算过程大为简化;更加精确。
1280年,《授时历》完成,《授时历》推算出的一个回归年为365.2425天,即365天5小时49分12秒,与地球绕太阳公转的实际时间只差26秒钟。
此书为中国历史上一部精良的历法。成为当时世界上最先进的一种历法,通行三百六十多年。
1281年,王恂去世,郭守敬承担太史院的全部工作,同时陆续整理成《推步》《立成》等多种著作。1286年,郭守敬升任太史令。
1291年,有人建议利用滦河和浑河溯流而上,作为向上都运粮的渠道。忽必烈不能决断,派郭守敬去实地勘查。
郭守敬探测到中途,就已发现这些建议不切实际。他乘着报告调查结果的机会,提出了许多新建议。其中包括大都运河新方案。
这个方案非常科学:一、以修复旧渠为主,以增开新渠为辅。二、在各引黄干渠取水口附近设置溢流堰,控制入渠水量和沙量;。
在溢流堰后设置两三调节渠道内的水量,同时利用退水闸进行渠道清淤。
忽必烈览奏后,非常高兴,特别重置都水监,由郭守敬任领都水监事一职。
1292年春,运河工程动工,开工之日忽必烈命丞相以下官员一律到工地劳动,听郭守敬指挥。
郭守敬领导并开辟了大都的白浮堰,开凿了由通州到大都积水潭大运河最北的一段——通惠河的修建工程。
他不仅根据大都的地形地貌解决了通惠河的水源问题,而且按地形地貌变化及水位落差,在运河中设闸坝、斗门,解决了河水的水量和水位。
1293年七月,通惠河成,忽必烈从上都回到大都,路过积水潭,见其上“舳舻敝(蔽)水”,大悦。
亲赐名为通惠河,并赐郭守敬钞一万二千五百贯,命他仍以太史令职兼提调通惠河漕运事。
通惠河不但解决了运粮问题,而且促进了南货北销,繁荣了大都城的经济。
1294年,郭守敬任昭文馆大学士,兼知太史院事。1298年,有人提议在上都西北的铁幡竿岭下,开出一条宣泄山洪的渠道,向南通往滦河。
元成宗铁穆耳把郭守敬召到上都商议。郭守敬根据地势和历年山洪资料,指出这条宣泄山洪的渠道要宽到五十步至七十步(约80~115米)。
但经办此事的人认为郭守敬太夸大事实了,就把他定的宽度缩减了三分之一。
谁知次年山洪暴发时,果然因渠道太窄,泛滥成灾,还险些冲及成宗的行帐。成宗在避水时叹道:“郭太史真是神人呐,可惜没有听他的话!”
1303年,成宗下诏,凡年满七十岁的官员皆可退休,唯独郭守敬,因为朝廷还有工作依靠他,不准退休。
由此形成了一个新例:太史院的天文官都不退休。1316年,郭守敬逝世,享年八十六岁。
郭守敬擅长水利建设深受忽必烈器重,他在西夏兴修水利造福百姓,他还组织四海测量,和王洵等人完成授时历。
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,在世界科学技术史上地位崇高。
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