郭守敬，字若思，河北邢臺(tái)人，生于公元1231年，卒于公元1316年，享年八十六歲。他是我國元代杰出的科學(xué)家，在天文、水利、數(shù)學(xué)和儀器儀表制造等方面，都有很高的造詣，為我國科學(xué)事業(yè)的發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

    少年初志

    郭守敬出生在一個(gè)知識(shí)分子的家庭里，祖父郭榮，別號(hào)“鴛水翁”，通五經(jīng)，精算術(shù)、水利。他自幼在其祖父教養(yǎng)下，不貪玩，愛學(xué)習(xí)，成績優(yōu)異，聞名鄉(xiāng)里。在十五、六歲的時(shí)候，他得到了一幅拓印的“蓮花漏圖”，這個(gè)蓮花漏是北宋科學(xué)家燕肅在古代漏壺的基礎(chǔ)上改進(jìn)制做的一種計(jì)時(shí)器，如依據(jù)一幅圖就想掌握制造的方法和原理，對(duì)一般成年學(xué)者來說也不是一件容易的事，而年僅十幾歲的郭守敬，當(dāng)時(shí)對(duì)圖做了精細(xì)的研究，居然把它弄得一清二楚，并仿制成功。另外，郭守敬還按照古圖，試制竹渾儀，并積土為臺(tái)，用竹渾儀觀測(cè)星空。可見，郭守敬從小就已顯露出聰明與才智。
   
    紫金求學(xué)

    郭榮為了讓孫兒開闊眼界，得到深造，把郭守敬送到自己的同鄉(xiāng)好友劉秉忠門下去學(xué)習(xí)。史載：“那時(shí)有劉秉忠、張文謙、張易、王恂等同學(xué)于邢州西南紫金山”。“劉秉忠的學(xué)問很淵博，對(duì)于天文、地理、律歷等無不精通，議論天下的事情了如指掌”。“文謙早年跟著秉忠研究算學(xué)和歷法等學(xué)問”。“恂早年就以精通算術(shù)著名”。郭守敬在紫金山和這些人一起學(xué)習(xí)，對(duì)于他在天文、地理、律歷、算學(xué)等方面知識(shí)的增長起到了顯著作用。劉、郭、王及二張，自成學(xué)派，史稱“邢州學(xué)派”或“紫金學(xué)派”，后來，他們均成為元代著名的學(xué)者、科學(xué)家或政治家。

    邢州治水

    金、元之際，由于長期的戰(zhàn)亂，中國北方地區(qū)大片農(nóng)田廢棄，經(jīng)濟(jì)蕭條，民不聊生。邢臺(tái)的州治所在地邢州，本來在金代人口蕃盛，經(jīng)濟(jì)殷實(shí)，計(jì)有八萬多戶，可眼下只剩“五、七百戶”了。

    時(shí)年，郭守敬二十一歲，他剛剛從紫金山學(xué)習(xí)回來，面對(duì)社會(huì)的動(dòng)蕩，百姓的積怨，這位立志于科學(xué)上有所作為的年輕人，決心以自己所學(xué)到的知識(shí)，在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，為家鄉(xiāng)的建設(shè)出一把力。那時(shí)，邢州城北有三條河流，南面一條最大的名潦水，靠城流經(jīng)兩三里后，東向流入蔡水。由于蒙、金戰(zhàn)爭，河渠無人管理，造成河水破堤而出，四散彌漫。北面有兩條小河，近潦水的名達(dá)活泉，稍外一條名野狐泉。在漫流、泥沙堆積下，也一起淤塞了。出邢州城北門，原有三座石橋跨越三條河流，是城北通衢大路。中間達(dá)活泉上那座古老的小石橋，戰(zhàn)亂后淤泥壅阻，傾沒在沉積的泥沙中。三十年過去，連影蹤也看不到了。人們行經(jīng)那里時(shí)，不得不涉水而過。這時(shí)，郭守敬應(yīng)州官張耕和劉肅之邀，相度地形地貌，考察河流的來蹤去跡，請(qǐng)教當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)親父老。勘查之后，按照水位、流量和灌溉需要等條件，進(jìn)行了綜合治理的設(shè)計(jì)工作。并在郭守敬等人的指揮下，征用民工400余人，用工40余天，對(duì)三條河流進(jìn)行了全面治理。治水中，民工們根據(jù)郭守敬的指點(diǎn)，竟一下子挖出了久被埋沒的達(dá)活泉舊石橋基，并在此基礎(chǔ)上，建立了一座新石橋。整治后，達(dá)活泉、野狐泉二泉順河道東去，匯合于柳公泉；潦水依然沿舊河道由南橋下流去，不再泛濫。郭守敬治水事跡很快在邢臺(tái)周圍傳播開去，受到當(dāng)?shù)厝嗣竦馁潛P(yáng)。當(dāng)時(shí)著名的文學(xué)家元好問還專門為此寫了一篇文章，叫做《邢州新石橋記》，記下了郭守敬在水利工程上初露頭角所創(chuàng)造的業(yè)績。

    世祖召見

    公元1260年忽必烈即位，為元世祖。張文謙以中書左丞的身份，外任大名、彰德（今河北南部、河南北部一帶）等路宣撫使。郭守敬隨師友張文謙來到大名，協(xié)助張文謙整治河道，發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)。1262年，在中書左丞張文謙的推薦下，“習(xí)知水利，巧思絕人”的郭守敬，破例受到忽必烈的召見。守敬根據(jù)他多年在華北考察水道，勘測(cè)地形積累的豐富知識(shí)，當(dāng)即向忽必烈面陳水利六事：一、疏浚中都(后改稱大都，今北京)舊漕河，東到通州(今北京通州區(qū))，引玉泉水以通舟，每年可節(jié)省車錢六萬緡；從通州南溫榆河入運(yùn)河處，開鑿一渠，經(jīng)滄州孟村跳梁務(wù)到天津楊村還河，可以避免浮雞 盤淺灘和惡風(fēng)險(xiǎn)浪轉(zhuǎn)圈繞遠(yuǎn)的禍患。二、將邢州城北達(dá)活泉水引入城中，再分三條河道引出城外，可灌溉城東農(nóng)田。三、邢州澧河?xùn)|流至任城(今河北省任縣東)，埋沒河道，淹沒農(nóng)田一千三百余頃，重新開挖此段河道，既可灌溉農(nóng)田，又可以通舟。四、從磁州(今河北邯鄲磁縣、武安、永年、成安一帶)滏、漳二水合流處，引水經(jīng)滏陽(今河北邯鄲磁縣)、邯鄲、洺州(今河北永年縣東南)、永年、雞澤，流入澧河，可以灌溉農(nóng)田三千余頃。五、從懷孟(今河南沁陽一帶)沁河、丹河相合處，開渠東引，到武陟縣北，合入御河，可以灌溉農(nóng)田二千余頃。六、自孟州(今河南孟縣)西面的黃河開一條分水渠，經(jīng)新舊孟州中間，順黃河古岸東下，到溫縣南，重新引入黃河，可以灌溉農(nóng)田二千余頃。每奏一事，忽必烈都稱贊不已，最后感慨地說：“任事者如此，人不為素餐矣！”意思是說，擔(dān)任公職的人都能像郭守敬這樣認(rèn)真地思考問題，就不算白吃飯了。當(dāng)即，忽必烈就授予郭守敬為提舉諸路河渠，讓他負(fù)責(zé)各路河渠事務(wù)。并下令各地按郭守敬的建議施工，取得了顯著的效果。次年，郭守敬又晉升為銀符副河渠使。

    西夏治水

    1264年，郭守敬隨從張文謙視察了甘肅、寧夏一帶。主持修復(fù)了已“廢壞淤淺”的長達(dá)200公里的唐來渠和長達(dá)125公里的漢延渠，以及其它十條大渠和六十八條支渠，不誤農(nóng)時(shí)，及時(shí)趕上了春播灌溉，萬余頃農(nóng)田得到了灌溉，渠水四達(dá)，稻菽豐收，再現(xiàn)了“塞北江南”的景象。當(dāng)?shù)鼐用駷榱思o(jì)念他的功績，在他還活著的時(shí)候，就在河渠上修建了“郭氏祠”。鑒于其造福人民，功績卓著，第二年他被晉升為都水少監(jiān)。1271年，又被提升為都水監(jiān)，擔(dān)任全國負(fù)責(zé)修治河渠水利的最高職務(wù)。

    史載：“郭守敬在西夏，曾經(jīng)乘船溯流而上，考究所謂的黃河上源。又曾自孟門（即孟門山）往東，沿著黃河舊道，縱橫幾百里間，都測(cè)量了地平，有的可以分殺水勢(shì)，有的可以灌溉田土，都繪有圖志。又曾以海面考較京師至汴梁（即開封）地形的高下差別，謂汴梁的水離海較遠(yuǎn)，其流峻急，而京師的水離海較近，其流且緩，證明汴梁高于京師”。古往今來，曾有不少人試探黃河源頭，但以科學(xué)考察為目的，專程來探求黃河真源的，要推郭守敬為第一人。郭守敬“以海面較汴梁至京師地形高下之差”，是世界上對(duì)“海拔”概念的最早運(yùn)用。比德國科學(xué)家高斯1828年提出的平均海平面概念早560余年。

    創(chuàng)制儀器

    我國古代以農(nóng)為本，農(nóng)事與歷法密切相關(guān)。元朝初年，沿用金朝的重修《大明歷》，誤差日增，“前日中秋節(jié)，今霄月方圓”，尤其嚴(yán)重的是連農(nóng)事活動(dòng)所遵循的二十四節(jié)氣的推算也失準(zhǔn)，影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在人民生活中也造成了某些紊亂。為此，重新修改歷法已是迫切需要的。

    對(duì)歷法的改革，劉秉忠曾上書忽必烈，只因當(dāng)時(shí)元朝統(tǒng)一中國的戰(zhàn)爭尚在進(jìn)行，難以實(shí)現(xiàn)。不久劉秉忠去世了。1276年，元軍攻陷南宋國都臨安，至此，長江南岸全部歸順元朝，天下一統(tǒng)。這時(shí)，忽必烈才采納劉秉忠改制歷書的建議，在北京設(shè)立太史局，由張文謙、張易牽頭領(lǐng)導(dǎo)，王恂、郭守敬等具體負(fù)責(zé)新歷的編算工作。

    改歷之初，郭守敬首先指出：“歷之本在于測(cè)驗(yàn)，而測(cè)驗(yàn)之器莫先儀表”。他曾焚毀陰陽偽書，破除迷信，堅(jiān)持科學(xué)態(tài)度，集中精力研制新的觀測(cè)儀器，并本著簡化、實(shí)用兩條原則，在1276年—1279年間，先后研制出簡儀、高表、候極儀、渾天象、仰儀等十八種天文儀器。《元史•天文志》稱這些儀器“臻于精秒，卓見絕識(shí)，蓋有古人所未及者”。其中最重要的是簡儀和高表。高表，是在我國傳統(tǒng)八尺圭尺的基礎(chǔ)上，增高5倍，又稱四丈高表。河南登封告城鎮(zhèn)的觀星臺(tái)，就是郭守敬親自設(shè)計(jì)，主持建造的建筑式高表，它是用來觀測(cè)日影長短，推算回歸年長度和二十四節(jié)氣時(shí)刻的天文觀測(cè)儀器。簡儀是一大創(chuàng)造，它是在我國傳統(tǒng)觀天儀器渾儀的基礎(chǔ)上，創(chuàng)制的一種新型的觀天儀器，在結(jié)構(gòu)上屬于赤道坐標(biāo)系。因此，郭守敬又是赤道裝置的創(chuàng)始人。簡儀比1598年丹麥天文學(xué)家第谷制造的同類儀器早300余年。明末來中國的德國傳教士湯若望曾贊揚(yáng)郭守敬為“中國的第谷”。另外，郭守敬還創(chuàng)制了玲瓏儀、寶山漏、大明殿燈漏、屏風(fēng)香漏、行漏等多件天文觀測(cè)、計(jì)時(shí)儀器。

    四海測(cè)驗(yàn)

    為了提高新歷法的精密程度，在儀器研制工作即將完成時(shí)，王恂、郭守敬聯(lián)名上書忽必烈，提出重建司天臺(tái)（即天文臺(tái)）。忽必烈采納了他們的意見，改太史局為太史院（即北京司天臺(tái)）。大都司天臺(tái)不僅建筑宏偉，設(shè)備完善，而且網(wǎng)羅人才眾多，是當(dāng)時(shí)世界上最大的天文臺(tái)。

    1279年，郭守敬又上書忽必烈，要求在全國建立天文觀測(cè)站進(jìn)行長期觀測(cè)。上奏時(shí)間從早晨到傍晚，忽必烈細(xì)心傾聽，興致勃勃，十分贊賞。于是立即派十四名監(jiān)候官，分幾路出發(fā)，在“東至高麗（今朝鮮），西極滇池（今云南），南逾朱崖（今西沙附近），北盡鐵勒（今俄羅斯的東西伯利亞）”的廣大區(qū)域內(nèi)，設(shè)立了二十七個(gè)測(cè)量所（即天文觀測(cè)站），分別測(cè)量當(dāng)?shù)囟�至和夏至日影長度、晝夜時(shí)刻數(shù)及北極出地高度。這就是著名的四海測(cè)驗(yàn)。郭守敬對(duì)這次觀測(cè)進(jìn)行了總體規(guī)劃，合理布局，科學(xué)選擇觀測(cè)站的位置。他為了掌握第一手資料，跋涉千里，領(lǐng)導(dǎo)了大都——河南——南海方面的實(shí)施觀測(cè)工作。通過長期的天文觀測(cè)，得到了大量、精密的天體運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)，為編制新歷法創(chuàng)造了條件。

    編制歷法

    編歷工作從1276年開始，到1280年，經(jīng)過了四年多時(shí)間完成。忽必烈取“敬授民時(shí)”之意，為新編歷法賜名《授時(shí)歷》。1281年正月初一，新歷法正式在全國頒布實(shí)行。它雖然是多數(shù)人的集體創(chuàng)作，但郭守敬卻是擔(dān)任了主要的工作，起了決定的作用。

   《授時(shí)歷》有許多獨(dú)到之處，它采用的一些數(shù)據(jù)，由實(shí)際觀測(cè)得出，其精密程度，堪稱當(dāng)時(shí)世界之最。《元史》稱：“郭守敬等遍考?xì)v書四十余家，晝夜測(cè)驗(yàn)，創(chuàng)立新法，參以古制，推算極為精密”。比如它測(cè)定一回歸年長度為365.2425日，與現(xiàn)在通行的《格里歷》（即公歷）回歸年數(shù)值一致，但《格里歷》頒布于1582年，比《授時(shí)歷》晚了301年。郭守敬等人創(chuàng)立了相當(dāng)球面三角公式的算法，用于計(jì)算天體的黃道坐標(biāo)和赤道坐標(biāo)及其相互換算；創(chuàng)立了三次差內(nèi)插法，使天體位置算得更精確，比世界著名科學(xué)家牛頓提出的同類公式早396年。還廢除了歷代編算歷書中的分?jǐn)?shù)計(jì)算，采用百進(jìn)位制，使計(jì)算工作大為簡化。由于郭守敬等人的開創(chuàng)性工作，使得《授時(shí)歷》成為我國古代最優(yōu)秀的歷法，它從元初一直使用到清初，長達(dá)364年之久，并且還傳到朝鮮和日本等國。

    大都治水

    1291年，郭守敬年逾花甲，又轉(zhuǎn)而從事水利建設(shè)。當(dāng)時(shí)民間傳說，灤河自開平至永平河段，瀘溝河自麻峪至尋麻林河段，加以整治疏浚后，即可通行船只。元世祖一時(shí)不能決斷，便委派太史令郭守敬去考察。郭守敬沿兩河的新舊水道，仔細(xì)勘測(cè)后，認(rèn)為，兩條河道流域面積小，降雨量少，即使投入大量人力挖深河道，也會(huì)因缺乏水源，難以通行船只,建議元世祖忽必烈放棄這一計(jì)劃。郭守敬的真知灼見，避免了一次勞民傷財(cái)?shù)拇罄速M(fèi)，元世祖深為贊賞。與此同時(shí)，郭守敬建議開挖北京至通縣的運(yùn)河，這樣可把通過南北大運(yùn)河從江浙運(yùn)到通縣的官糧，直接運(yùn)到北京城。以前，從通縣到北京，全靠陸運(yùn)，花費(fèi)大量金銀不說，而且一遇大雨陸運(yùn)非常困難。牲畜死傷，不計(jì)其數(shù)。元世祖采納郭守敬建議，令“當(dāng)速行之”。經(jīng)過兩年挖鑿，1293年，運(yùn)河通航，長26公里。為了解決運(yùn)河的水源問題，郭守敬不辭勞苦，走遍大都西北郊，查勘地形，尋找水源，選擇路線，最后他選擇了大都西北昌平神山腳下白浮、一畝等十多處泉水作為水源。為使泉水順利引入大都城，他設(shè)計(jì)出一條沿西山山麓長達(dá)30公里的河渠，即著名的“白浮甕山河”。為防止引水東泄，郭守敬設(shè)計(jì)在河渠東岸修筑了一條大堤，史稱“白浮堰”，這樣將西山大部分地面水和地下水引入河渠。大致沿著50米等高線平穩(wěn)順利引入甕山泊，再注入大都城內(nèi)的積水潭。使南來的船只一路北上直達(dá)大都城內(nèi)積水潭。運(yùn)河開通后，元世祖從上都返回北京，見到積水潭上“舳艫蔽水”，盛況空前，十分高興，欣然親自賜名為“通惠河”。

    著書立說

    郭守敬博學(xué)多識(shí)，才華橫溢。一生中，他不僅腳踏實(shí)地做了大量實(shí)際工作，并且還嘔心瀝血寫了大量科學(xué)巨著。

    1280年，在《授時(shí)歷》剛剛編制完成，王恂去世。但歷書編算公式、計(jì)算方法及其精化工作，還沒有最后定稿。郭守敬隨即竭盡全力，精心整理，編成了《推步》七卷、《立成》二卷、《歷議擬稿》三卷、《轉(zhuǎn)神選擇》二卷、《上中下三歷注式》十二卷等二十六卷天文著述。1286年，郭守敬繼為太史令，仍埋頭研究天文、整理資料，續(xù)著《儀象法式》二卷、《時(shí)候箋注》二卷、《修改源流》二卷、《二至晷景考》二十卷、《五星細(xì)行考》五十卷、《古今交食考》一卷、《新測(cè)二十八舍雜座諸星入宿去極》一卷、《新測(cè)無名諸星》一卷、《月離考》一卷等七十九卷。著書總共一百零五卷。當(dāng)郭守敬把這些歷稿上奏朝廷后，即被全部深藏于宮庭以內(nèi)。由于封建社會(huì)的禁錮，可惜的是，致使這些燦爛的科學(xué)文化大多失傳了。但郭守敬孜孜不倦，勤奮好學(xué)的精神卻永遠(yuǎn)流傳民間。

    1316年，為祖國的科學(xué)事業(yè)辛勞了大半生的郭守敬去世了，享年八十六歲。他的遺體歸葬故鄉(xiāng)邢臺(tái)。邢臺(tái)城西北三十里，曾有郭守敬墓。郭守敬的一生，是勇于探索，在科學(xué)事業(yè)上不斷做出貢獻(xiàn)的一生。他的輝煌成就，將永遠(yuǎn)為我中華民族所驕傲；他那科學(xué)精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)后人。【原標(biāo)題：郭守敬的故事】

    來源：中國邢臺(tái)網(wǎng)