科学名家故事郭守敬

Posted 2022-01-02

篇首语：一卷旌收千骑虏，万全身出百重围。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了科学名家故事郭守敬相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

公元13世纪初，邢州邢台县（今河北邢台）城北有一座石桥，达活泉水从桥下潺潺流过。本来，它是通往邢州城的交通要道，但因连年战火纷飞，河道得不到及时疏浚，到元代时，原来的桥身已彻底损坏，被深深地埋在淤泥之中。桥的位置、结构特别是负重量，已无法弄清楚了。

这天，朝廷派来巡视战争灾区的两个安抚使来到邢州石桥附近，指指划划，议沦疏浚河道、修复桥梁之事。忽然，有个年轻人快步走到安抚使面前，长施一礼，道：“大人莫不是准备修复石桥？我在这里考察多日，倒是搞出一套现成方案。”说着，便把一卷纸恭恭敬敬递了上去。两位安抚使打开一看，原来是一份治河修桥的详细规划。上面有河道上下游的地形、桥基旧址的推测以及石拱桥的设计图等等，不觉又惊又喜，上上下下打量了小伙子半天，开口问道：“你是何人？多大了？”年轻人腼碘地笑了笑，拱手回答说：“我叫郭守敬，今年20岁。”后来，安抚使果然把治河修桥的重任交给了郭守敬。于是郭守敬亲临现场指挥，亲自动手，和400民工奋战40余天，把一座既经济又坚固，又能承负万斤重量的石拱桥建成了。从此，郭守敬这个令人起敬的名字，就传遍了四里八乡。

郭守敬于公元1231年出生在一个学术气氛十分浓郁的书香世家。祖父郭荣是当时的著名学者，精通数学、水利。郭守敬从小跟着祖父一面读书，一面观察自然现象，学得不少实际知识。后来，郭守敬又到邢州西面的紫金山学馆求学。那里汇聚着许多饱学之士，相互切磋学问，使郭守敬获益匪浅。少年时代的郭守敬，沉静好思，学习十分专心，颇爱钻研。据史书记载，有一次，15岁的郭守敬偶然得到一份《石本莲花漏图》，立刻被它迷住了。这“莲花漏”，原是北宋的一种记时器，由几个漏壶配合组成，结构特别复杂，因而计时也比以前的漏壶精确得多。遗憾的是，到元代时，莲花漏已然失传，不少著名机械学家对着图纸冥思苦索多年，仍然琢磨不出个道道。而郭守敬只用了几天工夫，就摸清了它的来龙去脉，并照着图纸成功地复制了一个莲花漏。

公元1262年，32岁的郭守敬因才智过人，被推荐给元世祖忽必烈。见面之后，郭守敬不卑不亢，侃侃而谈，面陈了自己关于兴修水利的6条建议。他每说一条，忽必烈都要赞叹一声，最后，这位君王感慨万端地说道：“天下管事的人要都像这样，哪会有不劳而食者？”立即任命郭守敬为管理水利的提举诸路河渠。此后，这位具有远见卓识的水利专家身体力行，排除万难，先后完成了20多项农田灌溉、河道航运等工程，件件设计科学合理，收效显著，深得后人称道。其中最突出的，是对元大都（今北京）通惠河工程的修复。

元大都，是当时全国的政治经济文化中心。元朝政府每年夏秋两季都要从江南往京城征运几百万斤粮食。为长途运输方便，从金朝起，就主要靠大运河的这条水路交通干线。但由于地理条件的原因，大运河只能通到河北通州，离京城还有几十里路，只有陆路可通。夏秋多雨，道路泥泞，寸步难行，役夫们叫苦连天。更严重的，是无法及时把粮食运到都城。鉴于这种状况，辽金时代就有人多次试图开凿这段河道，终因水源问题得不到解决而告失败。郭守敬上任后，首先想到这个重要工程，并做到开凿河道的尝试，开始也没有成功。

公元1291年，郭守敬经过多次实地勘测，找到了水源，立刻向忽必烈提出开凿大都运粮河的新方案：根据大都周围西北高、东南低的地形，将大都西北昌平神山（今凤凰山）脚下的白浮泉先引入瓮山泊，并让这条引水河在沿途拦截所有原先从西山东流的泉水，汇合成流，这样，便可使运河水量大大增加。另外，由于这些泉水清澈明净，几乎不含泥沙，在运河下游还可建立一系列控制各段水位的闸门，以便运粮船能够平稳行驶。

忽必烈对这个周密的计划极为重视，立即下令重设掌管水利工作的专门机构??都水监，任命郭守敬主管。

第二年刚开春，开凿大都运河的工程就正式动工了。60多岁的郭守敬，精神抖擞，率领几万军民，夜以继日，艰苦奋战，只用了一年半时间，这条全长160多华里的运河便全部竣工。忽必烈喜不自胜，亲自为这条运河取名为“通惠河”。从此，南来的运粮船一直驶进了大都城。以后明清两代的水路运输，都始终受益于通惠河。

除了对水利事业的重大贡献，郭守敬还在天文历法、仪器制造、数学等领域内取得了令人瞩目的成就。在这些方面，他一生最重大的贡献，就是编制了《授时历》。

公元1276年，元军攻占南宋都城临安，全国统一的局面即将出现。前代留下来的历法，已与实际不符，不能再沿用下去了。这年6月，忽必烈召见郭守敬，将重订新历的任务交给了他，并随即成立了专门掌管天文历法工作的中央机构??太史局。

郭守敬主张，要制订一部准确的历法，必须实地观测各种有关天象；而观测天象，又必得有完备的天文仪器。当时原有的天文仪器，全部是宋代遗留下来的，都已简陋落后，年久失修，不能使用。郭守敬花了两年多时间，在一些著名天文学家、机械制造专家的协助下，精心设计创制了一整套天文仪器，包括简仪、圭表、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、星晷定时仪、正方案、丸表、悬正仪、座正仪、大明殿灯漏等18种。这些天文仪器精密、灵巧、轻便、实用，在当时的世界上处于遥遥领先的地位。

接着，郭守敬和其他几位专家立即投入建造司天台的紧张工作。为定准建台位置，郭守敬多次到大都城东勘测地形，对方圆几十里的地质结构做了详细准确的考察鉴定。一天，郭守敬正在城郊测量，突然间乌云密布，大雨倾盆。本来就疲累不堪的郭守敬，被雨一浇，再也支撑不住了，一下子晕倒在地，被随行人员抬回家中。

病愈后，他又投入工作。经过反复勘测，司天台的位置确定了。紧接着，又是大半年的紧张施工，一座规模巨大、仪器设备完善、图书资料丰富的司天台（灵台）在大都城东落成。它成为当时世界上规模最大、设备最完善的天文台。

在观测天象的过程中，郭守敬等人创制的天文仪器发挥了举足轻重的作用。其中，最为人称道的是圭表、仰仪和简仪。

圭表，是测定24节气的主要仪器。表是一根垂直立于地面的标竿，当太阳在子午线上时，表影投落在南北方向圭面上，量一下影子的长度，就可以推算出节气。圭表，虽然古已有之，但旧圭表表影边缘模糊，影界不清，影长也不准确，计算时刻容易发生误差。郭守敬利用小孔成象的原理，制造了一个名为“景符”的仪器，使日光通过小孔射到圭面，这样影界就清晰多了。同时，又改进了圭表表高及量取长度等等，使测量的准确性大大提高。

仰仪，是郭守敬独创的、观察太阳位置、日食状况的天文仪器，结构非常巧妙，不过，比它更令人叫绝的，当属经郭守敬革新而创制的测定天体在天球上位置的仪器??浑仪。早在公元前五世纪的战国时期，我国的天文学家就发明了浑仪，以后，历代对浑仪虽然都有所改进，有所发展，但由于结构上存在着许多缺陷，所以观测范围有限，使用起来也不太方便。郭守敬对浑天仪进行了大胆的革新，使它变得结构简单、方便实用，被人们称为“简仪”。这个仪器，比西方要早3个世纪。英国著名中国科技史专家李约瑟博士赞赏地说：“标志着从中世纪仪器向现代仪器转变的主要发明，则是将窥管安装于极轴上，即自由大圆环形成的支承装置。这不是产生于文艺复兴时期的西方，而是在元代皇家天文学家郭守敬的领导下于公元1276年完成的。”为了纪念这位科学伟人，我国邮电部曾于1962年12月发行过两枚纪念邮票，其中一枚便是简仪的绘像。

公元1280年春暖花开的时候，一部集古代历法之大成、准确精密的新历法??《授时历》终于编制而成。它规定一年为365．2425日，比地球绕太阳一周的实际运行时间只差26秒，与现行公历的平均一年时间长度完全一致。《授时历》的颁行，比意大利格雷戈里提出的现行公历要早近300年。它的方法和数据一直被承用了364年之久，产生了巨大的影响，无疑是中国历史上一个最进步的历法。

郭守敬一生为科学事业呕心沥血，直到年近7旬之时，还担负着兴建铁幡竿水渠工程的重任，并亲自勘测了这一地区的全部水文地质情况，制定了工程方案。可惜，当时主管这项工程的官员缺乏远见，把郭守敬所定的河道宽度减少了1／3。结果，一到雨季，山洪直涌河道，由于河道狭窄，大水外溢，两岸顿时变成一片汪洋，百姓的生命财产遭到巨大损失，连元成宗的行宫也险些被冲毁。这位皇帝不由跌足叹道：“可惜当初没听郭太史的话！”

1316年，这位元代著名的天文学家和水利学家病逝，终年86岁。郭守敬，不仅是中华民族的骄傲，他的丰功伟绩，也永远铭刻在世界人民心中。

1970年，国际天文学会将月球背面的一个环形山脉命名为“郭守敬山”；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他们于1964年发现的一颗国际小行星，也正式命名为“郭守敬”。这个伟大的名字，将像天空的星座一样，永放光芒。

科学名家故事 郭守敬

科学名家故事郭守敬