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郭守敬的创新故事

来源:百科故事网时间:2017-08-05 15:45:01

郭守敬,字若思,公元1231年出生在顺德邢台(今河北邢台市)一个书香门弟。他是我国元朝伟大的天文学家、数学家和水利专家。

郭守敬小时候家庭生活很富裕,在他祖父郭荣的熏陶下,他钻研数学、天文学和水利。他的学习特点是对任何事物都好追根问底。更喜欢自己动手制作一些小型简易的测量器具。他十五、六岁时,弄到一本石印《莲花漏图》,如获至宝,爱不释手,通宵达旦地钻研起来。祖父察觉到孙子天资聪明,就把他送到紫金山,跟当时的学者刘秉忠、张文谦、王恂学习。他刻苦求学,进步很快,老师们都十分赏识。

郭守敬

1267年,元朝政府下令由郭守敬等修订历法。郭守敬提出建议,在修订历法前,对天象进行一次大规模的观测,以便准确地根据数据科学的制订出新的历法来。观测天象,首先要解决仪器问题。郭守敬除了修复部分旧仪器外,还创制了一些精密的仪器。他制造的仪器简仪、圭表、候极仪、浑天仪、玲珑仪、仰仪等13种。为了去各地观测的需要,他又绘制了一套便于携带的图表。如:正方案、丸表、悬图、异方浑盖图、仰规变规图、导方浑盖图、日出入永短图等。

郭守敬创制的天文仪器,不但在数量上、而且在精巧准确上都超过了先人的成就。浑天仪是古代用来测量日、月、星晨位置的仪器,但因构造不精,转动不灵,郭守敬把它改制成简仪,这是对浑天仪的大胆革新。简仪结构简单,刻度精密。清朝初年,西方传教士汤若望来到中国,看到郭守敬制造的简仪,十分敬佩,因为这个仪器比西方早三个世纪。他尊称郭守敬为“中国的第谷”。第谷要比郭守敬晚了300余年。

郭守敬的工作态度十分严谨,他先选择了14位具有天文技术知识的官员分成几个小组,携带轻便的仪器和图表到全国各地去观测天象。他们东到朝鲜,西到甘肃;北到今苏联的贝加尔湖,南到琼崖。当时全国共设了22个观测站。郭守敬坐镇大都,运用各地报来的数据进行认真研究,精密计算。经过两年的勤奋工作,于1280年在他领导下的一部新历法《授时历》修订完成。过去的历法不满一天的尾数大都用分数来表示,这样计算很复杂,但《授时历》改用了小数,计算出一年为365.2425天,这和地球公转周期只差26秒,与现在世界上通用的格里历(即公历)的一年周期相同,《授时历》是1280年颁行的比格里历早了302年。郭守敬修订的《授时历》是以1280年的冬至作为推算起点,大胆地废除了以往旧历沿用的繁琐推算方法。固而成为我国古代最好的一部历法。

在水利方面,郭守敬的贡献也是很大的。早在他年轻时,家乡有条河因河道堵塞,洪水冲垮了堤坝,泥沙把一座石桥都淹没了,县里决定治理这条害河。二十岁的郭守敬,自告奋勇地担起了治河修桥的重任。他多次认真勘测,找到了原来的河道,选定了建桥地点。在他的精心设计下,邢台的老百姓只用了四十多天的功夫,就疏通了河道,重建了石桥。治服了水患,便利了交通,真乃自古英雄出少年!当元朝建都于大都(今北京)以后,为了把江南的粮食,物资运到京城,征集了民工开挖了济州河和会通河,连通了由杭州到通州纵贯南北的大运河。但从通州到北京的这一段仍需要陆运。如果碰上刮风下雨,道路泥泞,行走十分困难。当时许多人都想修通这一段运河,但都因水源困难,没有成功。又是郭守敬迎难而上。他经过勘查,发现昌平东南的山下有一个白浮泉,水量很大,可做新开运河的水源,但需要改变白浮泉的流向,这是一项十分困难艰巨的工程,郭守敬经过认真勘察,认真设计,改变了白浮泉的流向。

郭守敬在这条从通州到北京的运河上,设置了若干坝和可以升降的水闸(每隔十里设水闸一道)。这样科学地控制了全流程的水量,使大小船只都能顺利通行。用了三年功夫,工程全部完工。从此,南方的运粮大船就可以直达大都了。忽必烈高兴地命名这条河为“通惠河”。

公元1316年这位杰出的科学家逝世了,终年85岁。
 

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