元朝第一理工男郭守敬

元朝第一理工男郭守敬

在元朝的科学界,郭守敬绝对是排名第一的学术大咖。他在古今中外都有一大帮铁粉,英国科技史家李约瑟称他为“中国科学史上最杰出的人物”。他的名气从地球传到了月球,名字被国际天文学会用来命名小行星和月球上的一座环形山。因此,著名科学家茅以升这样评价他说:“郭守敬不仅在地上闻名,而且还在天上闻名。”

那么,郭守敬是怎样成为元朝第一科学巨星的呢?

科学家的养成

虽然史书对郭守敬幼年经历的记载只是短短几句,但是可以大概推断出,他自小就受过非常良好的科学教育。

郭守敬字若思,顺德邢台人,“生有异操,不为嬉戏事”。祖父郭荣精通五经、算术、水利。当时刘秉忠、张文谦、张易、王恂这些儒士一起在紫金山学习,刘秉忠是忽必烈的重要谋士,精通易经、天文、地理、律历等。郭荣和刘秉忠是好友,所以他就把16岁的郭守敬送到刘秉忠门下学习深造。这些师长不仅对郭守敬进行科学训练,还对他之后的仕途有举荐和提携之功。

1251年,20岁的郭守敬还没有出师,就参与了邢州城北的河道疏浚工程。在他的规划下,这项工程只征调了400多名民工,干了40多天,就顺利完工。时人元好问在《邢州新石桥记》中记录下郭守敬的这一次“实习”经历,并且称赞他“习知水利”

1262年,郭守敬得到张文谦的举荐,到开平向忽必烈“面陈水利六事”,每奏一事,忽必烈都点头称是,并说:“办事的人都像这样,那就没有白吃俸禄的了。”

科学的精神:一部历法影响后世

《授时历》是郭守敬最重要的成就之一,在制定这部历法的过程中,郭守敬的科学精神体现的淋漓尽致。

1276年,因为旧法《大明历》已经沿用200多年,需要修正。忽必烈决定颁行新的历法,郭守敬成为主要制定者之一。这次的任务非常艰巨,因为他面临着诸多难题——

一、用创新解决测验之难:郭守敬认为“历之本在于测验,而测验之器莫先于仪表”。而此时元朝能够用于天文观测的仪表要么年久失修,要么精度失调。于是郭守敬在三年内就研制出简仪、仰仪、玲珑仪等十多种新的天文仪器。他发明的“简仪”是在传统的浑天仪的基础上改造完成的,不仅改变了基本机构,而且更加简单实用,在测量方面也更加精确,是当时世界上最先进的天文观测仪器。

二、用严谨解决观测之难 :1278年,为了掌握准确的观测资料,郭守敬主持了一场全国规模的天文观测活动——“四海测验”,在全国建立了27个天文观测点,派遣监候官14人分道而出,自己也跋涉千里进行测验,观测范围东起朝鲜半岛,西至四川、云南和河西走廊,南到南中国海,北到西伯利亚的广大地域

测验完成后,郭守敬又整理了之前近900年的天文资料,从中选出可信数据,经过精确运算,得出一回归年的长度是365.2425日。它的精确度只比地球绕太阳公转一周的时间差了26秒,这个数据和当今世界通用的公历相同,但是却早了300多年。四年后,这部历法终于编成,被命名为《授时历》

三、用专注解决推广之难:1281年,《授时历》正式颁行。但是,郭守敬的工作仍然没有停止。他又花费了四五年的时间,整理资料、潜心著书,先后完成《推步》《立成》《历议拟稿》等天文历书,使《授时历》得以流传后世,并且传播到日本、朝鲜等地。

科学的归宿:一个人影响一座城

科学从来不是阳春白雪,它的成果都要应用到实践中。

1303年,朝廷昭告官员年满七十者可申请并批准退休。但是特别要求只有郭守敬不享受此政策。于是郭守敬的职业生涯直到1316年寿终正寝时才结束,算起来他已经为元朝效力半个多世纪。

而在他为官的绝大部分时间里,他的主要工作就是从事水利工程建设,把科学应用到了泽被万民的实践中。

成就一:修复古渠,泽被一方

1264年,郭守敬随张文谦至西夏。成功修复了黄河流域古代遗留下的唐徕、汉延等古渠,恢复了引黄灌溉工程,灌田九万余顷,受到老百姓的交口称赞。

成就二:综合设计,泽被一城

1265年,郭守敬受任为都水少监,在他的建议和主持下,实现了永定河引水和白浮泉引水,解决了元大都城市发展和综合供水的需要。

成就三:开通惠河,泽被后世

1291年,忽必烈决定疏通淤塞已久的大运河,并开凿从天津到大都的水上通道。郭守敬上书11项建议,提出工程方案。忽必烈听后非常高兴,立即表示:“当速行之”,并且下令:“丞相以下皆亲操畚(běn)锸倡工”,“待守敬指授而后行事”。从1292年开始,耗时一年多,终于完成了全部工程,定名“通惠河”。通惠河的开通沟通了南北交通,让漕运事业得到迅速发展,南北方的船运在大运河上往来如织,都城内商船云集。元大都成为世界上最繁华的国际都市很大程度上也得益于此。

1298年,元成宗召守敬至上都,商议再开新渠。守敬认为新渠“山上洪水频年暴下,非修建宽五十或七十步的大渠堰不可”。相关部门不愿多花钱,说郭守敬是夸大其词,擅自把渠堰的宽度缩小了三分之一。第二年大雨,山洪注下,渠小不能容纳,淹没人畜屋舍,几乎漫及行宫。成宗对宰相说:“郭太史真是神人,可惜没有采纳他的意见。”

科学的传承

元代的天文学家齐履谦曾这样评价郭守敬:“公以纯德实学为世师法,然其不可及者有三:一曰水利之学,二曰历数之学,三曰仪象制度之学”。郭守敬伟大的科学成就背后,是伟大的科学精神。正是因为这样的科学精神,才让他的成就泽被千年,盛名震烁古今。

从2017年9月开始,“科学课”成为大多数小学的必修课,被列在和语数外同等重要的位置。或许不是每个孩子都能成为科学家,但是当孩子们培养起这种科学的思维方式和习惯的时候,就会受用一生。

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