● 郭守敬的科學成就
郭守敬(公元1231—1316年),字若思,順德邢台(今河北邢台)人,他以畢生精力從事天文學的研究和天文儀器的創製,為祖國古代天文科學的發展做出了重大貢獻。他在其他學科上也有很多貢獻。
郭守敬的祖父郭榮是一位精通數學和水利的學者,他的淵博知識對年輕的郭守敬影響很大。在郭守敬還年幼的時候,祖父就把他送到精通天文和地理的老朋友劉秉忠那裏去學習了。劉秉忠和他的好友張文謙都是忽必烈非常賞識的學者。
由於郭守敬刻苦學習,十五六歲時就能弄通石刻的“蓮花漏圖”(古代的計時器)的原理。到32歲時,他的科學知識更加豐富紮實了,張文謙就把他推薦給忽必烈。忽必烈高興地讓他跟隨張文謙到西北去視察水利設施,修複古渠。至元二年(1265年),他被任命為都水少監,得以專心致誌地從事水利建設事業。
早在元朝統一全國以前,劉秉忠就提出要修改曆法,因為遼、金以來沿用的《大明曆》使用已經很久了,誤差越來越大。至元十三年(1276年),忽必烈決定設局改訂曆法,派許衡、王恂和郭守敬主持這項工作。在這期間,郭守敬通過實測,獲得了許多天文方麵的科學知識,他深深感到:要製訂新曆,必須創造精密的儀器。他說:“曆之本在於測驗,而測驗之器莫先於儀表。今司天渾儀,宋皇祐(1049—1054年)汴京所造,不與此處(指大都靈台,在今北京市建國門外泡子河北)天度相符。”於是決心自己動手創製和改造天文儀器。
針對渾儀的缺陷,郭守敬研製了新的儀器——簡儀。元代以前所用的渾儀越來越複雜,用它測量天體的赤道坐標、黃道坐標和地平坐標的讀數,每個係統都需要有專門的環圈,因此大大小小的互相圈套的環圈有八九個之多,不但轉動不便,而且妨礙觀測。郭守敬摒棄了把測量三種不同坐標的圈環集中在一起的做法,精簡了黃道坐標,而把地平坐標和赤道坐標分為兩個獨立的裝置——赤道裝置和地平裝置。這兩個裝置都很簡單,使用方便,因此這種儀器叫“簡儀”。簡儀的設計很精密,刻度最小分格達到1/36度,觀測結果也就準確多了。當時從尼泊爾來的工藝家阿尼哥,幫助郭守敬製造了簡儀。可惜的是,郭守敬的這一重大發明創造,竟在清初被法國傳教士紀理安(當時他在欽天監任職)當作廢銅銷毀了。