郭守敬的主要贡献是什么方面

  京杭大运河今年将实现全线通水,重现千年运河的生机。大运河历史上的重要人物郭守敬,这位博学的科学家的贡献不仅限于水利。

  家学深悟性高,天文?水利双收

  北京二环中,有一个叫什刹海的大水面。暮春时节鲜花正浓,每逢周末,不少市民来到什刹海休闲。什刹海是前海、后海、西海的总称。西海北面有一座小山,山上有汇通祠堂,郭守敬纪念馆。

  汇通祠堂的原址不在这里。历史地理学家侯仁之提到《什刹海记》,“正当的古北京汇通祠堂旧址水关取水,淙淙清流,潆洄寺,赌什刹海,其地理、重要且是人民的群众游憩度假村。”20世纪70年代,在地铁2号线施工中被拆除,但恢复到了现在的地方。

  汇通根据祠堂中纪念郭守敬、侯仁之“饮水思源,不忘先贤路襤之功”。这位13~14世纪中国杰出科学家,梳理了北京城水系,较好地解决了当时北京城的水和水运问题。他不仅是一位水利学者,还是一位天文学家,他开发了各种观测仪器,参与制定了《授时历》。

  1231年郭守敬,生于邢州,现河北省邢台市有一条以他的名字冠名的路。关于郭守敬的家谱,传记资料中几乎没有提到父亲,郭守敬很可能是由祖父郭荣抚养长大的。郭荣“通晓五经,精于算数、水利”,后天郭守敬在天文、历法、水利等领域可以取得实绩,其深厚的家学渊源是分不开的。

  郭守敬,他表现出一种特殊的气质,他不懂“玩”、很高的品味、很强的动手能力。15岁的时候,在古书上看到了浑仪的画像。一种古代测天仪器,用于模拟日月星辰位置,观测天体运行过程,结构不简单,故描其图象用竹子制作浑仪,并尝试用它进行观测。

  好材料只有在好老师的指导下才能成就。大概在郭守敬17岁的时候,祖父把他送到紫金山书院,让刘秉忠拜师。紫金山书院、刘秉忠、张文谦、张易、王恂、后世人们成就了“紫金山五杰”的巨大成就:刘秉忠年长郭守敬15岁,他不仅建立了原王朝制度的重要人物,还是原大都城的规划者,他以儒家经典为依据,结合北京山川形势,规划了宏伟的大都会城。

  郭守敬家乡邢州城北有特里科水、达活泉、野狐泉,在金元时,由于战争的破坏,三条河堤损坏,河水泛滥,挂河桥被冲走,百姓只能用简陋的木桥过河。一二五一年,二十一岁的他被命令疏浚,也许是因为这个原因,“三水之所”很快就定下来了。更令人吃惊的是,在他指定修建桥梁的地方,工人从深泥中发现了一座旧桥。当时著名的文学家元好问,写过“世上什么是间情”的人元好问,为此写了一篇名为“邢州新石桥记”的文章。“郭生”是郭守敬。

  郭守敬32岁时,在中书左丞张文谦的推荐下获得了与元世祖忽必烈见面的机会,提出了“水利六事”,每听到忽必烈话就点头称赞,评为“此人真不成素食”,并任命郭守敬提举诸路河渠。就这样,原来的任官开始了郭守敬。

  巧手制作新仪器,在全世界试验得到数据

  今天我们可以阅读的郭守敬传记中,最重要的是齐履谦的《知太史院事郭公行状》。郭守敬常年在掌管天文历数事宜的机关太史院工作,1278年在原国太史院成立后,被任命为同知太史院事,后为太史令。

  河渠和天文历数都是郭守敬的专业领域。通惠河如果是水利领域的得意之作,天文历数领域的得意之作是《授时历》,50岁就完成了。

  太史院建成时,紧急任务是编制新历。元代初期,采用金朝赵知微编撰的《重修大明历》,又名《知微历》。从金朝1182年使用该历法开始,到1276年元世祖忽必烈命令编制新历法,《重修大明历法》已经用了94年,积累了近100年的误差,因此天象的预测与实际不同。

  郭守敬“历书在考试中,考试的器皿先不要测量仪器”。

  接受新历制作任务,郭守敬用了三年的时间制作和改良了13种观天机器。1279年的某一天,郭守敬拿着自制的仪器上去,忽必烈一一介绍。从早上到天黑,两人不知疲倦。有了优秀的观测装置,就可以开展天文观测,获得制定历法所需的数据。

  在原来的广大区域,东起朝鲜半岛,西至河西走廊,南至西沙群岛,北至西伯利亚的27个观测点,进行了空前规模的大地测量郭守敬。700多年前郭守敬主持“四海考”的遗址,可以在河南登封观星台看到。据悉,这里是周公在圭表测正午日影的地方,测天地之中,修造洛邑。郭守敬对圭表进行改革,观星台是指他改良的圭表,远高于一般圭表,观测精度也有所提高。

  郭守敬在大都司天台收集观测数据,与他的同事共同创制《授时历》。《授时历》以与后来世界通用的《格雷戈里乌斯历》同等的精度,于一八三十年由朝廷颁布,但颁布早了三十年以上。顺便说一下,大都司天台是原太史院的事务所,也是设备齐全的天文台。那个地方就在现在建国门旁边的北京古观象台附近。元明易时代大都司天台被毁,今天我们看到的古观象台是明清二代国家天文台,观象台上陈列的天文仪器是包括郭守敬在内的古代天文学家千百年智慧的结晶。

  今天,中国科学院国家天文台研制的LAMOST望远镜(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)凝聚了现代天文学家的智慧结晶,它还有一个容易记住的名字——郭守敬望远镜。

  三部曲曲直取,运河船直入大都

  从建国门往南不到一公里,一条向东奔流的河流就出现在眼前。这就是通惠河。通惠河是原来大运河的一部分。运河运送粮食等物资进城,在中国已有一千多年的历史。隋唐建成的大运河,以洛阳为中心,东南至杭州为一条路线,西北至北京为一条路线。元朝定都为北京,大运河不必绕中原,应该弯弯曲曲地直取,从江南直登北京。

  是否可以弯曲直切,如何弯曲直切,这都需要经过实地测量才能得到答案。一二七五年,都水监(1015)对北面以山东德州为顶点,南至江苏徐州,西至河北大名,东至山东宁阳的广大地方进行了测量,得出大运河南北相通的结论。

  一二七六年,元军攻入南宋都城、大运河起点杭州,三年后南宋灭亡。丰富的江南进入原来的版图,大运河的意义一定更大。1283年,原王朝完成了济州(今山东济宁)至须城安山(今山东东平西南)的济州河。从安山到临清的会通河,一二八九年在原国完成,临清到通州的河道在隋唐时期完成。元改造大运河的首两首歌完成,杭州至通州一线贯通。

  划船北上到达通州后,如何进入北京城内。从今天北京的城市地图上看,有一条大致平行于通惠河北侧、东西走向的水库河。水库河为高梁河流水,金朝利用该河道通行划船,但因水源不足而困扰,无法长期稳定通航。32岁时忽必烈提出的“水利六事”第一,“中都旧漕河东至通州,权以玉泉水引进行舟”,节省了巨额车资。该项目的成功是北京清理水流的第一功。随后开金水河被引入皇城,将玉泉水的一部分分开,导致水库河水源紧张。为解决这一问题,1279年郭守敬,在河道修建7座水库蓄水,这就是水库河名的由来。

  尽管建了水库想存水,但是划船通过水库河的效率很差。当仅靠水库河无法满足大都会巨大的水运需求时,通惠河出现了。

  通惠河建设是原大运河改造的最后一首歌,它凝聚了郭守敬30年的治水经验,当通惠河工程于1293年完工时,已郭守敬63岁。元代通惠河明?比清、今通惠河还要长,从昌平白浮泉开始,被选定为水源的郭守敬,并不是从白浮泉的南部被引导到瓮山泊,而是在西山脚下转了一半左右,到达瓮山泊(岩盐昆明湖的前身)。其理由之一是沿路汲取泉水,使水变得润泽。通惠河出瓮山泊入积水潭,在万宁桥出积水潭,沿大都皇城东城墙向南流动,出丽正门(原大都会城正南门)东水关向东行驶,在通州里二泗村注入北运河。通惠河整治后,江南划船可直达积水潭码头。

  从通惠河的白浮泉到瓮山泊的区间,是郭守敬独特的构想,可以看出掌握了水的性格。从夏天到秋天发生洪水,有时水路会崩塌。为了解决这个问题,在处理郭守敬的渠道设置了12处与防洪有关的取水的“清水口”,在山溪入口修得低的堤坝,该山溪直接流入渠道,重建入口对面是山溪下游方向的堤坝,用于一种特殊材料>栅栏编织连接栅栏里面塞满了石头,洪水发生时堤防会坍塌,所以可以马上流到下游,不会影响水路的导水功能,洪水过后可以修复堤防。

  晚年申请退休,但朝廷不允许,1316年,86岁郭守敬去世。原名儒、郭守敬太史院同事许衡说,天加护让我们拥有了郭守敬这样的人才,这样的人才能容易得到吗。后世的科学史家也给予高度评价郭守敬。郭守敬当时北京水系的清理可以追溯遗迹,大运河的生命力近年也逐渐恢复。今年,大运河将实现全线通水。千里通波再现,拱翰桥下,船尾,灯塔旁,橹的声灯影。(罗姆哈)

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