元史：元代天文历数的卓异成就与郭守敬的光辉名字相连

元代天文历数科学的卓异成就，是同郭守敬的光辉名字相联系的。

郭守敬（1231—1316年），字思若，河北邢台人。祖父荣，“通五经，精于算数、水利”。守敬幼年，荣使从学于刘秉忠。时刘秉忠方与张文谦、张易、王恂同学于州西紫金山，号为“紫金山四友”。他们都是后来辅助忽必烈及太子真金，建立元王朝，创制立法的重要政治人物。中统三年（1262年）张文谦以守敬“习水利，巧思绝人”，荐于朝，授副河渠使，兴修诸处水利，卓具成绩。当时，元仍袭用辽、金所行用的大明历（辽圣宗统和十二年贾俊所制，金初杨级与赵知微先后重加修订），年深月久，浸以后天，刘秉忠欲议修正而因死不果。南宋当时所使用的成天历，虽是度宗咸淳七年（1271年）所颁发，然它所采用的是十九年七闰的古法，误差甚大。全国统一以后，忽必烈便在至元十三年（1276年）六月设太史局（后改升院），把编制新历作为统一王朝的重大措施。太史局由太子赞善兼国子祭酒王恂负责，而由昭文馆大学士张文谦、枢密院使张易为之主领裁奏于上。王恂奏准起复告病还乡的原左丞许衡参领其事，郭守敬也被任协助王恂工作。郭守敬首先提出：“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表。今司天浑仪，宋皇祐中汴京所造，不与此处（指大都）天度相符，比量南北二极，约差四度，表石年深，亦复欹侧。”于是开始由郭守敬负责，改进并创修天文观测仪器。他选择了城东南角的高爽地，“以木为重棚，创作简仪、高表，用相比覆。又以为天枢附极而动，昔人尝展管望之，未得其的，作候极仪。极辰既位，天体斯正，作浑天象。象虽形似，莫适所用，作玲珑仪。以表之矩方，测天之正圜，莫若以圜求圜，作仰仪。古有经纬，结而不动，守敬易之，作立运仪。日有中道，月有九行，守敬一之，作证理仪。表高景虚，罔象非真，作景符。月虽有明，察景则难，作窥几。历法之验，在于交会，作日月蚀仪。天有赤道，轮以当之，两极低昂，标以指之，作星晷定时仪。又作正方案、丸表、悬正仪、座正仪，为四方行测者所用。又作《仰规覆矩图》、《异方浑盖图》、《日出入永短图》，与上诸仪互相参考。”[1846]就中，简仪是对前人浑天仪的简化和改进。它是模拟天球，测量日、月、五星及恒星位置的仪器。元以前的浑天仪（浑仪）上有七八个大小环，环环相套，在观测时妨碍视线。郭守敬大加简省，只保留一个测赤道坐标、一个测地平坐标的两套观察用环。圭表用以观测正午时太阳影子的长度，元以前表高八尺。郭守敬所创铜表高四十尺，在圭上端创设景符，使影长的精确率大大较前提高。这两件重要的仪器，前者尚有明代的复制品，后者尚存有登封告成镇的元代天文台，可资参考。其他的仪器则已无存，我们只能通过保存在《元文类》里姚燧与杨恒的铭文，略窥端倪。至元十六年，郭守敬又领导进行了一次举世空前的纬度测量，在东起朝鲜半岛，西至川、滇与河西走廊，南尽占城，北穷铁勒，地理纬度从10°至65°的范围内，选取二十七个地点进行观测，称之为“四海测验”。[1847]它所取得的数据，与纬度值比较，绝大多数平均误差在半度以内。其准确性是十分难得的。(www.xing528.com)

在新历编制中，许衡负责理论性的指导，实际工作则是由王恂与郭守敬分别负担。“王恂业精算术，凡日月盈缩迟疾，五星进退，见伏昏晓，中星以应四时者，悉付其推演。”“郭守敬颖悟天运，妙于制度，凡仪象表漏，考日时，步星躔者，悉付规矩之。”[1848]其他参加者为南北日官陈鼎臣、邓元麟、毛鹏翼、刘巨渊、王素、岳铉、高敬，以及齐履谦、杨恒等。至元十七年冬至，新历告成。忽必烈赐名为《授时历》，命于翌年颁行天下。新历废除了它以前七十余家历法所惯用的“积年”和“日法”；通过新的天文仪器的精密观察，考正了冬至、岁余、日躔、月离、入交、二十八宿距离及日出入昼夜时刻等七项天文数据；创立了新的计算方法，对日月运动取得了五项新的数据和资料。[1849]《元史历志》所称：“自古及今，其推验之精，盖未有出于此者也。”这是完全正确的。它确是我国古代最卓越的一部历法。譬如，授时历定一年为365.2425日，这个数值与地球绕太阳公转的周期只相差二十六秒。它与1582年罗马教皇格利高里所颁行、迄今仍为世界通用的格利高里历完全一致。但它的出现却比欧洲早三百年。当时有关天体的了解，我们想引述元末明初的宋濂所作《楚客对》一文的段落来作说明。文章记宋子与友月夜泛舟，“有楚客者，忽指月问曰：日月一也，此何以有亏盈乎？宋子曰：不然也，月圆如珠，其体本无光，借日为光。背日之半常暗，向日之半常明。其常明者正如望夕，初无亏盈。但月之去日，度数有远近；人之观月，地势有正偏，故若有亏盈耳。曰：然则其有夜食奈何？曰：此为地影之所隔也。月上地中而日居下，地影既隔，则日光不照。其隔或多或寡，故所食有浅有深。盖地居天内，如鸡子中黄，其形不过与月同大。地与月相当，则其食既矣。唯天之体，广漠无际，然其门径之数及去地几千万里，巧算者亦可以推之也。”[1850]月映日而有光，我国在汉代已有所了解。北宋沈括已明指“月本无光，犹一银丸，日耀之乃光”。宋濂所述，表明元人对天体日月的认识，其正确程度已相当惊人了。