科学巨匠郭守敬的伟大成就：为月球环形山和行星命名

科学巨匠郭守敬

●1970年国际天文学会把月球背面的一个环形山命名为“郭守敬山”。1977年中国科学院南京紫金山天文台把他们发现的四颗行星中的一颗命名为“郭守敬星”。这是对郭守敬最好的纪念，也是对他的杰出科学成就的充分肯定。

郭守敬（1231～1316），字若思，邢台人，他的祖父郭荣精通数学和水利，郭守敬从小耳濡目染，学到了很多科学知识。他二十多岁时就亲手做出了一台非常准确的计时器——铜质莲花漏。后来，他被推荐给元世祖忽必烈，献上莲花漏，同时还提出了六条水利建设的建议，深得忽必烈赞赏，并得以担任了水利官员。

1250年，邢台城外的一座石桥桥身被水冲走，桥墩淹没，变成一片汪洋。由于再也找不到适合建桥之处，又弄不清原来桥址在哪里，许多建桥高手都摇头而去。也许是“初生牛犊不怕虎”，郭守敬毅然站出来，主动要求把这座桥架起来。他先是历经艰辛找到了原有河道和桥墩遗址，又经过多次勘测，精心设计，组织邢台人民清除淤泥，疏通河道，修筑堤岸，很快建成一座坚固的石桥。1264年，他又修复了有名的唐来、汉延两条古渠，名声大振。

元朝统一全国以前，使用的历法是《大明历》。《大明历》已经使用七百多年了，跟当时的天象越来越不符，误差很大。忽必烈决定设立专门机构修改历法，派郭守敬主持这项工作。在修历过程中，郭守敬提出了“历之本在于测验，而测验之器莫先于仪表”的主张。为此，他首先集中精力研制新的天文仪器。他和工匠一起，研制了近20种天文仪器。其中最主要的有简仪、仰仪、圭表以及和它配合使用的景符等仪表。

简仪是根据浑天仪改制的。中国早在春秋战国时期就发明了测定天体的浑天仪，以后，经历代改进，有所发展。郭守敬在此基础上把以前结构复杂的浑天仪改装成两个简单的装置，叫作“简仪”。简仪设计得很精密，不但使用方便，而且观测结果比浑天仪准确得多。

仰仪是郭守敬独创的一种天文仪器。它是个铜铸的中空的球面，看上去就像一口锅，所以取名“仰仪”。在半球的口上刻着东、西、南、北4个方向，凹部刻有与观测地纬度相应的纵横网格。半球口架着一块小木板。板上开了一个小孔，孔的位置正好在半球面的球心上。太阳光通过小孔，在球面上投下一个圆形的像，映照在所刻的线格上，这样便可测得太阳在天空中的位置。当发生日食时，仰仪面上的日像也相应发生亏缺。因此，通过仰仪便可以直接观察到日食的方向、亏缺部分的大小和各种食像的时刻。(www.xing528.com)

方日晷元代郭守敬制，利用上面表针投出的日影方向和长度来测定方位、角度。

圭表是测定二十四节气的主要仪器。表是一根垂直于地面的标杆，当太阳在子午线上时，表影投影在北方向圭面上，量取影子的长度，就可以推算节气。但旧式圭表影边缘不清晰，影长不精确。郭守敬为此创制了一个叫作“景符”的仪器，利用小孔成像的原理，使日光通过一个薄钢片上的小孔，再射到圭面，从而收到影界清晰的效果。此外，他还把圭表的表高加大到40尺，比旧表增高5倍，又将原来只能量到“分”位的，分别提到“厘”位，尽量减少误差。

这些仪器都有实用、简便、灵巧、精确的特点。可惜原物都已损毁，没有保存下来。

1281年，郭守敬经过多年辛苦工作终于编制成了一部新历法。忽必烈非常满意，并且按照《尚书》里“敬授天时”这句话，把这部新历法定名为《授时历》，意思是要告诉老百姓日月时光，不要错过了农时。《授时历》是一部非常科学的新历法。郭守敬计算出一年为365.2425日，比地球绕太阳一周的实际时间只差26秒，《授时历》就是采用了这一数据。这在世界的历法史上还是第一次。现在国际上通用的格里高利历（就是公历）也是采用这一数据的，但是格里高利历比《授时历》晚了整整300年。这说明早在元代的时候，中国在天文历法方面，已经居于世界的先进行列。

可以说郭守敬是当时在中国乃至13世纪的整个世界，在天文学、水利工程、地理学、数学和机械工程等方面都是首屈一指的。因此人们将他誉为“中国科学史上的坐标”、“一代科学巨匠”。