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邢台名人:天文水利学家郭守敬

已有 6482 次阅读 2018-12-3 04:08 |个人分类:中国名人|系统分类:人物纪事| 郭守敬纪念馆, 郭守敬, 邢台, 授时历

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作者 高关中(德国汉堡)2018/11/26

国庆黄金周,到河北邢台旅游。这里是元代大科学家郭守敬的家乡。他测天制历兴水利,在中国古代科学史上大名鼎鼎!那么,邢台有什么相关的景点呢?查一下旅游书,方知道这里建有郭守敬纪念馆。

 

郭守敬纪念馆,建在大公园里

邢台古称顺德府。到了邢台,买一张地图看看大势。颇像石家庄一样,京广铁路纵贯南北,把市区分割为东西两半,设为桥东区、桥西区。桥东是老市区,坐落着城市标志清风楼,为重檐歇山式结构,楼高7丈余,下面砖石筑台,上面斗拱飞檐,气宇轩昂,庄严雄伟。是邢台市的城市原点所在,就像西安的钟楼。

我们住的旅馆在桥西区。这里是新城区,有一条南北大道,就叫郭守敬路。其北端到头,迎面为达活泉公园。郭守敬纪念馆就在公园内。

达活泉原为一水池,周百步,深丈许。北宋时在周边建亭植柳,加工修饰,遂使达活泉成为一郡之胜。元代郭守敬曾疏浚达活泉河道,修复了达活泉石桥,引泉筑渠,浇灌田园。如今达活泉公园占地67公顷,为华北地区面积较大的城区公园之一。大约也是这个原因,郭守敬纪念馆建在园内。

纪念馆前的赭红色照壁上,镌刻着金色大字“观象先驱世代景仰”,背面则是反映郭守敬业绩的大型彩色瓷砖壁画。整幅壁画融郭守敬诸多科技成果于一体,体现出“先贤业绩昭日月,丰碑永励后来人”的内涵。

纪念馆占地5公顷(75亩)。建筑面积4700平方米。主要建筑有郭守敬铜像、观星台、四个展厅、天文观测台等。是介绍科技史,进行科普教育的基地。

郭守敬铜像竖立在纪念馆前的广场上,高4米有余。1985年落成。铜像塑造的郭守敬,双目炯炯有神,似蕴藏着无穷的智慧。硬而微翘的胡须反映出郭守敬坚强的意志和实干精神。手持四卷图纸分别代表他科技伟业的四个方面:即天文、水利、数学和仪器制造。风吹长袍,飘然若动,表示他不仅是位科学家,而且是注重实践的工程家。他脚踩青石,表示他踏遍祖国大地,为国家献策出力。

铜像后面的观星台,是按1276年郭守敬设计并主持建造的河南登封观星台仿建的。登封那一座是全国重点保护文物单位。邢台这一座,虽然是仿建,却也使人感念郭守敬的功劳。

 

郭守敬生平

纪念馆为仿明清式建筑。眼前卷棚式三间大门雕梁画栋,挂着灯笼,上方悬挂的匾额“郭守敬纪念馆”,是1985年由胡耀邦题写的。两侧对联彰显郭守敬的主要功绩:“治水业绩江河长在,观天成就日月同辉”。

进入大门,看出馆舍规模不小。黑色大理石底座上置放着巨石,镌刻着前言:“郭守敬(1231-1316),河北邢台人,中国元代杰出的科学家,他在天文、水利、仪器仪表制造等方面成就卓著,有十多项发明创造遥遥领先世界水平,为促进人类科学事业的发展作出了巨大的贡献。”

院内放置着“赤道日晷”。这种日晷是郭守敬时代常用的天文仪器。

馆舍为三进院落。入内可参观“郭守敬生平业绩展览”。

进入第一进院落,展厅题目是“巨星耀神州”,介绍这位大科学家的生平。1231年郭守敬诞生于邢台县皇寺镇郭村,距市区15公里。他自幼好学,而且养成很强的动手能力,十五六岁那年,得到一幅拓印的石刻莲花漏(北宋燕肃造),仅凭图就弄清了这种先进计时仪器的工作原理。他还曾依据古图用竹篾扎制成浑仪,然后积土为台进行恒星观测。

其祖父郭荣颇有学识,精通数学水利。为进一步培养孙子,特地送他到邢西紫金山(太行东麓)师从刘秉忠深造。刘秉忠(1216-1274)是一位著名学者,天文、地理、律历(乐律历法)等无不精通。郭守敬跟他研习,学识精进。当时,刘秉忠已是忽必烈谋臣,因守父丧在家乡讲学。后来他根据《易经》中“大哉乾元”,建议忽必烈将政权名为“大元”,这就是1271年元朝得名的来历,忽必烈即元世祖。同时刘秉忠向忽必烈进言 “以马上取天下,不可以马上治”,主张参照汉人法律,改善法度、革除弊政。忽必烈任命他为中书令(宰相),非常信任。刘秉忠还先后主持营建了元代两座都城——上都(今内蒙正蓝旗内)和大都(今北京)。刘秉忠及其朋友和弟子,即张文谦、张易、王恂和郭守敬先后都步引入仕途,被后人称为“紫金山五杰”。

1260年,郭守敬因“习水利,巧思过人”被荐于朝,殿见忽必烈,提出整治华北平原水利工程的六项建议。忽必烈很满意,立即任命郭守敬为提举诸路河渠,负责各路水利建设。后来郭守敬两度出任主管全国水利工程的最高官员都水监,主持西夏治水、大都治水、京杭运河等重大工程建设,为我国灌溉农业、内河航运的发展做出了卓越的贡献 。北京西海北沿汇通祠(德胜门西大街甲60号),是当年郭守敬长期主持全国水系的水利建设设计的地方,如今已重建,作为北京郭守敬纪念馆,与邢台馆并列为两大郭守敬纪念馆。

至元十三年(1276),元军攻占南宋都城临安(今杭州),国家统一已成定局。新朝初定,一般都要修历法,于是忽必烈令郭守敬负责编制新历的工作。郭守敬创制了各种天文仪器,并组织人员进行了规模空前的天文观测,参照历代各家历法,编制出了一部优秀历法《授时历》。四年后新历完成,郭守敬升任太史令(负责天文历法)。1281年,授时历在全国颁布实行。

郭守敬为了将科研成果流传后世,先后编纂数以百卷的天文著作,制作出多种仪器仪表,辛勤耕耘直到暮年。1316年去世,享年85岁。

 

治水树丰碑

进入第二进院落,展厅题目是“治水树丰碑”。详细介绍郭守敬主持西夏治水、大都治水、京杭运河等重大工程建设的事迹,以及他为我国灌溉农业、内河航运的发展做出的卓越贡献 。

这里特别要说一下郭守敬规划京杭大运河的功绩。我们知道,随着江南的开发,特别是苏杭一带,早在隋唐时代就成为全国的粮仓。有“苏湖熟,天下足”的说法。隋炀帝时,京杭大运河就全线贯通,以便向北方运粮,但运河走向与今天大不一样。它先从江南到开封,然后再北上到幽州(今北京)。宋朝把首都设在开封,就是为了靠近运河,运粮方便。但元朝定大都为京城,都城官兵、百姓众多,粮食的消耗量极大。如果漕运(船运江南米粮)走老运河就绕路了,所以必须另选从江南直上北京的线路。1275年,郭守敬奉命考察河北、山东、河南、江苏北部一带,据此规划出运河新线的最佳线路。根据郭守敬的规划,元朝对运河诸段进行了治理,先后开通了济州河、会通河。1293年,郭守敬主持开挖了通惠河。在通惠河上,设置24座闸坝,节水行舟,这是中国乃至世界水利史上的创举。自此,京杭大运河新线实现了全线通航,江南的漕运船只一路北上,可以到达北京。郭守敬被誉为京杭大运河的总设计师。正是郭守敬大都治水的成功,保证了粮食供应,才有了北京700年的定都史。2014年,大运河被列为世界文化遗产。

1276年在考察运河线路时,郭守敬曾经在河南沿黄河故道,纵横数百里的区域内,进行水准测量。他以海平面为基准,比较大都(今北京)与汴梁(今开封)的地形高低,这实际上是海拔概念的最早运用。

 

天文建奇功

第三进展厅是两层仿古楼,楼下主题为“天文建奇功”。详细介绍郭守敬在天文研究方面的成就。如提出科学的制历思想,创造多种领先世界水平的天文仪器,进行规模空前的四海测验,编制出中国古代最精良的历法《授时历》。

《授时历》不仅是中国古代最优秀的历法,也是我国历史上90多部历法中行用时间最长的历法,1281年颁行,一直使用近400年到清初。郭守敬等人在《授时历》中,首次明确提出一回归年(太阳回归到黄道上同一点的时间)为365.2425日,与现在世界上通行的公历(格里高利历,1582年颁行)回归年数值一致。但领先格里历301年。即使与理论值相比,也才只差23秒。

制定历法,必须要有准确的天文实测数据。郭守敬认为“历之本在于测验,而测验之器莫先仪表”。为此他创制改进了13种天文仪器。这些仪器具有精致、灵巧、简便、准确的优点。例如,我国古代用圭表来度量日影长短。表是直立的标杆或石柱,圭是平放的尺,两者结合,根据正午时(日影正北)度量的表影可推定二十四节气,从表影长短的周期性可以确定回归年的日数。郭守敬把普通的八尺表增高为四丈的高表,来提高测影精度,又根据针孔成像的原理创制景符,以解决表高影淡的缺点。他还发明窥几,配合高表使用,可测量星月的“影长”。

然而最为后人推崇的是简仪,郭守敬将结构繁复的唐宋浑仪化为两个独立的观测装置,安装在一个底座上,1276年制成。上部是赤道装置,由四游环和重叠在一起的赤道环与百刻环组成,用于观测天体的赤道坐标;下部是地平装置,由立运环和地平环组成,用于观测天体的地平坐标。简仪较浑仪有十多项改革,是世界上最早制成的大赤道仪。明末来华的德国传教士汤若望见到郭守敬制造的仪器,赞不绝口,称他为“中国的第谷”。第谷(Tycho Brahe1546-1601)是丹麦天文学家,与弟子开普勒完成了鲁道夫(丹麦国王之姓)恒星星表的编制,其精度是当时最高的。第谷是西方最早使用赤道装置(1598)者,因此郭守敬被赞誉为“中国的第谷”。其实郭守敬比第谷制造同类仪器早300多年。应该说第谷是“欧洲的郭守敬”才确切。

郭守敬用自己的仪器,测定出黄道面(太陽绕地球旋转的轨道平面)与地球赤道面的交角为23度33分5秒3,只有1分多的误差。这样的精度在六七百年前的古代,真是了不起。

郭守敬在长期天文观测中,发现了前人没有命名的恒星1000余颗,编著有《星表》二册,是当时世界上收录恒星数目最多的星表。

1279年,郭守敬主持了“四海测验”,在各地设27个观测点。这些点分布着南起北纬15度,北到北纬65度,东起东经128度,西至东经102度的广大区域。这片区域南北长5500公里,东西宽2900公里。各观测点测出的地理纬度的平均误差为半度上下。这项 “四海测验”,是当时世界上范围最广、精度最高的纬度测量。比西方专门大规模测量纬度,早了600多年。遗憾的是,这一重大成果仅运用于历法的编制,却没有能用于地图测绘。

 

伟业照千秋

楼上为第四部分,主题是“伟业照千秋”。搜集了古今中外诸多专家学者科学家们对郭守敬的高度评价。

在科研和工程建设两方面都能做出杰出贡献的人,是十分稀少的,郭守敬就是这样的人,曾担任过“太史令”(主管天文历法)和“都水监”两大官职。晚年又被朝廷升任为“昭文馆大学士”,充分表明他的成就是多方面的。

郭守敬纪念馆总结了他辉煌成就,列出了一张表,这里照录如下:

郭守敬一生发明创造甚多,其中有20多项科技成就遥遥领先当时世界水平。

  1. 郭守敬等人主持的太史院,是当时世界上一流的天文台。

  2. 郭守敬主持的“四海测验”,是当时世界上最大规模的纬度测量。

  3. 郭守敬等人主持编制的《授时历》,是当时世界上最优秀的历法。

  4. 郭守敬等人在《授时历》中,首次明确提出一回归年为365.2425日,与现在世界上通行的公历回归年数值一致。

  5. 郭守敬著有《星表》二册,是当时世界上收录恒星数目最多的星表。

  6. 郭守敬创制的简仪,是世界上最早制成的大赤道仪。

  7. 郭守敬在简仪的构造中,最早发明和应用了滚柱轴承。

  8. 郭守敬创制的仰仪首次实现了低头看日食。

  9. 郭守敬创制的四丈高表,是当时世界上日影测验最精确的天文仪器。

  10. 郭守敬创制的正方案,是当时世界上最精确的定向仪器。

  11. 郭守敬创制的窥几首次实现了无影测影。

  12. 郭守敬创制的大明殿灯漏,是世界上第一台大型机械自鸣钟。

  13. 郭守敬创制的玲珑仪,集演示和观测为一体,是当今象仪的鼻祖。

  14. 郭守敬创制的天文仪器,所采用的规环刻度是古代测量仪器中最精确的。

  15. 郭守敬等人在传统会圆术(已知圆周,弓形的高和弦长,而求出弧长的一种方法)基础上,首次创立了弧矢割圆法。

  16. 郭守敬等人使用的“三次差内插法”,是当时世界上最好的天文数学计算方法。

  17. 郭守敬以海平面为基准,比较大都(今北京)与汴梁(今开封)的高程差,首次运用了海拔概念。

  18. 郭守敬首次以科学考察为目的,专程探寻黄河之源。

  19. 郭守敬在开凿通惠河中,完美的节水行舟法是世界水利史上的创举。

  20. 郭守敬精心规划改造京杭大运河,使运河实现全线贯通,成为中国开通京杭大运河的第一人。

    这些成就至今足以令中国人自豪。

     

    20张照片见

    http://blog.sina.com.cn/s/blog_a065430e0102z6i1.html

     

     




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