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郭守敬（元代科學家）

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郭守敬

本詞條是多義詞，共2個義項

元代科學家

郭守敬（1231年－1316年），字若思。邢州邢臺縣（今河北省邢臺市）人。元朝著名的天文學家、數(shù)學家、水利工程專家。官至太史令、昭文館大學士、知太史院事，世稱“郭太史”。

郭守敬在天文、歷法、水利和數(shù)學等方面都取得了卓越的成就。自至元十三年（1276年）起，他與許衡、王恂等奉命修訂新歷法，歷時四年，制訂出《授時歷》，成為當時世界上最先進的一種歷法，通行三百六十多年。為修訂歷法，郭守敬還改制、發(fā)明了簡儀、高表等十二種新儀器。

至元元年（1264年），郭守敬奉命修浚西夏境內(nèi)的古渠，更立閘堰，使當?shù)剞r(nóng)田得到灌溉。至元二十八年（1291年），郭守敬任都水監(jiān)，負責修治元大都至通州的運河，耗時一年，完成了全部工程，定名通惠河，發(fā)展了南北交通和漕運事業(yè)。

1970年，國際天文學會以郭守敬的名字為月球上的一座環(huán)形山命名為“郭守敬環(huán)形山”。 1977年，國際小行星中心將小行星2012命名為“郭守敬小行星” 。中科院國家天文臺也將國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施LAMOST望遠鏡命名為“郭守敬天文望遠鏡”。

元仁宗延祐三年（1316年），郭守敬逝世，享年八十六歲。著有《推步》《立成》等十四種天文歷法著作。

基本信息

別名	郭若思郭太史
所處時代	元朝
出生日期	1231年
出生地	邢州邢臺縣
去世日期	1316年

展開

大事件

出生

約1231年

金哀宗正大八年（1231年）生于邢州的邢臺縣（今河北邢臺）

被忽必烈任命為提舉諸路河渠

約1262年

中統(tǒng)三年（1262年）被忽必烈任命為提舉諸路河渠，掌管各地河渠的整修和管理工作。

西夏治水

約1264年

至元元年（1264年），在張文謙的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，奉命修浚西夏境內(nèi)的唐來、漢延等古渠，更立閘堰，使當?shù)氐霓r(nóng)田得到灌溉，受到西夏百姓的愛戴。

制訂《授時歷》

約1276年

至元十三年（1276年）起，奉命修訂新歷法，歷時四年，制訂出了通行三百六十多年的《授時歷》，成為當時世界上最先進的一種歷法。

修治元大都至通州的運河

約1291年

十八年（1291年），郭守敬任都水監(jiān)，負責修治元大都至通州的運河，耗時一年，完成了全部工程，定名通惠河，發(fā)展了南北交通和漕運事業(yè)。

升任昭文館大學士，兼知太史院事

約1294年

至元三十一年（1294年），郭守敬任昭文館大學士，兼知太史院事。

逝世

約1316年

元仁宗延祐三年（1316年），郭守敬逝世，享年八十六歲。

人物生平

人物簡介

郭守敬，邢臺人，元代大科學家。他以畢生精力在天文、水利、數(shù)學、測繪，以及儀器儀表制造等方面創(chuàng)造了許多奇跡。

學習經(jīng)歷

郭守敬于金哀宗正大八年（1231年）生于邢州的邢臺縣（今河北省邢臺市信都區(qū)）。郭守敬父親的情況史傳未載，有可能是早逝。他是由祖父郭榮撫養(yǎng)成人的。

郭榮是金、元之際一位頗有名望的學者。郭守敬幼承祖父郭榮家學，精通五經(jīng)，熟知天文、算學，擅長水利技術(shù)。在郭榮的教養(yǎng)下，郭守敬從小勤奮好學，在少年時代就養(yǎng)成了很強的動手能力。郭守敬十五六歲時，曾根據(jù)書上的一幅插圖，用竹篾扎制出一架測天用的渾儀，而且還堆土做了一個土臺階，把竹制渾儀放在上面，進行天文觀測。他還曾根據(jù)北宋燕肅一幅拓印的石刻蓮花漏圖，弄清了這種可以保持漏壺水面穩(wěn)定的、在當時頗為先進的計時儀器的工作原理。

當時，忽必烈（即后來的元世祖）的重要謀士、學者劉秉忠因居父喪，正于邢臺西南的紫金山中結(jié)廬讀書，從學的人有著名學者張文謙、張易、王恂等人。郭榮與劉秉忠交好，便將少年郭守敬送到劉秉忠門下深造。劉秉忠精通經(jīng)學和天文學，郭守敬在他那兒獲得了頗多的教益。

蒙哥汗八年（1251年），劉秉忠被當時總領(lǐng)漠南漢地事務(wù)的忽必烈召入幕下。劉秉忠離開邢臺后，把郭守敬介紹給了張文謙。

郭守敬成年不久后，受命來安撫邢臺一帶地方的脫兀脫和劉肅等，發(fā)起了整治開挖水流河道的工作，并專門聘請郭守敬承擔工程的規(guī)劃設(shè)計。郭守敬根據(jù)家傳學問，再加上認真的調(diào)查勘測，很快就弄清了因戰(zhàn)亂而破壞了的河道系統(tǒng)。隨后的疏浚整治工程，使蔓延的水澤各歸故道，并且在郭守敬的指點之下一舉挖出已被埋沒了近三十年的石橋遺物。這項工程受到了時人的傳頌，文學家元好問曾專門為此寫了一篇《邢州新石橋記》，文中的郭生指的就是年輕的郭守敬。

中統(tǒng)元年（1260年），忽必烈在開平府（后稱上都）即位，命張文謙到大名路（今河北大名一帶）等地擔任宣撫司的長官，郭守敬也跟隨張文謙一同前往學習。郭守敬所到之處，做了許多河道水利的調(diào)查勘測工作。他還在大名召集匠人，鼓鑄了一套他少年時所探究的蓮花漏。大概他把作為裝飾性的蓮花作了改動，因此改稱為寶山漏。

西夏治水

郭守敬銅像

中統(tǒng)三年（1262年），因時任左丞的張文謙的推薦，郭守敬在開平府受到元世祖忽必烈召見，他面陳關(guān)于水利的建議六條，每奏一事，忽必烈都點頭稱是，對他頗為贊賞。隨即被忽必烈任命為提舉諸路河渠，掌管各地河渠的整修和管理工作。

中統(tǒng)四年（1263年），朝廷加授郭守敬銀符，升其為副河渠使。

至元元年（1264年），郭守敬與唆脫顏前往西夏（今甘肅東部、寧夏、內(nèi)蒙西部一帶）地區(qū)視察河渠水道。數(shù)月后，張文謙又作為朝廷的代表治理西夏。郭守敬在張文謙的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，奉命修浚西夏境內(nèi)的唐來、漢延等古渠，更立閘堰，使當?shù)氐霓r(nóng)田得到灌溉，受到西夏百姓的愛戴。當?shù)匕傩赵谇^上為他建立生祠。

至元二年（1265年），升任都水少監(jiān)。

至元十二年（1275年），丞相伯顏南征，打算建立水運站，命郭守敬視察河北、山東一帶可通舟行船的地方，并繪圖奏報。

制定新歷

郭守敬紀念館中的大型陶瓷壁畫

至元十三年（1276年），都水監(jiān)并入工部，郭守敬任工部郎中。同年，忽必烈根據(jù)劉秉忠生前建議，命張文謙等主持修訂新歷，郭守敬與王恂受命率南北日官進行實測，提出了“歷之本在于測驗，而測驗之器莫先儀表”的正確主張。

至元十六年（1279年），太史局擴建為太史院，王恂任太史令，郭守敬任同知太史院事。等到進呈所制儀表時，對忽必烈詳加解說，直到日暮，忽必烈仍未疲倦。同年，在郭守敬的領(lǐng)導(dǎo)下開展了全國范圍的天文測量，后世稱之為“四海測驗”。

至元十七年（1280年），《授時歷》告成，此書為中國歷史上一部精良的歷法。

至元十八年（1281年），王恂去世，郭守敬承擔太史院的全部工作，同時陸續(xù)整理成《推步》、《立成》等多種著作。

至元二十三年（1286年），升任太史令。

開鑿?fù)ɑ莺?/div>

至元二十八年（1291年），有人建議利用灤河和渾河溯流而上，作為向上都運糧的渠道。忽必烈不能決斷，派遣郭守敬去實地勘查。郭守敬探測到中途，就已發(fā)現(xiàn)這些建議不切實際。他乘著報告調(diào)查結(jié)果的機會，提出了許多新建議。其中包括大都運河新方案。忽必烈覽奏后，非常高興，特別重置都水監(jiān)，由郭守敬任領(lǐng)都水監(jiān)事一職。

至元二十九年（1292年）春，運河工程動工，開工之日忽必烈命丞相以下官員一律到工地勞動，聽郭守敬指揮。此舉雖然只是個象征，但卻反映了忽必烈對這條運河的重視程度和郭守敬在水利方面的權(quán)威。郭守敬領(lǐng)導(dǎo)并開辟了大都（今北京市市區(qū)）的白浮堰，開鑿了由通州到大都積水潭（今北京什剎海）大運河最北的一段——通惠河的修建工程。他不僅根據(jù)大都的地形地貌解決了通惠河的水源問題，而且按地形地貌變化及水位落差，在運河中設(shè)閘壩、斗門，解決了河水的水量和水位。

至元三十年（1293年）七月，通惠河成。忽必烈從上都（今內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正藍旗草原）回到大都，路過積水潭，見其上“舳艫敝（蔽）水”，大悅，親賜名為通惠河，并賜郭守敬鈔一萬二千五百貫，命他仍以太史令職兼提調(diào)通惠河漕運事。

聲望益高

至元三十一年（1294年），郭守敬任昭文館大學士，兼知太史院事。

大德二年（1298年），有人提議在上都西北的鐵幡竿嶺下，開出一條宣泄山洪的渠道，向南通往灤河。元成宗鐵穆耳把郭守敬召到上都商議。郭守敬根據(jù)地勢和歷年山洪資料，指出這條宣泄山洪的渠道要寬到五十步至七十步（約80~115米）。但經(jīng)辦此事的人認為郭守敬太夸大事實了，就把他定的寬度縮減了三分之一。誰知次年山洪暴發(fā)時，果然因渠道太窄，泛濫成災(zāi)，還險些沖及成宗的行帳。成宗在避水時嘆道：“郭太史真是神人吶，可惜沒有聽他的話！”

耄耋而逝

大德七年（1303年），成宗下詔，凡年滿七十歲的官員皆可退休，唯獨郭守敬，因為朝廷還有工作依靠他，不準退休。由此形成了一個新例：太史院的天文官都不退休。

元仁宗延祐三年（1316年），郭守敬去世，享年八十六歲。

主要成就

數(shù)學方面

發(fā)明正確的處理三次差內(nèi)插法方法：自隋代劉焯以來，天文學家使用二次差內(nèi)插法來計算日、月等各種非均速的天體運動。但實際上唐代天文學家已發(fā)現(xiàn)，許多運動用二次差來計算是不夠精確的，必須用到三次差，但關(guān)于三次差內(nèi)插公式卻一直沒有找到，只能用一些近似公式來代替。《授時歷》發(fā)明了稱之為招差法的方法，解決了這個三百多年未能解決的難題。而且，招差法從原理上來說，可以推廣到任意高次差的內(nèi)插法，這在數(shù)據(jù)處理和計算數(shù)學上是個很大的進步。

發(fā)明弧矢割圓術(shù)：天文學上有所謂黃道坐標、赤道坐標、白道坐標等等的球面坐標系統(tǒng)。現(xiàn)代天文學家運用球面三角學可以很容易地將一個坐標系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)換算到另一個系統(tǒng)中去。中國古代沒有球面三角學，古人是采用近似的代數(shù)計算方法來解決問題的。《授時歷》采用的弧矢割圓術(shù)，將各種球面上的弧段投射到某個平面上，利用傳統(tǒng)的勾股公式，求解這些投影線段之間的關(guān)系。再利用宋代沈括發(fā)明的會圓術(shù)公式，由線段反求出弧段長股關(guān)系的方法是完全準確的。它們與現(xiàn)今的球面三角學公式在本質(zhì)上是一致的。

廢除上元紀年：改用至元十八年（1281年）天正冬至（即至元十八年開始之前的那個冬至時刻，實際上在至元十七年內(nèi)）為其主要起算點。其他各種天文周期的歷元，均推算出與該冬至時刻的差距，稱為相關(guān)的“應(yīng)”。由此形成一個天文常數(shù)系統(tǒng)。在這個天文常數(shù)系統(tǒng)中，《授時歷》提出了七應(yīng)（氣應(yīng)、轉(zhuǎn)應(yīng)、閏應(yīng)、交應(yīng)、周應(yīng)、合應(yīng)、歷應(yīng)）。

以萬分為日法：古代的天文數(shù)據(jù)都以分數(shù)形式來表示。但這種分數(shù)方式難以立即比較數(shù)值的大小，在歷法計算中又需作繁雜的通分運算，很不方便，而且隨著天文數(shù)據(jù)測定的進步，古人實際上已逐漸明白，無法用一個分數(shù)來完全準確地表達這個數(shù)據(jù)的值。因此，從唐代開始就有人企圖打破分數(shù)表達法的傳統(tǒng)。南宮說于唐中宗神龍元年（705年）編的《神龍歷》即以百進制為天文數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。曹士蒍于唐德宗建中年間（780年－783年）編的《符天歷》更明確提出以萬分為日法。但《神龍歷》未獲頒行。《符天歷》只行于民間，被官方天文學家貶稱為小歷。到《授時歷》中始以宏大的革新精神，斷然采用以萬分為日法的制度，使天文數(shù)據(jù)的表達方式走上了簡潔合理的道路。

以上這些計算方法上的成就，主要應(yīng)當歸功于王恂，但是，其他學者也為此付出了勞動。特別由于郭守敬是《授時歷》的最后整理定稿者，使這些突出的天文學、數(shù)學成就得彰后世，故其功不可沒。

光學方面

郭守敬在創(chuàng)造的景符、仰儀等天文儀器中反復(fù)運用了針孔成象原理，這在中國光學史上也是比較突出的成就，體現(xiàn)了中國古代較高的光學知識應(yīng)用能力。

水利學方面

?治水經(jīng)驗

郭守敬治水成功的經(jīng)驗有很多，主要有三方面：

郭守敬的正確指導(dǎo)思想，是治水成功的前提條件。郭守敬在治水過程中，始終貫徹灌溉、防洪、漕運三位一體的指導(dǎo)思想，取得了良好的效果。

郭守敬躬行實踐的精神，是治水成功的決定條件。郭守敬一生從事興修水利事業(yè)，不畏艱難，注重調(diào)查，勤于實踐，為后人所推崇。

郭守敬執(zhí)著進取的精神，是治水成功的重要條件。郭守敬在從事水利和建設(shè)過程中，具有不怕失敗、鍥而不舍、執(zhí)著進取的精神，使他在水利工程建設(shè)上取得了顯著的成就。

?西夏治水

郭守敬于西夏治水（連環(huán)畫）

西夏末年，因蒙古與西夏連年征戰(zhàn)，水利設(shè)施遭到嚴重破壞，田地荒蕪，百姓四處逃難，久負盛名的塞北江南變得瘡痍滿目。

至元元年（1264年），張文謙以中書左丞的身份巡視西夏，全面負責西夏治水工作，時任副河渠使的郭守敬隨其前往，視察水利。郭守敬來西夏后沿黃河兩岸勘察地勢水情，走訪百姓，繪制地圖，并提出“因舊謀新、更立閘堰”的方案（即在疏浚舊渠故道的基礎(chǔ)上增開新渠、在渠首建閘壩）。忽必烈審批后付諸實施。郭守敬率領(lǐng)民工開挖、疏浚原有河道，修堤建壩，在不到一年的時間里，修復(fù)了長達四百余里的唐來渠和長達二百五十余里的漢延渠以及正渠十余條、大小支渠六十八條，同時更立閘壩，以有效控制進渠水量，圓滿完成了疏浚修復(fù)河渠的任務(wù)。郭守敬堅持不懈的努力，使西夏河渠皆通其利，數(shù)萬頃農(nóng)田得到了及時灌溉。西夏人民為了感謝郭守敬，在渠上建了郭氏生祠，并立碑記錄了此事。

至元二年（1265年），郭守敬自西夏返回中都途中，特地乘舟順河而下，經(jīng)四晝夜至東勝（今內(nèi)蒙古托克托），以自己親身試航成功證明了此段黃河可以漕運。同時，他還考察了查泊、兀郎海（今內(nèi)蒙古烏梁素海）一帶，認為這里的許多古渠修復(fù)后可以利用，并將此事上奏元世祖忽必烈，得到忽必烈的稱贊。至元四年（1267年），忽必烈采納郭守敬的建議，下令在中興州至東勝黃河段上設(shè)立了十處水上驛站。此段漕運的開辟和水上驛站的設(shè)置，便利了西夏糧食外運，改善了西夏與上都、大都間的交通，加強了西夏故地與元朝中央的聯(lián)系。

?大都治水（設(shè)計通惠河）

元朝定都大都（今北京），為保證物資供應(yīng)，從南方調(diào)運大批糧食到大都，大運河是南北交通的重要水路。但大運河只通到通州（今北京通州），從通州到北京，全靠陸路運輸。在陰雨連綿的季節(jié)，人畜的疾病死亡和糧食霉爛糟踏非常嚴重，運輸效率極低。因此，自金朝起，人們就力圖開鑿一條從通州直達京城的運河，以解決運糧問題。

早在元世祖中統(tǒng)三年（1262年）郭守敬初見忽必烈時所提的六項水利工程計劃中，第一項提的就是此事。他計劃把清河的上源中，從玉泉山涌出后東流，經(jīng)甕山（今萬壽山）南面的甕山泊（今昆明湖的前身）再向東的那一支流改道向南，注入高粱河，再進入運河。這項計劃曾經(jīng)實施。但因只是一泉之水，只能用于增加大都城內(nèi)湖池宮苑的用水量，對航運則無裨益。

至元二年（1265年）以后，郭守敬從西夏回京，又提出了修運河的第二個方案。這個方案是利用金人所開渾河的口子，只是另在金人運河的上游開一道分水河，引回渾河。當河水暴漲，危及下游時，就開放分水河閘口，解除對大都城的威脅。同時考慮到渾河水攜來的泥沙問題，他撤去了運河上的閘壩，以使泥沙自然運走。這種設(shè)想固然有其道理，但大都到通州運河段的水位下降梯度，雖比大都以上的運河段梯度較小，卻仍然是相當大的，沒有閘壩控制，巨大的糧船就無法逆流而上。因此，這個方案在至元十三年（1276年）實施完成以后，只對運河兩岸的農(nóng)田灌溉及放送西山砍伐木料的作業(yè)有所幫助。

此后，郭守敬總結(jié)了兩個方案失敗的教訓，并在大都周圍仔細地勘測水文和地形起伏情況。只是由于他又被調(diào)去修《授時歷》，才將此事擱置。

至元二十八年（1291年），有人建議利用灤河和渾河溯流而上，作為向上都運糧的渠道。忽必烈不能決斷，派郭守敬去實地勘查。郭守敬探測到中途，就已發(fā)現(xiàn)這些建議不切實際。他乘著報告調(diào)查結(jié)果的機會，提出了許多新建議。其中第一個就是他已籌劃多年的大都運河新方案。

這個方案利用他第一次方案中鑿成的把甕山泊流出的一支清河上源引向南面高粱河的河道。為了進一步擴充水源，又把昌平縣神山（今稱鳳凰山）腳下的白浮泉水引入甕山泊。此后，河水并不徑直南下，而是反向西引到西山腳下，再沿西山往南，沿途攔截所有原來從西山向東流入沙河、清河的泉水，使匯成流量可觀的水渠，再經(jīng)高粱河進入流向通州的運河。因為這些都是清泉水源，泥沙很少，運河下游可以無顧慮地建立船閘，使糧船平穩(wěn)上駛。郭守敬提出開挖大運河的建議后很快就被忽必烈采納，于至元二十九年（1292年）春天動工。

整個工程只用了一年半時間，全長一百六十多華里的運河連同全部閘壩工程就完成了。這條運河被命名為通惠河。而自昌平到甕山泊的一段又特稱白浮堰。從此以后，南來的船舶可直駛到大都城中，作為船舶終點碼頭的積水潭上登時桅檣如林，熱鬧非凡。通惠河不但解決了運糧問題，而且促進了南貨北銷，繁榮了大都城的經(jīng)濟。

通惠河工程從技術(shù)上來說最突出的是白浮堰線路的選擇。白浮泉的發(fā)源地海拔約六十米，高出大都城地勢最高的西北角約十米。但因兩者之間隔有沙河和清河兩條河谷地帶，它們的地勢都在五十米以下，甚至還不到四十五米。因此，如從白浮泉直線南下，則泉水勢必沿河谷東流而下，進不了運河。如果用架渡槽的辦法，則也只能引白浮一泉之水，起不了多大作用，卻費工甚巨。而郭守敬所選的線路，雖然迂回，卻保持了河道較小的水位落差梯度，且可攔截沿途所經(jīng)的諸多水源，使流入運河中的水能有較大的水量。因為從神山到大都城的直線距離有六十多華里（三十多公里），在這么長的路程上地形有幾米的起伏那是很微小的。從這里可以看出，郭守敬的地形測量技術(shù)實在是很高超的。當代許多地理學家考察了白浮堰線路之后，對郭守敬的成就無不交口贊譽。

天文學方面

?編制《授時歷》

天文觀測

郭守敬運用他改進、創(chuàng)造的天文儀器，進行了許多精密的天文觀測，從而使《授時歷》的編制有了可靠的觀測基礎(chǔ)。他所從事和領(lǐng)導(dǎo)的觀測項目甚多，如冬至時刻、二十八宿距度和星表、四海測驗、黃赤交角以及一些歷元時刻的測定，其中大部分數(shù)據(jù)都是中國古代歷法史上最精確的，或近于最佳的。其中較為知名的即為四海測驗。

四海測驗

郭守敬畫像

至元十六年（1279年），郭守敬向元世祖忽必烈提議：如今元朝疆域比之前大了很多，不同地區(qū)日出日落晝夜長短時間不同、各地的時刻也不同，舊的歷法已經(jīng)不適用了，因此需要進行全國范圍的天文觀測以編制新的歷法。忽必烈接受了郭守敬的建議，派監(jiān)候官十四人分道而出，分別在二十七個地方進行天文觀測，后世稱之為“四海測驗”。

郭守敬從上都（今多倫）、大都（今北京）開始歷經(jīng)河南轉(zhuǎn)抵南海跋涉數(shù)千里，親自參加了這一路的測驗。在其中的6個地點，特別測定了夏至日的表影長度和晝、夜的時間長度；測出的北極出地高度平均誤差只有0.35；新測二十八宿距度，平均誤差還不到5'；測定了黃赤交角新值，誤差僅1'多；取回歸年長度為365.2425日，與現(xiàn)今通行的公歷值完全一致。這些觀測的結(jié)果，都為編制全國適用的歷法提供了科學的數(shù)據(jù)。

編制歷法

在《授時歷》創(chuàng)作中，郭守敬雖然有專業(yè)分工，他負責制器和測驗，但與整個創(chuàng)作中的其他部分以及總體工作，并非全然無關(guān)。《授時歷》的編制是一件規(guī)模較大的集體工作。工作中既有專人分工負責，也有重大問題的集體討論。《元史》作者除了在王恂、郭守敬的列傳中記敘了改歷之事外，還在許衡、楊恭懿等人的列傳中也作了相當篇幅的敘述。這些敘述中都透露出《授時歷》編撰工作的集體性。按照當代科學史家錢寶琮的觀點，甚至可認為，早在劉秉忠、張文謙、張易等人同學的時代，他們就對歷法問題有過許多探討。

在估價集體工作的體制下郭守敬的作用時，應(yīng)注意的是：一方面，郭守敬所分工負責的任務(wù)一定會吸收別人的智慧和勞動。例如，關(guān)于全天恒星星表的測定就不是哪一個人所能獨力完成的。至于在測定七應(yīng)的工作中，也離不開歷法的推算和對數(shù)據(jù)的處理。另一方面，則應(yīng)該肯定在整個歷法的創(chuàng)新和改革中，也凝結(jié)著郭守敬的貢獻和智慧。在新歷頒行后不久主要骨干王恂等人因先后去世或辭歸，唯剩下郭守敬繼續(xù)工作，一人整理了《授時歷》全部文稿。因此郭守敬功不可沒。這也就是后人把《授時歷》的成就都歸于郭守敬的重要原因。

《授時歷》推算出的一個回歸年為365.2425天，即365天5小時49分12秒，與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的實際時間只差26秒鐘，和現(xiàn)在世界上通用的《格里高利歷》（俗稱陽歷）的周期一樣，但《格里高利歷》是1582年（明萬歷十年）開始使用，比郭守敬的《授時歷》晚三百多年，在國際上產(chǎn)生了一定的影響。

地理學方面

郭守敬雕塑

郭守敬曾提出，以海平面作為基準，比較大都（今北京）和汴梁（今河南開封）兩地地形高下之差，這是地理學上的一個重要概念“海拔”的創(chuàng)始。

郭守敬在西夏水利工程結(jié)束后曾溯黃河之流而上，探尋黃河的發(fā)源地。由此他成為以科學考察本身為目的，專程探求黃河河源的先驅(qū)者。他的探查結(jié)果沒有記載流傳下來。現(xiàn)今傳世的第一部河源考察成果專著為都實所撰的《河源記》，此是至元十七年（1280）都實奉忽必烈之命專程考察河源的紀實。先前郭守敬的考察對都實肯定有相當?shù)挠绊憽?/span>

改制發(fā)明

天文儀器制造

簡儀

郭守敬為完成《授時歷》工作創(chuàng)制了十二件天文臺上用的儀器，四件可攜至野外觀測用的儀器，其名載于齊履謙所撰《知太史院事郭公行狀》中，分別為簡儀、高表、候極儀、渾天象、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符、窺幾、日月食儀以及星晷定時儀十二種（但史書記載中合計儀器總數(shù)為十三件，有的研究者認為末一種或為星晷與定時儀兩種）。而四件可攜式儀器，齊履謙也在《知太史院事郭公行狀》全部羅列，分別為正方案、丸表、懸正儀、座正儀。這十六件儀器中，有九件在《元史·天文志》有較詳細記載：簡儀、候極儀、立運儀、渾象、仰儀、高表、景符、窺幾和正方案。其中僅正方案被稱為可攜式儀器。其中主要的是簡儀、赤道經(jīng)緯和日晷三種儀器結(jié)合利用，用來觀察天空中的日、月、星宿的運動，改進后的儀器不受儀器上圓環(huán)陰影的影響。高表與景符是一組測量日影的儀器，是郭守敬的創(chuàng)新，把過去的八尺改為四丈高表，表上架設(shè)橫梁，石圭上放置景符透影和景符上的日影重合時，即當?shù)厝罩袝r刻，用這種儀器測得的是日心之影，較前測得的日邊之影更加精密，這是時刻儀器上一個很大的改進。

而在創(chuàng)編《授時歷》工作前后，郭守敬還制造并創(chuàng)作了一些天文儀器，其中多數(shù)是計時器或與計時器有關(guān)的儀器。工作前后制作的儀器有：

寶山漏；

大明殿燈漏（又稱七寶燈漏）；

靈臺水運渾天漏；

柜香漏；

屏風香漏；

行漏。

郭守敬部分發(fā)明

在這些儀器中，大明殿燈漏是中國第一架與天文儀器相分離的獨立的計時器，在中國鐘表發(fā)展史上具有重要的意義。

綜觀郭守敬一生制造的天文儀器，大多具有設(shè)計科學、結(jié)構(gòu)巧妙、制造精密、使用方便的特點，而且絕大多數(shù)都注意到儀器安裝的校正裝置。他的創(chuàng)作博得同時代和后世的高度贊揚。史稱為人高傲的王恂每見到郭守敬的新創(chuàng)作，皆為之心服。他所制造的部分儀器，后又于清初運回北京。后來在十八世紀康熙、乾隆年間的幾次工程中，把郭守敬的作品都當作銅材熔毀。

其它

郭守敬在簡儀上設(shè)計的赤道經(jīng)緯儀是世界上最早的赤道裝置，歐洲直到公元1598年才由丹麥天文學家第谷發(fā)明類似的裝置。

郭守敬在簡儀中使用了滾柱軸承，以使簡儀南端的動赤道環(huán)可以靈活地在定赤道環(huán)之上運轉(zhuǎn)。西方的類似裝置是在二百年后才由意大利科學家達·芬奇發(fā)明的。

個人作品

郭守敬與《授時歷》

郭守敬曾參與許衡、王恂等共同研訂制訂出了通行三百六十多年的《授時歷》，成為當時世界上最先進的一種歷法。據(jù)《元史·郭守敬傳》記載，郭守敬編撰的天文歷法著作有《推步》《立成》《歷議擬稿》《轉(zhuǎn)神選擇》《上中下三歷注式》《時候箋注》《修歷源流》《儀象法式》《二至晷景考》《五星細行考五十卷》《古今交食考》《新測二十八舍雜坐諸星入宿去極》《新測無名諸星》《月離考》等十四種，共105卷。

家族成員

關(guān)系	名稱	注記
祖父	郭榮，號鴛水翁	為金元之際一位頗有名望的學者，精通五經(jīng)，熟知天文、算學，擅長水利技術(shù)

后代

郭守敬的后代至今不知去向，據(jù)推測，這其中的主要原因應(yīng)該是因元明之際朝代更迭造成的。郭守敬的家鄉(xiāng)為河北邢臺縣皇寺鎮(zhèn)郭村，但至今未有一個郭守敬的后代到此地尋祖。在山東沂南縣南左泉村郭氏家族，經(jīng)過初步考證，并走訪邢臺縣皇寺鎮(zhèn)郭村以及郭守敬紀念館，認定沂南郭氏家族或為郭守敬后裔，有祖碑可供考證：守敬、守京祖于元末明初自北京椿樹胡同遷此。

史籍記載

齊履謙《元文類·卷五十·知太史院事郭公行狀》

蘇天爵《元朝名臣事略·卷九·太史郭公》

宋濂《元史·卷一百六十四·列傳第五十一》

朱軾《史傳三編·卷四十二·名臣傳三十四》

柯劭忞《新元史·卷一百七十一·列傳第六十八》

后世紀念

國際方面

1970年，國際天文學會以他的名字將月球背面位于134°W（西經(jīng)）、8°N（北緯）的環(huán)形山命名為“郭守敬環(huán)形山”。

1977年3月，國際小行星中心將小行星2012命名為“郭守敬小行星”。

國內(nèi)方面

紀念郵票

1962年12月1日，中國郵電部發(fā)行《中國古代科學家（第二組）》（紀92）8枚紀念郵票一套，介紹了蔡倫、孫思邈、沈括、郭守敬在造紙、醫(yī)藥、地質(zhì)、天文等方面所取得的成就，其中第7枚、第8枚為郭守敬半身像與他的發(fā)明簡儀。

紀念銀幣

郭守敬紀念銀幣

1989年，中國人民銀行發(fā)行了一枚郭守敬精制銀幣，該銀幣為中國杰出歷史人物金銀紀念幣系列第六組中之一枚。

望遠鏡

郭守敬望遠鏡

2010年4月17日，中科院國家天文臺的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“LAMOST望遠鏡”正式更名為“郭守敬望遠鏡”，以紀念其貢獻。

河北省邢臺市

河北省邢臺市最主要的一條街道被命名為“郭守敬大道”，以此來紀念郭守敬，后更名為“守敬北路”和“守敬南路”。

邢臺市郭守敬紀念館

郭守敬紀念館位于邢臺市的達活泉公園內(nèi)，始建于1984年，占地50000平方米，建筑面積4700平方米，主要建有郭守敬銅像、觀星臺、四個展廳、天文觀測臺等建筑設(shè)施和景點。先后被河北省旅游局定為河北省重點旅游單位；被河北省委、省政府命名為河北省愛國主義教育基地；被中國科協(xié)命名為全國科普教育基地；被科技部、中宣部、教育部、中國科協(xié)等國家四部委聯(lián)合命名為全國青少年科技教育基地。

據(jù)《邢臺縣志》記載：“太史郭守敬墓縣西北三十里。”但至今仍未找到確切方位。

2016年1月5日，邢臺市“十大金名片”評選結(jié)果揭曉，郭守敬、開元寺等被確定為“十大金名片”。

北京市

郭守敬紀念館位于北京市西城區(qū)德勝門西大街甲60號、什剎海西海北岸的匯通祠內(nèi)。建于1986年9月，紀念館占地面積近800平方米，建筑面積400平方米。紀念館辟有四個展廳，介紹了郭守敬的生平及其成就。

寧夏回族自治區(qū)

寧夏回族自治區(qū)建有郭守敬祠堂，以紀念他西夏治水的功績。

河南省登封市

河南登封保留有郭守敬所建的觀星臺。

人物評價

人物總評

郭守敬是十三世紀末、十四世紀初世界最偉大的科學家，他的科學成果不僅在中國，而且在全世界都是非常卓越的，郭守敬從事科學研究所體現(xiàn)出來的科學精神、科學思想、科學方法，更是反射著人類智慧的光芒。

郭守敬的一生主要是從事科學研究工作，在科學活動中，他精心觀察客觀事物的特點，從中掌據(jù)它們的發(fā)展規(guī)律；他能很好地發(fā)現(xiàn)和總結(jié)勞動人民的發(fā)明創(chuàng)造，從具體實踐中得到運用和提高；他善于從別人的經(jīng)驗教訓中吸取有用的東西，取長補短，使自已的科學研究事業(yè)逐漸趨于完善。但是，他從不滿足前人的現(xiàn)成經(jīng)驗，敢于大膽探索，富有創(chuàng)新精神。由于他孜孜不倦、刻苦鉆研、勤奮實干，所以在天文、歷法、水利和數(shù)學等方面都取得了卓越的成就。

歷代評價

忽必烈：任事者如此，人不為素餐矣。

許衡：天佑我元，似此人世豈易得？

鐵穆耳：郭太史神人也。

齊履謙：公以純德實學為世師法，然其不可及者有三，一曰水利之學，二曰歷數(shù)之學，三曰儀象制度之學。……及夫見用，觀其規(guī)畫之簡便，測望之精切，智巧不能私其議，群眾無以參其功。……嗚呼！其可謂度越千古矣。

利瑪竇：其（郭守敬的天文儀器）規(guī)模和設(shè)計的精美遠遠超過曾在歐洲所曾看到和知道的任何這類東西。這些儀器雖經(jīng)受了二百五十年的雨、雪和天氣變化的考驗，卻絲毫無損于它原有的光榮。

張燧：古歷《大衍》為精，一行和尚藏卻金針，世徒傳其鴛鴦譜耳。于是守敬獨得一法，曰弧矢圜算，如所謂橫弧矢，立弧矢，赤道變?yōu)辄S道，黃道變?yōu)榘椎勒撸顬閳@機活法。自此黃、赤、白三道之畸零可齊，而氣朔之差可定。此法不唯儒生不曉，而三百年來歷官亦盡不曉矣。今監(jiān)中有一書頗秘，名曰《歷源》者，郭氏作法根本，所謂“弧矢圜術(shù)”頗在焉。……雖然，今歷家自謂得其數(shù)矣，而歷家相傳之數(shù)，如歷經(jīng)立成通軌云云者，郭氏之下乘也，死數(shù)也；弧矢圜術(shù)云云者，郭氏之上乘也，活數(shù)也。死數(shù)，言語文字也；活數(shù)，則非言語文字也。得其活數(shù)，雖掀翻一部歷經(jīng)，不留一字，盡創(chuàng)新法，亦可以不失郭氏之意。得其死數(shù)，則挨墻傍壁，轉(zhuǎn)身一步倒矣。

柯劭忞：先正阮文達公（阮元）有言，推步之要，測與算二者而已。郭守敬簡儀、仰儀之制，前此言測候者未及也。垛積招差句股弧矢之法，前此言步算者弗知也。測之精，算之密，上考下求，若應(yīng)準繩，可謂集古法之大成，為將來之典要者矣。

參考資料

[1]

邢臺縣人物：郭守敬[引用日期2020-01-06]

[2]

郭守敬主要貢獻[引用日期2020-01-06]

[3]

郭守敬的主要成就有哪些？（3832字）[引用日期2020-01-06]

[4]

郭守敬的天文成就[引用日期2020-01-06]

[5]

郭守敬（元代大科學家）簡歷 - 名人簡歷 · 名人簡歷[引用日期2022-02-08]

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