數學家郭守敬

郭守敬（1231年－1316年），字若思。邢州邢台縣（今河北省邢台市）人。元朝著名的天文學家、數學家、水利工程專家。早年師從劉秉忠、張文謙，官至太史令、昭文館大學士、知太史院事，世稱“郭太史”。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》等十四種天文曆法著作。

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郭守敬小時候家庭生活很富裕，在他祖父郭榮的熏陶下，他鑽研數學、天文學和水利。他的學習特點是對任何事物都好追根問底。更喜歡自己動手制作一些小型簡易的測量器具。他十五、六歲時，弄到一本石印《蓮花漏圖》，如獲至寶，愛不釋手，通宵達旦地鑽研起來。祖父察覺到孫子天資聰明，就把他送到紫金山，跟當時的學者劉秉忠、張文謙、王恂學習。他刻苦求學，進步很快，老師們都十分賞識。

1267年，元朝政府下令由郭守敬等修訂曆法。郭守敬提出建議，在修訂曆法前，對天象進行一次大規模的觀測，以便準确地根據數據科學的制訂出新的曆法來。觀測天象，首先要解決儀器問題。郭守敬除了修複部分舊儀器外，還創制了一些精密的儀器。他制造的儀器簡儀、圭表、候極儀、渾天儀、玲珑儀、仰儀等13種。為了去各地觀測的需要，他又繪制了一套便于攜帶的圖表。如：正方案、丸表、懸圖、異方渾蓋圖、仰規變規圖、導方渾蓋圖、日出入永短圖等。

郭守敬創制的天文儀器，不但在數量上、而且在精巧準确上都超過了先人的成就。渾天儀是古代用來測量日、月、星晨位置的儀器，但因構造不精，轉動不靈，郭守敬把它改制成簡儀，這是對渾天儀的大膽革新。簡儀結構簡單，刻度精密。清朝初年，西方傳教士湯若望來到中國，看到郭守敬制造的簡儀，十分敬佩，因為這個儀器比西方早三個世紀。他尊稱郭守敬為“中國的第谷”。第谷要比郭守敬晚了300餘年。

郭守敬的工作态度十分嚴謹，他先選擇了14位具有天文技術知識的官員分成幾個小組，攜帶輕便的儀器和圖表到全國各地去觀測天象。他們東到朝鮮，西到甘肅；北到今蘇聯的貝加爾湖，南到瓊崖。當時全國共設了22個觀測站。郭守敬坐鎮大都，運用各地報來的數據進行認真研究，精密計算。經過兩年的勤奮工作，于1280年在他領導下的一部新曆法《授時曆》修訂完成。過去的曆法不滿一天的尾數大都用分數來表示，這樣計算很複雜，但《授時曆》改用了小數，計算出一年為365.2425天，這和地球公轉周期隻差26秒，與現在世界上通用的格裡曆(即公曆)的一年周期相同，《授時曆》是1280年頒行的比格裡曆早了302年。郭守敬修訂的《授時曆》是以1280年的冬至作為推算起點，大膽地廢除了以往舊曆沿用的繁瑣推算方法。固而成為我國古代最好的一部曆法。

在水利方面，郭守敬的貢獻也是很大的。早在他年輕時，家鄉有條河因河道堵塞，洪水沖垮了堤壩，泥沙把一座石橋都淹沒了，縣裡決定治理這條害河。二十歲的郭守敬，自告奮勇地擔起了治河修橋的重任。他多次認真勘測，找到了原來的河道，選定了建橋地點。在他的精心設計下，邢台的老百姓隻用了四十多天的功夫，就疏通了河道，重建了石橋。治服了水患，便利了交通，真乃自古英雄出少年!當元朝建都于大都(今北京)以後，為了把江南的糧食，物資運到京城，征集了民工開挖了濟州河和會通河，連通了由杭州到通州縱貫南北的大運河。但從通州到北京的這一段仍需要陸運。如果碰上刮風下雨，道路泥濘，行走十分困難。當時許多人都想修通這一段運河，但都因水源困難，沒有成功。又是郭守敬迎難而上。他經過勘查，發現昌平東南的山下有一個白浮泉，水量很大，可做新開運河的水源，但需要改變白浮泉的流向，這是一項十分困難艱巨的工程，郭守敬經過認真勘察，認真設計，改變了白浮泉的流向。

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郭守敬在這條從通州到北京的運河上，設置了若幹壩和可以升降的水閘(每隔十裡設水閘一道)。這樣科學地控制了全流程的水量，使大小船隻都能順利通行。用了三年功夫，工程全部完工。從此，南方的運糧大船就可以直達大都了。忽必烈高興地命名這條河為“通惠河”。

郭守敬在天文、曆法、水利和數學等方面都取得了卓越的成就。 他自至元十三年（1276年）起，奉命修訂新曆法，曆時四年，制訂出了通行三百六十多年的《授時曆》，成為當時世界上最先進的一種曆法。為修訂曆法，郭守敬還改制、發明了簡儀、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内的古渠，更立閘堰，使當地農田得到灌溉。至元二十八年（1291年），郭守敬任都水監，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，發展了南北交通和漕運事業。

1970年，國際天文學會以郭守敬的名字為月球上的一座環形山命名為“郭守敬環形山”。 1977年3月，國際小行星中心将小行星2012命名為“郭守敬小行星” 。中科院國家天文台也将國家重大科技基礎設施LAMOST望遠鏡命名為“郭守敬天文望遠鏡”。

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