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​郭守敬制定出通行三百六十多年的授时历,比西方早了足足三百年

来历:讲前史2019-06-17 19:59:21责编:流星人气:
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【内容导读】郭守敬是元朝闻名的地理学家、数学家、水利工程专家 。早年师从刘秉忠、张文谦,郭守敬在地理、历法、水利和数学等方面都取得了超卓的成果。他自至元十三年(1276年)…

郭守敬是元朝闻名的地理学家、数学家、水利工程专家 。早年师从刘秉忠、张文谦,郭守敬在地理、历法、水利和数学等方面都取得了超卓的成果。他自至元十三年(1276年)起,受命修订新历法,历时四年,制定出了通行三百六十多年的《授时历》,成为其时国际上最早进的一种历法。

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郭守敬出生在一个学者的家庭里,郭守敬的爷爷郭荣博大精深,地理、数学、水利,无所不晓。在他的影响下,郭守敬从小就对科学和数学兴趣浓厚。郭荣很注重对孙儿的教育,不只教他书本上的常识,还常常带他到大自然中去参与实践活动,培育他的调查才能和着手才能。这对郭守敬日后的开展大有协助。

后来,郭守敬被爷爷送到故人刘秉忠家中学习进修,在那里,郭守敬认识了日后的挚友王恂。在《授时历》的编制过程中,王恂的劳绩也不行小觑

郭守敬的水利成果

元世祖忽必烈中统元年(1260),刘秉忠的老同学、其时任中书左丞的张文谦把郭守敬带到自己的身边作业,受命巡视台甫、彰德等路(今河北西南部和河南东北部区域),担任水利建设。郭守敬运用业余时刻进一步研讨莲花漏,还带着工匠,亲身着手拷贝了一台铜质莲花漏。两年今后,张文谦把他引荐给忽必烈。在忽必烈召见他的时分,郭守敬献上了这个莲花漏,一同提出了水利建设的6条建议。忽必烈很赏识他,提举他担任各路河渠的整修办理业务。至元元年(1264),他伴随张文谦到陕西、甘肃、宁夏一带,修正了唐来、汉延两条古渠。

至元十二年(1275),郭守敬受命踏勘黄淮平原地势和通航水路,一同树立“水站”(水上交通站)。自孟津(今河南孟津东南)以东,沿黄河故道,在方圆几百里内进行了地势测绘和水利规划作业,而且画成地图,逐个具体阐明。绘图过程中,他以海平面作为规范,开端运用地理学和测量学中重要概念——“海拔”。

郭守敬在水利方面的最大奉献是,开凿从大都到通州的一段运河(大运河其时只通到通州,即今北京通州区一带)。至元二十八年(1291),郭守敬提出了包含兴建大都运粮河在内的11条水利建议。第二年,他以太史令兼领都水监事,掌管了这项作业。这条长160里的运河和配套工程,仅用一年半时刻就悉数完结了,取名叫“通惠河”。南边的运粮船能够一向沿着大运河直达北京。京杭大运河至此悉数完结。

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编定《授时历》

至元十三年(1276),郭守敬被调到太史局,担任制定新历。元朝共同全国从前,运用的历法是《大明历》。《大明历》现已运用700多年了,跟其时的天象越来越不符,差错很大。所以刘秉忠从前提出过修正历法的建议,可是其时正在战役期间,一时还顾不上这件事。直到南宋消亡今后,忽必烈才决议建立专门机构修正历法,派郭守敬和王恂掌管这项作业。

在修历过程中,郭守敬提出了“历之本在于检验,而检验之器莫先于外表”的建议。为此,他首要集中精力研发新的地理仪器,他对旧有的仪器做了细心检查。他和工匠一同,研发了近20种地理仪器。其间最首要的有简仪、仰仪、圭表以及和它合作运用的景符等外表。

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简仪是依据浑天仪改制的。我国早在春秋战国时期就发明晰测定天体的浑天仪。今后,阅历代改善,有所开展。可是,在郭守敬之前,这个测天仪器存在着许多缺点。堆叠的圆环把许多天空区域遮住了,缩小了仪器的观测规模;一同,好几个环都有各自的刻度,读数体系杂乱,运用不方便。郭守敬在此基础上,针对浑天仪存在的缺点进行了斗胆的改造改造。

他保留了最必需的两个圆环体系,又把其间的一组分出来,改成另一个独立的仪器,而将其他圆环体系彻底撤销。这样一来,既不会再发作由于圆环数过多而讳饰星体的现象,所测得的二十八宿星距的方位也比较准确。由于这一仪器既准确又简略,故又称其为“简仪”。简仪的结构与现代的“天图式望远镜”基本上是共同的。在欧洲,像这样结构的地理仪器,直到18世纪才从英国流传开来。

仰仪是郭守敬首创的一种地理仪器。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。半球口上用一纵一横的两根竿子,架着一块小木板。板上开了一个小孔,孔的方位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,照射在所刻的线格上,这样便可测得太阳在天空中的方位。当发作日食时,仰仪面上的日像,也相应发作亏缺。因而,通过仰仪便能够直接调查到日食的方向、亏缺部分的巨细和各种食像的时刻。

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圭表是测定二十四节气的首要仪器。表是一根垂直于地上的标杆,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,就能够核算节气。旧圭表影边际不明晰,影长不准确。用来量长度的尺,一般只能核算到分,在核算时刻时,易发作差错。别的,它只能观测日影,而不能观测光弱的月、星的影子。

为了处理影界不清的问题,郭守敬一同创制了—个叫做“景符”的仪器,运用小孔成像的原理,使日光通过一个薄钢片上的小孔,再射到圭面,然后收到影界明晰的效果。研讨中,郭守敬发现按份额核算二十四节气时发作差错的重要原因之一是圭表的表影不长。所以,他把圭表的表高加大到40尺,比旧表增高5倍。

为了改善量取长度的技能,他又将本来只能量到“分”位的,别离说到“厘”位,尽量削减差错。郭守敬这些斗胆变革办法,使圭表的准确度提高了,基本上弥补了自唐宋以来圭表存在的缺点之处。这些仪器都有有用、简洁、灵活、准确的特色。惋惜原物都早已损毁,没有保存下来。

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郭守敬等人依据许多观测材料,并细心研讨了自西汉以来的70种历法,编制出了新历法——《授时历》。从至元十八年(1281)起,《授时历》开端在全国公布实施,运用时刻长达363年(1281~1643)。《授时历》也是我国古代精细的一部历法,和南宋杨忠辅制的《统天历》相同,以365.2425天作为一回归年,假如以小时核算,是365天5小时49分12秒,比地球绕太阳公转一周的实践时刻只差26秒,通过3320年后才相差一日,跟现在国际通用的公历(便是格里历)彻底相同。

别的,授时历在数学上也有很大的奉献。授时历使用招差术核算太阳、月亮以及五星逐日运转的状况,早于欧洲400年。1670年,英国地理学家格里高里最早对招差术作了在欧洲的初次阐明。

《授时历》编成今后,郭守敬集中精力从事著作,先后撰成《推步》、《立成》、《历议写稿》等地理书稿10多种,100多卷。这些书本,包含极点宝贵的两个星表,后来都失传了,具体内容现已无从知悉。仅《授时历经》、《授时历议》和简仪、圭表等几种仪器的结构和运用办法,由于载入《元史》,才得以保存下来。至于郭守敬创制的简仪和其他被后人称为“臻于精妙”的地理仪器,从前完好地保存到清初。可是在康熙五十四年(1715),却被西方传教士纪理安当报废铜毁掉了。

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能够说郭守敬是其时在我国,甚至在13世纪的整个国际,在地理学、水利工程、地理学、数学和机械工程等方面都是名列前茅的超卓科学家。

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