郭守敬(1231-1316),字若思,邢州邢台县(今河北省邢台市)人,元朝科学家。在水利、天文、数学等方面都有杰出的贡献。他主持编撰的《授时历》是中国历法推算体系的一次伟大创新,还在天文 观测仪器和水利工程技术实践等领域取得卓越成就,是中国古代科技发展的重要里程碑。
在七百多年前的元朝,战争的硝烟刚刚散去,元世祖忽必烈建立了一个疆域辽阔的大帝国。当时,老百姓种地全靠看天,可旧历法用了两百多年,误差越来越大,常常出现“惊蛰已过还结冰,霜降未到就落叶”的怪事;北方的河道也因为常年战乱堵塞,粮食运不进京城,连皇帝都发愁。就在这样的时代里,河北邢台出了个叫郭守敬的孩子,后来成了改变这一切的“科学奇人”。
郭守敬从小就和别的孩子不一样。他不爱捉迷藏、放风筝,反倒对天上的星星、地上的河流着了迷。十岁那年,祖父郭荣给他看了一本讲天文仪器的书,他盯着书中“浑仪”的插图,用竹篾一点点扎出了一个缩小版的模型,还在院子里堆起土台阶,每天晚上对着星空调试。看到书上说北宋有个叫燕肃的人发明了“莲花漏”计时器,他又照着图琢磨了好几天,用陶碗、竹管做了个简易版,居然真能准确计时,连祖父都忍不住称赞:“这孩子将来准能成大事!”
十三岁时,郭守敬被送到紫金山跟着大学问家刘秉忠学习。在这里,他认识了张文谦、王恂等志同道合的伙伴,他们常常一起在山顶观测星空,在河边勘察地形,被当地人称为“邢州五杰”。有一次,老师让他们测算某颗星星的位置,别的同学都在纸上画图,郭守敬却带着自制的竹制仪器爬到山顶,边观测边记录,算出的结果比书本上还精准。刘秉忠摸着他的头说:“做学问就得像你这样,既要读万卷书,更要行万里路。”
二十岁那年,郭守敬第一次展现出惊人的才能。邢台北郊有一座石桥,在战乱中被泥沙埋了几十年,没人知道它在哪儿。郭守敬沿着河道上下游勘察,根据水流的痕迹和两岸的地势,在一片荒草丛生的地方插了根竹竿说:“桥基就在这下面。”村民们半信半疑地开挖,果然挖出了完好的桥桩。修复后的石桥让行人不再涉水过河,附近的百姓纷纷搬来居住,邢台的人口一下子增加了十倍。这件事让年轻的郭守敬声名远扬。
后来,郭守敬被推荐给忽必烈。当他带着自己改进的“莲花漏”计时器面见皇帝时,这个水流均匀、计时精准的仪器,让见惯了粗陋计时器的大臣们惊叹不已。忽必烈当即任命他掌管全国的河渠事务,还笑着说:“有这样的能人,百姓就不用愁吃愁穿了!”
当时元朝用的《大明历》误差极大,常常耽误农时。忽必烈下令修订新历法,郭守敬主动请缨:“历法准不准,得靠实测说话。”他带着团队创制了十六种新仪器,其中“简仪”比西方类似的仪器早了两百年,“四丈高表”配上“景符”,能把冬至时刻的测量误差缩小到三分钟以内。为了获取准确数据,他还发起了“四海测验”,在全国设立二十七处观测站,从南海到西伯利亚,从朝鲜半岛到云南,收集了海量的天文数据。
经过四年努力,郭守敬和好友王恂一起编写出了《授时历》。这部新历法把一年定为365.2425天,和现在国际通用的公历一模一样,却比公历早了三百多年!更重要的是,《授时历》精准标注了二十四节气的时刻,比如清明播种、芒种插秧、霜降收粮,老百姓按着历法耕种,再也不用“看天猜时间”。有个老农捧着新历书激动地说:“有了这‘神仙历’,咱庄稼人再也不会误了农时,日子肯定越过越红火!”《授时历》一用就是三百六十年,成了中国古代最精准、使用最久的历法之一。
在治水方面,郭守敬的贡献更是让后人受益无穷。他三十多岁时去宁夏治理西夏河渠,那里的渠道在战乱中被毁坏,九万多顷良田变成荒地。郭守敬沿着黄河两岸徒步勘察,提出“因旧谋新”的办法——保留原有渠系,再修建新的闸堰调节水流。不到三个月,修复好的唐来渠、汉延渠就重新通水,荒芜的土地又长出了绿油油的庄稼,当地百姓为他建了“生祠”,逢年过节都去祭拜。
最让人称道的是郭守敬开凿通惠河的壮举。当时京城大都(今北京)的粮食全靠从江南运来,可通州到大都的这段路只能靠陆路运输,遇上雨天,粮食常常被泡坏,驴马也累死无数。郭守敬经过反复勘察,决定从昌平的白浮泉引水,沿着西山脚下修一条运河。他特意设计了“水闸连环”的办法,每十里建一座闸,通过开关闸门调节水位,让船只平稳通过地势落差。
工程动工后,郭守敬每天都泡在工地上,亲自测量、画图,连一块石头的摆放都要仔细叮嘱。有官员嫌他太较真,他却严肃地说:“治水是百年大计,差一分一毫都可能酿成大祸。”一年半后,全长一百六十多里的运河顺利通航,南方的粮船可以直接开到大都的积水潭。当忽必烈看到潭中船只密密麻麻、粮食堆积如山的景象时,高兴地赐名“通惠河”,还赏赐郭守敬一万二千五百贯钱。通惠河不仅解决了京城的粮食运输问题,还让南北的货物、文化得以流通,为北京成为后来的都城奠定了基础。
郭守敬活到八十六岁,一辈子都在和天文、水利打交道。他常对身边的人说:“做学问要踏实,治水要尽心,因为这两件事都关系着老百姓的饭碗。”七百多年过去了,月球背面有一座环形山以他的名字命名,太阳系里有一颗小行星叫“郭守敬”。每当我们翻开日历查看节气,每当北京的什刹海(当年的积水潭)迎来游船,人们总会想起这位七百年前的“科学奇人”——他用扎实的学问、务实的行动,把智慧变成了泽被后世的福祉,也告诉我们:真正的“奇人”,从来都是把百姓的需求放在心里,把科学的精神扛在肩上。
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