文丨《那些年》悅悅
在元朝的科學界,郭守敬絕對是排名第一的學術大咖。
他在古今中外都有一大幫鐵粉,英國科技史家李約瑟稱他為『中國科學史上最傑出的人物』。
他的名氣從地球傳到了月球,名字被國際天文學會用來命名小行星和月球上的一座環形山。
因此,著名科學家茅以升這樣評價他說:『郭守敬不僅在地上聞名,而且還在天上聞名』
那麼,郭守敬是怎樣成為元朝第一科學巨星的呢?
科學家的養成
雖然史書對郭守敬幼年經歷的記載隻是短短幾句,但是可以大概推斷出,他自小就受過非常良好的科學教育。
郭守敬字若思,順德邢臺人,『生有異操,不為嬉戲事』。
祖父郭榮精通五經、算術、水利。
當時劉秉忠、張文謙、張易、王恂這些儒士一起在紫金山學習,劉秉忠是忽必烈的重要謀士,精通易經、天文、地理、律歷等。
郭榮和劉秉忠是好友,所以他就把16歲的郭守敬送到劉秉忠門下學習深造。
這些師長不僅對郭守敬進行科學訓練,還對他之後的仕途有舉薦和提攜之功。
1251年,20歲的郭守敬還沒有出師,就參與了邢州城北的河道疏浚工程。
在他的規劃下,這項工程隻征調了400多名民工,幹了40多天,就順利完工。
時人元好問在《邢州新石橋記》中記錄下郭守敬的這一次『實習』經歷,並且稱贊他『習知水利』。
1262年,郭守敬得到張文謙的舉薦,到開平向忽必烈『面陳水利六事』,每奏一事,忽必烈都點頭稱是,並說:『辦事的人都像這樣,那就沒有白吃俸祿的了』
科學的精神:一部歷法影響後世
《授時歷》是郭守敬最重要的成就之一,在制定這部歷法的過程中,郭守敬的科學精神體現的淋漓盡致。
1276年,因為舊法《大明歷》已經沿用200多年,需要修正。
忽必烈決定頒行新的歷法,郭守敬成為主要制定者之一。
這次的任務非常艱巨,因為他面臨著諸多難題——
一、用創新解決測驗之難:郭守敬認為『歷之本在於測驗,而測驗之器莫先於儀表』。
而此時元朝能夠用於天文觀測的儀表要麼年久失修,要麼精度失調。
於是郭守敬在三年內就研制出簡儀、仰儀、玲瓏儀等十多種新的天文儀器。
他發明的『簡儀』是在傳統的渾天儀的基礎上改造完成的,不僅改變了基本機構,而且更加簡單實用,在測量方面也更加精確,是當時世界上最先進的天文觀測儀器。
二、用嚴謹解決觀測之難:1278年,為了掌握準確的觀測資料,郭守敬主持了一場全國規模的天文觀測活動——『四海測驗』,在全國建立了27個天文觀測點,派遣監候官14人分道而出,自己也跋涉千裡進行測驗,觀測范圍東起朝鮮半島,西至四川、雲南和河西走廊,南到南中國海,北到西伯利亞的廣大地域。
測驗完成後,郭守敬又整理了之前近900年的天文資料,從中選出可信數據,經過精確運算,得出一回歸年的長度是365.2425日。
它的精確度隻比地球繞太陽公轉一周的時間差了26秒,這個數據和當今世界通用的公歷相同,但是卻早了300多年。
四年後,這部歷法終於編成,被命名為《授時歷》。
三、用專註解決推廣之難:1281年,《授時歷》正式頒行。
但是,郭守敬的工作仍然沒有停止。
他又花費了四五年的時間,整理資料、潛心著書,先後完成《推步》《立成》《歷議擬稿》等天文歷書,使《授時歷》得以流傳後世,並且傳播到日本、朝鮮等地。
科學的歸宿:一個人影響一座城
科學從來不是陽春白雪,它的成果都要應用到實踐中。
1303年,朝廷昭告官員年滿七十者可申請並批準退休。
但是特別要求隻有郭守敬不享受此政策。
於是郭守敬的職業生涯直到1316年壽終正寢時才結束,算起來他已經為元朝效力半個多世紀。
而在他為官的絕大部分時間裡,他的主要工作就是從事水利工程建設,把科學應用到了澤被萬民的實踐中。
成就一:修復古渠,澤被一方
1264年,郭守敬隨張文謙至西夏。
成功修復了黃河流域古代遺留下的唐徠、漢延等古渠,恢復了引黃灌溉工程,灌田九萬餘頃,受到老百姓的交口稱贊。
成就二:綜合設計,澤被一城
1265年,郭守敬受任為都水少監,在他的建議和主持下,實現了永定河引水和白浮泉引水,解決了元大都城市發展和綜合供水的需要。
成就三:開通惠河,澤被後世
1291年,忽必烈決定疏通淤塞已久的大運河,並開鑿從天津到大都的水上通道。
郭守敬上書11項建議,提出工程方案。
忽必烈聽後非常高興,立即表示:『當速行之』,並且下令:『丞相以下皆親操畚《běn》鍤倡工』,『待守敬指授而後行事』。
從1292年開始,耗時一年多,終於完成了全部工程,定名『通惠河』。
通惠河的開通溝通了南北交通,讓漕運事業得到迅速發展,南北方的船運在大運河上往來如織,都城內商船雲集。
元大都成為世界上最繁華的國際都市很大程度上也得益於此。
1298年,元成宗召守敬至上都,商議再開新渠。
守敬認為新渠『山上洪水頻年暴下,非修建寬五十或七十步的大渠堰不可』。
相關部門不願多花錢,說郭守敬是誇大其詞,擅自把渠堰的寬度縮小了三分之一。
第二年大雨,山洪註下,渠小不能容納,淹沒人畜屋舍,幾乎漫及行宮。
成宗對宰相說:『郭太史真是神人,可惜沒有采納他的意見』
科學的傳承
元代的天文學家齊履謙曾這樣評價郭守敬:『公以純德實學為世師法,然其不可及者有三:一曰水利之學,二曰歷數之學,三曰儀象制度之學』。
郭守敬偉大的科學成就背後,是偉大的科學精神。
正是因為這樣的科學精神,才讓他的成就澤被千年,盛名震爍古今。
從2017年9月開始,『科學課』成為大多數小學的必修課,被列在和語數外同等重要的位置。
或許不是每個孩子都能成為科學家,但是當孩子們培養起這種科學的思維方式和習慣的時候,就會受用一生。