來自700多年前的星辰“捕手”

來源:央視網 | 2025年03月26日 11:37
央視網 | 2025年03月26日 11:37
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撰稿:孫怡

央博:如果你是一位歷史學者,將如何評價郭守敬其人?

Deepseek:郭守敬是一位超越時代的實踐科學家。郭守敬的卓越在於以技術創新回應現實需求,同時推動科學認知邊界的拓展。他的工作不僅是元代科技鼎盛的縮影,更揭示了前現代中國科學發展的動力與瓶頸。其遺産既包括具體的科技成果,亦蘊含跨學科協作、實測驗證的科學精神——這些要素在當代依然具有深刻的借鑒價值。

很想用一句話概括郭守敬的成就。天文學家、水利專家,《授時歷》制定者、簡儀製造者,興修水利、開鑿通惠河,擁有以自己名字命名的小行星、月球環形山和天文望遠鏡……上述種種似乎還是無法概述郭守敬璀璨的人生。直到看到Deepseek給出的答案,才意識到:這位來自距今700多年前的元代科學家,他帶給今人的震撼正是來自於他“超越時代”的科學精神。

科學巨匠

郭守敬,元代科學家,他的功績卻與今人息息相關。

是他,主持修訂了在天文學中具有劃時代意義的《授時歷》。以365.2425日為回歸年長度(與現行公曆僅差不到26秒),足足領先了歐洲《格裏高利歷》300餘年;是他,在前人的基礎上,將天文儀器再創新,推動了天文觀測技術的標準化,部分設計理念甚至影響了後世歐洲儀器製造;是他,主持開鑿通惠河,解決了當時元大都(即北京)的漕運難題,通過水閘系統調節水位,展現了複雜地形下的工程統籌能力。

《授時歷》(複製品),北京郭守敬紀念館藏

《授時歷》(複製品),北京郭守敬紀念館藏

郭守敬還為數學與測量作出了奠基性貢獻。他將數學工具融入天文計算,如處理黃道與赤道坐標轉換,為後世球面天文學提供方法論基礎。由他發起的27處觀測點,即“四海測驗”,首次以科學的方法測繪出中國疆域,其規模遠超阿拉伯與歐洲同期類似項目。

觸摸星空

郭守敬的學生、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”。英國科技史學者李約瑟稱他為“中國科學史上最傑出的人物”,其研究成果標誌着中國傳統天文學的技術巔峰。

種種評價,足見古今中外對於郭守敬科學成就的讚揚,最為耀眼奪目的,便是其在天文學方面的的表現。郭守敬一生當中,發明改進過20多種天文儀器儀錶,簡儀就是其中的代表。

國人對宇宙的探索,歷史久遠。最早在戰國時代,就已經製造出了渾儀。該儀器結構較為複雜,是由一環套一環的同心圓環構成,好像一個鏤空的球體,這些圓環分別代表地平圈、子午圈、赤道圈、赤經圈、黃道圈和白道圈。東漢時的天文學家張衡説過:“立圓為渾”,因此稱這種儀器為渾儀。為了提高精確度,不斷有人在上面增加圓環,結果導致渾儀的運行越來越複雜,甚至影響到了觀測。

郭守敬在主持修著《授時歷》之時,堅持認為:修歷最重要的是觀測天象,而觀測天象就要有天文儀器。因此,郭守敬在前人的基礎上,進行了較大改進,製作出了“簡儀”。

明·簡儀,南京市紫金山天文臺博物館藏

明·簡儀,南京市紫金山天文臺博物館藏

顧名思義,一台簡化的儀器。雖然化繁為簡,但卻極大地提高了觀測的精確度,更提高幾處巧思設計,讓它成為領先世界幾百年的天文儀器:第一,簡儀的觀測視野極大擴展;第二,郭守敬在類似今天望遠鏡鏡筒的“窺管”兩端圓孔上,用細絲線打上十字結,成為“準星”,便於觀測記錄;第三,郭守敬在這台儀器上,開創性地使用了類似“滾筒軸承”的裝置,使得每個圓環旋轉地更加順暢,比達芬奇設計滾筒軸承還要早200多年。

觀測的時候,使用者需要將簡儀的最高點指向正北方,也就是北極星的位置,這樣中間這個大圓環的軸心就相當於天球的軸心了。這個大圓環名叫四游環,可以繞軸心360度轉動,它上面也有一根窺衡,也就相當於望遠鏡的鏡筒,窺衡可以繞四游環的圓心360度轉動。通過調節四游環和窺衡的位置,就可以通過窺衡觀測到天空中任意一點,然後再通過觀察下面百刻盤上的刻度,就可以記錄天體在天空中的二維坐標位置了。

遙想700多年前,郭守敬便已經開始利用簡儀觀察星星。據考證,郭守敬通過簡儀觀察的數據為1375顆恒星,其中一半都記錄有詳細的觀測數據,據此能夠編制出更加詳細的星表。

遺憾的是,清康熙四十五年,郭守敬製作的簡儀被供職欽天監的傳教士當作廢銅融化銷毀。不過今天,在南京紫金山天文臺,保留有一件明代的複製件,令我們得見這件觀星利器的風采。

“通”則致遠

通者,達也。“通”字本意為沒有阻塞,可以通過,後引申為“懂得、明了”“往來交接”“普遍、全面”。

通過簡儀、《授時歷》等為代表的文物,實證了郭守敬澤被後世的種種功績。他作為當之無愧的“通”才,將天文、地理、數學、水利等學科融會貫通,創造出上通下達的天文儀器、四通八達的運河、通用古今的曆法。郭守敬在天文學、數學和水利工程等領域所取得的卓越成就,不僅在當時具有劃時代的意義,對後世的科技發展同樣産生了深遠影響。

郭守敬的精神是超越時代的,他用一件件成果告訴人們,科學的道路需要不斷開拓、探索,“通”則無阻,行可致遠,郭守敬的一生便是對科學精神的最好詮釋。

編輯:劉夢迪 責任編輯:鄧莫南
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