宋元‖郭守敬编《授时历》

今天是卯兔年的第一天,就是中国传统节日春节的正月初一,就是中国的农历新年。在这里祝天下所有的华人春节快乐!

农历是中国传统历法。中国现行农历基础是来自明朝末年的《时宪历》,之前明代通行的历法为《大统历》,实际上是将元代郭守敬的《授时历》改个名字沿用。

我国是世界上天文历法发展得最早的国家之一。在历史上的各个朝代里,古代天文学都有迅速的发展。元代取得的成就更大,这是跟杰出的天文学家郭守敬的贡献分不开的。

郭守敬,字若思,河北邢台人。1231年出生在一个学者家庭里,祖父郭荣精通数学和水利。郭守敬幼承祖父郭荣家学,精通五经,熟知天文、算学,擅长水利技术。在郭荣的教养下,郭守敬从小勤奋好学,在少年时代就养成了很强的动手能力。十五六岁时候,曾根据书上的一幅插图,用竹篾扎制出一架测天用的浑仪,而且还堆土做了一个土台阶,把竹制浑仪放在上面,进行天文观测。他还曾根据北宋燕肃一幅拓印的《莲花漏图》,弄清了这种可以保持漏壶水面稳定的、在当时颇为先进的计时仪器的工作原理。祖父把他送到精通天文、地理、数学的老朋友刘秉忠门下去学习深造,郭守敬在他那儿获得颇多教益。

刘秉忠是元世祖忽必烈的重要谋士。他把郭守敬带到自己身边工作,让他在大名(今河北大名县)一带参加水利建设。郭守敬利用业余时间进一步钻石莲花漏,亲自动手做一台铜质莲花漏,做得非常精巧、准确。

刘秉忠离开邢台时,把郭守敬介绍给了张文谦。两年后,张文谦把郭守敬推荐给忽必烈。在忽必烈召见他时,他敬献上了铜制莲花漏,同时提出了水利建设六条建议,忽必烈高兴极了,任命他担任了管理水利的官职。至元元年(1264年)他与唆脱颜前往西夏地区视察河渠水道。张文谦作为朝廷代表治理西夏,郭守敬在张文谦的领导和支持下,奉命修浚西夏境内的唐来、汉延等古渠,使当地农田得到灌溉,受到西夏百姓的爱戴。宁夏寻有郭守敬祠堂,以纪念他西夏治水的功绩。

元朝统一全国以前,使用的历法是《大明历》。《大明历》已经使用七百多年,跟当时的天象误差很大。忽必烈决定设立专门机构修改历法,派郭守敬和王恂主持这项工作。

历法要精确,必须经过实地测验;必须有精密的仪表。当时用的仪器都是北宋时候制造的,已年久失修,郭守敬自己动手改造和创制了许多天文仪器。他根据自己实际观测的经验,又根据测量时候的不同用途,把元代之前用来测量的仪器浑仪改装成两个简单的装置,叫“简仪”。简仪实际上设计得很精密,刻度最小分格达到1/36度,不但使用方便,并且观测结果比浑仪准确得多。当时尼泊尔工艺家阿尼哥带领八十名熟练工匠来中国,帮助郭守敬制造了一座简仪。

郭守敬还研制了仰仪,用来观测太阳的位置和日食,又改革了圭表、创制了景符等仪器。圭表是用来观测太阳影子长度的变化,决定春分、秋分、夏至、冬至的时刻的。郭守敬创制的圭表比原来的表高增加了四倍,达到三十六尺,因而影子也增加了四倍,观测误差下降到原来的五分之一。景符是测定影像的仪器。

有了这些先进的仪器,郭守敬建议利用当时疆域辽阔的有利条件,在全国范围内分批设立观星台开展实测活动。元世祖非常赞同,命令他和王恂等仔细规划。经认真研究后,决定东起朝鲜半岛,西到河西走廊,北从西伯利亚,南达南中国海,设立二十七个测影点,开展实测。河南登封县告城镇至今仍保存完好告城观星台。

郭守敬等人在大都东城墙脚下,修建了一座新的司天台(今北京建国门立交桥南面的古观象台),安放他精心制作的各种最新式的天文仪器,日夜朝廷天体观测。

至元十八年(1281年),郭守敬等人终于完成了新历法的编制工作。当他们向忽必烈禀报时,元世祖非常满意,并且按《尚书》里“敬授天时”,把新历法定名为《授时历》。元世祖下令,从这一年起全国正式实行新历法。

《授时历》是一部非常科学的新历法。郭守敬根据自己多次精密测定的冬至时刻结果,研究了历史上祖冲之《大明历》以来的六次观测冬至时刻的资料,计算出一年为265.2425日,它比地球绕太阳一周的实际时间只差26秒,《授时历》就是采用了这一数据。这在世界的历法史上还是第一次。现在国际上通用的格利哥里历(公历)也是采用这一数据,但格利哥里历比《授时历》晚了整整三百年。说明元代时候,我国在天文历法方面,已经居于世界先进行列。

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(陪伴营2023年1月22日)

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