科技巨人郭守敬

郭守敬是元代顺德邢台（今河北邢台）人，生于南宋绍定四年（1231年）。他的祖父郭荣，是一个渊博的学者，对数学和水利都很有研究。郭守敬在祖父的影响下，从小就不喜欢嬉戏游乐，一门心思钻研学问。郭荣很喜欢这个大堪造就的孙子，除了自己尽心辅导外，还让他跟随同乡的著名学者释子聪学习。释子聪俗名刘侃，当官后改名刘秉忠。他出身于一个世代仕宦的家庭，早年在武安山隐居，出家当了和尚，后来跟随海云禅师一起，被元世祖忽必烈召见，成为忽必烈的智囊。元朝的国号“大元”，就是他替忽必烈拟定的；元朝的首都大都（今北京）城的建设规划也是由他制定并组织实施的。中统三年（1262年），释子聪的同学张文谦向元世祖忽必烈推荐郭守敬。郭守敬向忽必烈面陈“水利六事”。忽必烈听过以后，大为赞叹，感慨地说道：“办事情的人都像郭守敬这样，才能说不是吃干饭的人！”忽必烈任命他为副河渠使，以后又提拔为都水少监，主管全国的水利工程。
     当时，张文谦被派到西夏中兴等路（今宁夏一带）主持政务。郭守敬跟随张文谦来到西夏，看到这一带原有的灌溉渠道大多数都淤塞得厉害，修复起来，难度很大。有人主张另开新渠。郭守敬经过仔细考虑，认为另开新渠既费时间，又浪费人力财力。他主张将原有渠道挖深、疏通，并配修闸门和围堰，保持河渠内的水量，以满足农田灌溉的需要。在郭守敬的主持下，只花了不到一年的时间，就修复厂唐徕、汉延两条渠道，扩大灌溉面积10多万顷。郭守敬小的时候就对天文学特别感兴趣，曾自己动手，用竹蔑做成浑仪观察天象。至元十三年（1276年），郭守敬参加了修订历法的工作。他建议，为了给修订历法提供依据，要先对天象进行一次大规模的观测。要准确地观测天象，就得首先解决仪器问题。大都城里的天文仪器，还是金人从汴京（今河南开封）搬来的北宋时代制造的一些旧仪器。大都的纬度与汴梁不同，用这些旧仪器观测到的数据都不准确。郭守敬决定重新设计制作一套天文观测仪器。古代测量日月星辰位置的主要天文仪器是浑仪。宋代的浑仪构造复杂，圆环一道套一道，转动不灵便，还遮住了一部分视野，使一些星星落入观测的死角。郭守敬对浑仪进行革新，另制一种结构简单、刻度精密的简仪。为了让简仪旋转起来灵便自如，郭守敬在上面装了滚动轴承。欧洲人在郭守敬以后一两百年才知道应用滚动轴承。
     清朝初年，传教士汤若望到北京，看到郭守敬制造的天文观测仪器，非常敬佩。他称郭守敬为“中国的第谷”。第谷是丹麦天文学家，他所进行的天文观测，被欧洲人誉为“望远镜发明以前最精确的观测”。第谷是行星运动三大规律的发现者开普勒的老师，开普勒所发现的三大规律直接启发牛顿发现了力学三定律。第谷生于 1546 年，比郭守敬晚了 300多年。郭守敬挑选了14个具有天文观测知识的官员，带着他创制的一套携带方便的天文仪器，分成几个小组，到设在全国各地的 22 个观测站进行天文观测。各观测站的数据报到大都后，郭守敬花了两年的时间进行计算。在此基础上，制定了我国古代很准确的一部历法——授时历。授时历规定一年有365.2425天，与现代测定的地球公转周期只差26 秒，与现在世界上通用格里历（即公历）的规定相同。授时历在至元十七年（1280年）颁行，比格里历早出302年。大都的粮食要靠江浙供应。江浙的粮食可顺大运河从杭州运到通州（今北京通县），但从通州到大都这一段路，就得靠驴畜驮运。遇到秋雨绵绵的季节，道路泥泞难行，累死的牲口不计其数。郭守敬亲自到大都郊区查勘，发现昌平东南的山下有一道白浮泉，水量很大，可以作为向通州到大都的人工河道供水的水源。他在深入了解大都郊区的地形走向的基础上，选定了新运河的走向，制定了逐段筑坝、设闸控制水量的计划。
     在他的组织、指导下，只用两年时间，就开通了全长160里的新运河。元世祖忽必烈从上都回到大都，亲眼看到，在连接通州和大都的新运河水面上，满是运粮的船只，心中十分高兴，将这段新运河命名为“通惠河”。大德二年（1298年），元成宗铁穆耳在上都召见郭守敬，向他咨询开挖铁幡竿渠的事情。郭守敬认为：“这一带山洪猛烈，铁幡竿渠非得挖到 50到70步（一步为6尺）宽不可。”主持铁幡竿工程的人觉得郭守敬是在用大话吓人，又不愿意多花费，将渠的宽度缩减了三分之一。第二年，大雨如注，山洪暴涨，已挖好的渠道根本容不下水，洪水泛滥，将两岸的人畜帐篷都淹掉了，还差点把元成京铁穆耳的行宫也冲垮。铁穆耳想起郭守敬的话，不禁感慨地对身边的大臣说道：“郭太史真是神人啊！只可惜他的意见没有得到采用。”通过这件事，元成宗铁穆耳深深认识到科技人才的价值。大德七年 （1303年），铁穆耳下诏：官员年过70岁的，都要退休。郭守敬那一年已经73岁了，依照这个规定，提出了退休的申请；铁穆耳坚决加以挽留。此后，太使院的专业科技人员不退休，成为一条惯例。郭守敬一直在太史院供职，直到延三年（1316年）病逝。那年，他已经86岁了。