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附录三 元朝的科技发展

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一、科学家郭守敬

郭守敬,字若思,河北人,生于1231年。郭守敬的家学很深,他的祖父郭荣精通数学和水利。在这样的环境中,郭守敬自小耳濡目染,自然会对科学感兴趣。他曾经自己动手做过一些小的天文仪器,受到了他祖父的喜爱。郭荣把他送到精通天文、地理、数学的老朋友刘秉忠那里去学习,这使郭守敬的学业有了更大的长进。

元朝统一华夏大地后,使用的历法是《大明历》。可《大明历》已经用了700多年了,误差很大,这就促使元朝政府要组编一套新的历法。南宋灭亡后,忽必烈开始进行这项工作。1276年,郭守敬被调到太史局,和王恂一起负责编制新历。

修历的过程中,郭守敬十分注重实践,他提出了:“历之本在于测验,而测验之器莫先于仪表。”所以,郭守敬首先集中精力对旧有的仪器做了仔细检查,后和工匠一起研制了近20种新的天文仪器,其中最主要的有简仪、仰仪、圭表以及和它配合使用的景符等仪表。

“简仪”是郭守敬对天文学的一大贡献。他在浑天仪的基础上,针对浑天仪存在的缺点进行了革新改造。经他改造后的天文仪器,再不会发生因为圆环数过多而遮掩尾体的现象,所测得的二十八宿星的位置也更加准确了。由于这一仪器既精确又简单,故也称其为“简仪”。简仪的结构与现代的“天图式望远镜”基本上是一致的,被后人誉为“臻于精妙”的天文仪器。在欧洲,像这样结构的天文仪器,直到18世纪才从英国流传开来。

郭守敬制作的这些仪器都有实用、简便、灵巧、精确的特点。这就为他制作精确的历法提供了必要的物质条件。郭守敬等人根据大量观测资料,仔细研究了自西汉以来的70种历法,经过精密的测算后终于编制出了新历法——《授时历》。