漫说中华历史【106】《授时历》

井冈

修订经过：

    元朝初年沿用过去金国的《重修大明历》。这个历法是公元1180年(金世宗大定二十年)修正颁行的。行用了几十年后，误差积累已经相当严重，所以发生了好几次预推与实际现象不符的事。再一次重新修改是迫切需要的了。

    公元1276年(元至元十三年)，元军占有了南宋都城临安。就在这一年，元世祖忽必烈迁都大都，并且采纳已死大臣刘秉忠的建议，决定修订历法，颁行元朝自己的历法。于是，元朝廷下令在新的京城里组织历局，调动了全国各地的天文学者，修订历法。这件工作名义上以张文谦为首脑，但实际负责历局事务和具体编算工作的是精通天文、数学的王恂。

    当时，王恂就想到了好友郭守敬。他长于制器和通晓天文。因此，郭守敬就由王恂的推荐，参加修历，奉命制造仪器，进行实际观测。从此，在郭守敬的科学活动史上又揭开了新的一章，他在天文学领域里发挥了高度的才能。

井冈

    郭守敬首先检查了大都城里天文台的仪器装备。这些仪器都是过去金国的遗物。其中浑仪还是北宋时代的东西，是当年金国占有北宋的京城汴京以后，从那里搬运到金国中都来的。当初，一共搬来了三架浑仪。因为汴京的纬度和金中都相差约四度，不能直接使用。金国的天文官曾经改装了其中的一架。这架改装的仪器在元初也已经毁坏了。郭守敬就把余下的另一架加以改造，暂时使用。

    另外，天文台所用的圭表也因年深日久而变得歪斜不正。郭守敬立即着手修理，把它扶置到准确的位置。这些仪器终究是太古老了，虽经修整，但在天文观测必须日益精密的要求面前，仍然显得不相适应。郭守敬不得不创制一套更精密的仪器，为修历工作奠定坚实的技术基础。

    历法的制定工作中所必须的天文观测，主要是两类。一类是测定二十四节气，特别是冬至和夏至的确切时刻;用的仪器是圭表。一类是测定天体在天球上的位置，应用的主要工具是浑仪。圭表中的"表"是一根垂直立在地面的标竿或石
柱;"圭"是从表的跟脚上以水平位置伸向北方的一条石板。每当太阳转到正南方向的时候，表影就落在圭面上。量出表影的长度，就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。表影最长的时候，冬至到了;表影最短的时候，夏至来临了。它是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。这种仪器看起来极简单，用起来却会遇到几个重大的困难。

井冈

    首先是表影边缘并不清晰。阴影越靠近边缘越淡，到底什么地方才是影子的尽头，这条界线很难划分清楚。影子的边界不清，影长就量不准确。使用圭表时的第二个难题就是测量影长的技术不够精密。古代量长度的尺一般只能量到分，往下可以估计到厘，即十分之一分。按照千年来的传统方法，测定冬至时表影的长，如果量错一分，就足以使按比例推算出来的冬至时刻有半个至一个时辰的出入。(一个至两个小时)这是很大的误差。

    还有，旧圭表只能观测日影。星、月的光弱，旧圭表就不能观测星影和月影。所以为了修订历法，元朝廷修建了观星台，并且进行了有史以来最大规模的天文学实际测量的工作，最北到达了西伯利亚，最南则到达了南海诸岛。通过一系列精准的天文测量，并且在南宋《成天历》的基础上，郭守敬等杰出的科学家终于克服了修订历法中的种种困难，非常成功的精确制订完成了《授时历》这部卓越的历法。

井冈

    明初宋濂等撰《元史》记载，公元1276年(至元十三年)六月，元世祖命王恂与江南日官置局修历，以张易董其事，易恂奏宜得许衡明历理，遂诏命许衡赴京领改历事，至元十五年诏郭守敬，十六年诏杨恭懿修历。

    而且在《历志》中明确指出许衡为《授时历》主编，"今衡、恂、守敬等所撰《历经》及谦《历议》故存，皆可考据"。在清魏源撰《元史新编·历志》及其它诸多史书中均有同样记载。说明在明、清两朝同样记载许衡为《授时历》主编。

井冈

    郭守敬等人还接受了修订历法的任务。公元1277年左右，郭守敬向朝廷建议，为修订历法，组织一次全国范围的大规模的天文观测。元世祖忽必烈接受了建议，派十四名天文学家，到国内二十六处地点进行了几项重要的天文观测，历史上把这项活动称为"四海测验"，测定了夏至日的表影长度和昼、夜时间的长度，为修订历法提供了很多精确的数据。

    公元1280年(元世祖至元十七年)春天。元世祖按照"敬授民时"的古语，将修订完成的历法取名为《授时历》。

井冈

历史意义：

    这部历法，反映了当时我国天文历法的新水平。它有不少革新创造，例如，定一回归年为365.2425日，比地球绕太阳公转一周的实际时间，仅差25.92秒，和现代世界通用的公历完全相同。在编制过程中，他们所创立的"三差内插公式"和"球面三角公式"，是具有世界意义的杰出成就。按照《授时历》的推断，1299年(大德三年)八月己酉朔巳时，应有日食，"日食二分有奇"。但到了那一天，"至期不食"。是否《授时历》错了?根据现代天文学推算，那天确实有日食发生，是一次路线经过西伯利亚极东部的日环食。只是食分太小，加之时近中午，阳光很亮，肉眼没能观察到罢了。

    《授时历》经受住了时间考验。它在我国沿用了三百多年，产生了重大影响。朝鲜、越南都曾采用过《授时历》。

井冈

郭守敬：

    郭守敬(1231年-1316年)，字若思，汉族，顺德府邢台县(今河北邢台市邢台县)人。元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家 。早年师从刘秉忠、张文谦，官至太史令、昭文馆大学士、知太史院事，世称"郭太史"。元仁宗延佑三年(1316年)，郭守敬逝世，享年八十六岁。著有《推步》、《立成》等十四种天文历法著作。

    郭守敬在天文、历法、水利和数学等方面都取得了卓越的成就。 他自至元十三年(1276年)起，奉命修订新历法，历时四年，制订出了通行三百六十多年的《授时历》，成为当时世界上最先进的一种历法。为修订历法，郭守敬还改制、发明了简仪、高表等十二种新仪器。

    至元元年(1264年)，郭守敬奉命修浚西夏境内的古渠，更立闸堰，使当地农田得到灌溉。至元二十八年(1291年)，郭守敬任都水监，负责修治元大都至通州的运河，耗时一年，完成了全部工程，定名通惠河，发展了南北交通和漕运事业。

    1970年，国际天文学会以郭守敬的名字为月球上的一座环形山命名为"郭守敬环形山"。 1977年3月，国际小行星中心将小行星2012命名为"郭守敬小行星" 。

井冈

观星台：

    观星台位于河南登封市告成镇，嵩山风景名胜区的八大景区之一。观星台由元代天文学家郭守敬创建，是我国现存最古老的天文台，也是世界上最著名的天文科学建筑物之一，它反映了我国古代科学家在天文学上的卓越成就，在世界天文史、建筑史上都有很高的价值， 1961年3月4日被国务院公布为第一批中国重点文物保护单位。

    观星台由台身与石圭、表槽组成。台身上小下大，形似覆斗。台面呈方形，用水磨砖砌造。台高9.46米，连台顶小屋通高12.62米。台下边宽16米多，上边约为下边之半。在台身北面，设有两个对称的出入口，筑有砖石踏道和梯栏，盘旋簇拥台体，使整个建筑布局显得庄严巍峨。台顶各边有明显收缩，并砌有矮墙(女儿墙)，台顶两端小屋中间，由台底到台顶，有凹槽的"高表"。

    在凹槽正北是三十六块青石平铺的石圭(俗称量天尺)。石圭通长31.19米。观星台的建立反映了当时我国天文科学的巨大成就。 测影台在登封县城东南十五公里的告城镇北，建于唐开元十一年(公元723年)。测影台又名"周公测景台"。台用青石制作，分台座和石柱两部分:台座上大下小，呈梯形锥体，四边稍有偏斜，各边宽窄不等。石柱为表，台座为圭。

井冈

    在观星台内，还有一"测景台"，它是周文王的第四个儿子姬旦修建，是古代祖先测量日影，验证四时的仪器。周在灭商之后，建立了周王朝，俗话说"得中原者得天下"，周王朝因此要在中原建都，也就是现在的洛阳，为了政治统治的需要，也为了寻求营建东都洛阳的准确天文依据，周公姬旦才修建了"测景台"。

    中国传统的节气划分日:"冬至"、"夏至"、"春分"、"秋分"，正是周姬旦通过在测景台的实地观测划定的，从而使"春""夏""秋"、"冬"四时得以划定。

井冈

观星台：

井冈

观星台：

井冈

观星台：

井冈

观星台：

井冈

观星台：

井冈

观星台：

井冈

观星台：

井冈

郭守敬纪念馆：

    郭守敬纪念馆有二处，一在郭守敬的故乡邢台，一在北京。

    邢台郭守敬纪念馆坐落在邢台市达活泉公园内，主要建有郭守敬铜像、观星台、四个展厅、天文观测台、青少年科普活动室等设施和景点，陈列有《郭守敬生平业绩展览》。该展览分四大部分:巨星耀神州、治水树丰碑、天文建奇功、伟业照千秋。现邢台郭守敬纪念馆是全国郭守敬研究中心，先后被中国科协命名为全国科普教育基地，被科技部、中宣部、教育部、中国科协等命名为全国青少年科技教育基地。

    北京郭守敬纪念馆在汇通祠内，纪念馆分三个展厅，向游人展示了郭守敬的生平功绩。

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

邢台郭守敬纪念馆：

井冈

北京郭守敬纪念馆：

井冈

北京郭守敬纪念馆：

井冈

北京郭守敬纪念馆：

井冈

北京郭守敬纪念馆：

井冈

北京郭守敬纪念馆：