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郭守敬，一颗璀璨的星

辽阔浩瀚的夜空，密密麻麻地缀满亮晶晶的星星，像宝石似的；但总有几颗大而亮的星，格外耀眼。

屹立在达活泉公园观星台前的郭守敬雕像。赵恒摄

在人类历史长河中，涌现出众多科学家和发明家，创造了光辉灿烂的科学技术和文化。其中，有一位元代杰出科学家，毕生从事科学技术活动：主持制定当时世界上最先进的历法——《授时历》，主持历史上规模最大的纬度测量，创制世界上最早的大赤道仪——简仪，最早发明并使用滚柱轴承，创制世界上第一台自鸣报时钟——七宝灯漏，在世界数学史上首次创立弧矢割圆法，首次运用海拔概念进行大地测量，开创集灌溉、航运、防洪于一体的治水先河；晚年著书立说，完成《推步》《立成》等科学巨著。国际天文学联合会以他的名字命名了月球上一座环形山，国际小行星中心也以他的名字命名了太阳系中编号为2012的小行星。他，就是从邢台市信都区郭村走出来的震古烁今的科学巨星——郭守敬。

一

1231年，郭守敬出生在邢州邢台县西北的一个小村庄——郭村。

当时邢州一带兵荒马乱。蒙金频繁交战，农田荒芜，百姓饥寒交迫。后来，蒙古与南宋联合灭金，邢州成为蒙古忽必烈的封地。郭守敬自幼父母双亡，跟着爷爷郭荣相依为命。

郭荣自号鸳水翁，有一肚子学问。他精通五经，熟知天文、算术、水利，凡事喜欢琢磨。郭守敬受他的影响，从小背诵经文、作诗、对对子，天生酷爱大自然，常对一些自然现象刨根问底。

他九岁那年中秋节。一轮圆月升起，像一盏明灯高高悬挂在天上，又像一只大眼睛，和蔼地望着田野和村庄。繁星缀满银河，眨着眼睛。

夜晚静极了。一家人围坐在院里的小桌旁，就着月光吃饭。

奶奶洗刷完锅碗，把大枣、石榴和梨端到小桌上。

郭守敬仰头望着月亮出神。爷爷拿起一个梨，递过去，说：“守敬，吃个梨吧。”

郭守敬像没听见一样，纹丝不动。爷爷把梨放回去，又拿起一个石榴说：“不愿意吃梨，那你吃石榴。”

郭守敬还是没有理他。爷爷有些着急，拍了一下小桌，说：“你看着天上，在想啥呢？”

郭守敬仰着脸，说：“我在看月亮呢！”

奶奶插嘴说：“月亮离咱们这么远，哪能看出啥来。”

郭守敬说：“月亮上有一片黑影。奶奶，您说那是啥？”

奶奶笑了：“孩子，那是玉兔。月宫里有一只白色玉兔，还有嫦娥。嫦娥吃了西王母送给她的仙药，奔月后成了月宫仙子。”

郭守敬看着奶奶，说：“不对，不对！玉兔根本不是这模样。”

奶奶问：“你说那是啥？”

郭守敬一副认真的样子，说：“那是些山。我想，月亮跟咱这儿差不多，有山梁，有坡沟。”

在一旁听着的爷爷，禁不住“扑哧”一声笑了：“俺守敬还想弄清月亮上的事儿。你知道月亮离咱有多远吗？”

小小的郭守敬如此敢想，着实让爷爷喜欢。爷孙俩常在一块儿谈天说地。有时候，爷爷还领着郭守敬到野外和山上，观察一些大自然的秀丽风光。

晴朗的夜晚，爷爷带着郭守敬来到村北的卧龙岗，站在岗上，给他讲二十八宿、二十四节气和春夏秋冬。日月星辰的奥秘，令少年郭守敬心向往之。

十五岁时，郭守敬在书上看到一张《玑衡图》，从爷爷口中得知它是测量天体的浑仪，便自己琢磨，用自家院里的竹子做了一台竹浑仪，并与朋友到村北鸳水河畔的亭子旁堆土成台，在台上用竹浑仪观测星空和月亮。

中国是最早制造计时器的国家之一，古代能工巧匠辈出。郭守敬不知从何处得到一张莲花漏图，如获至宝，灵巧地仿制了一台莲花漏，利用滴水计时。十多年后，郭守敬前往大名，指挥工匠铸造了一套宝山漏，不久运往大都天文台，成为元代国家标准的计时器。

“良禽择木而栖，名士择师而学。”求知心切的郭守敬，带着爷爷的书信，登上太行山中的紫金山书院，拜在刘秉忠门下。刘秉忠，这位声名显赫的大学者，不仅精通儒家经典，更在天文领域有着独到的见解。在刘秉忠的指导下，郭守敬得以系统地学习天文、地理、律历、水利、数学等知识，并结识了沙河的张文谦、太原的张易、唐县的王恂。郭守敬与诸师友朝夕相处，志向把他们紧紧联系在一起，成为一生的挚友。

二

邢州城北有潦水、达活泉、野狐泉三条水系，因连年战乱，无人管理，河水破堤漫溢，形成沼泽地，三水之上的三座石桥也被淤泥掩埋。1251年，邢州安抚使张耕、副使刘肃寻求根治水患之法，派人到城西北郭村，请来21岁的郭守敬，并将治水任务交给他。

经实地考察，郭守敬划定三条水道的治理路线，钉立水准桩，测算出河堤高宽尺度，计算出工时。他指挥民工开挖筑堤、疏浚河道，挖出沉没于地下30余年的旧石桥。一个多月后，三条河流各顺其道，南北大道畅通，原来的沼泽地逐渐被开垦，变成一片片良田。

文学家元好问路过邢州，站在刚修好的河堤上，登上新建的石桥，有感而发，挥笔写下《邢州新石桥记》：“分画沟渠，三水各有归宿。果得故石梁于埋没之下……”

邢州治水让郭守敬崭露头角。后来，他向元世祖忽必烈面陈六条兴修水利的建议，堪称“出师表”，由此走上仕途，获得大显身手的平台。

元朝初年，西夏故地荒无人烟。1264年，郭守敬随张文谦前往西夏，负责渠道修复。每天天不亮，郭守敬就出发考察，风餐露宿，绘制水利图。他提出“因旧谋新，更立闸堰”的治理方案。依照他的方法，修复大小支渠68条，在渠道引水口修建滚水坝，在进水闸前方增设退水闸，避免水患。数万顷农田得到灌溉，西夏又恢复了“塞北江南”的景象。

为感念他带来的美好生活，百姓们自发在唐徕渠给郭守敬建起一座祠堂。收获季节，人们将收成供奉在郭公面前，让他一同分享丰收的喜悦。

黄河是中国的母亲河。黄河之水从哪里来？在考察黄河水道的路上，郭守敬留下了闪光的足迹。他在咆哮的黄河上亲自试航四天四夜，顺利到达东胜州（今内蒙古托克托县），遂提出通漕运、立水驿的建议。于是，在今银川至托克托一千多里的水路上开通漕运，增设十处水站。

饮水、用水、排水，是一个城市存在和发展的先决条件。元大都（今北京）是元朝时期举世闻名的大都市。1267年，在元大都城营建过程中，刘秉忠奉命主持整个工程的规划设计和宫城建设，郭守敬协助老师，重点负责城市引水、排水工程。

郭守敬提出重开金口河，引永定河水通航。他亲自指挥，征调民工开凿，使漕运畅通，大批木材、石料源源不断运进城内。

永定河是流经北京西南部的最大河流，上游是山岭峡谷，坡陡流急，泥沙俱下，淤塞河道，历史上曾多次改道。金朝曾为开发永定河，在今石景山北麓开凿金口。后因水流湍急，河堤多次被冲毁，又因泥沙淤塞，朝廷下令堵塞金口。

郭守敬开凿金口河时，在金口上游预先开凿减水口，修筑分洪河道。雨季，分洪河道引导部分洪水泄向西南，再流回永定河，确保通航安全。另开一条金水河，引玉泉山水，自和义门（今北京西直门）南水关入城，曲曲折折，到皇城西南又分两支，解决了宫廷园林用水问题。

依据大都自北向南的地形坡度，郭守敬规划城市排水系统：南北大街建有排水干渠，干渠两旁建有与之垂直的暗沟，利用这些明渠暗沟为城市泄洪、排污。

1293年秋天，在元大都什刹海，一支满载江南漕粮的船队浩浩荡荡驶入积水潭码头。忽必烈看到这一切，兴高采烈，欣然挥笔，为大都到通州这段运河赐名“通惠河”。

郭守敬是元代京杭大运河裁弯取直工程最重要的规划设计者，主持开凿通惠河，奠定了现今京杭大运河的基本走向。

京杭大运河是世界上规模最大的运河，像一条蓝色飘带，把北京和杭州紧密连接起来，成为我国数百年来南北交通的大动脉。

1275年，身为元朝都水监的郭守敬，带领水利官员前往河北、河南、山东、江苏北部一带，勘查汶水、泗水河道。他们沿着六条不同线路，在边长约820里的三角形区域内进行勘察。

元大都人口众多，所需的大批粮食和物资要从江南调拨，首先要解决运输问题，需修建一条从江南直通大都的运河。当时，大都到通州一段、山东临清至济宁一段没有河道可利用，而修建这两段运河，必须解决平地开河和水源问题。

1283年，开凿济州河；1288年，开凿会通河。大运河在徐州穿越黄河后，由江苏、山东、河北等地直接北上，到达通州。1293年秋，郭守敬亲自勘测、规划、设计，并主持开挖了大都至通州164里的通惠河，使京杭大运河全线通航，并增设水驿。

三

当我们翻看精美的日历时，是否想过它是怎样编订出来的呢？

1276年，郭守敬被调去参加制定新历法。那时，他已是元朝工部郎中。

其实，早在1251年，郭守敬和老师刘秉忠就提出过改制新历的建议，因忙于战争而搁置。元朝统一全国后，历法被提上议事日程。另一个原因是，当时元朝北部使用金朝《大明历》，南部使用南宋《成天历》，南北历法不统一，且有不少误差。于是，修订历法的专门机构——太史局成立了。

忽必烈命枢密副使张易领导太史局，命太子赞善王恂组建太史局。王恂深知郭守敬巧思绝人，便将他调来，负责研制仪器和天文观测。王恂、郭守敬广泛招揽人才，查阅历法著作四十多部，摘录精华。郭守敬把浑仪改造成简仪。简仪是世界上最早的大赤道仪，其原理至今仍应用在现代望远镜上。他又改造圭表为高表和景符，使测影误差减少到原来的五分之一，还能测到太阳的中影。

用圭表不易观测月亮的影长。郭守敬想出一个绝妙办法，创制出一台窥几，能科学地观测月亮、星星的影长，实现无影测影，精确计算出月亮的地平高度。

日出、日食、日落，都是自然现象，我们抬头可见。如果你低下头，能不能看到日食？

1276年，郭守敬创制的仰仪，就是用来低头观看日食的仪器。仰仪的样子，就像一个口朝上的大锅，上有仪唇、圈槽、方位、赤道坐标网、横杆、直杆、小板和针孔。发生日食时，太阳的像映在仪面内，低头看仪面，从初亏到食甚，再到生光、复圆，都能看得一清二楚。

朝廷批准在大都设置太史院、建立司天台后，郭守敬亲自为太史院院址（今北京建国门内古观象台北面一带）设计房屋建筑样式。1279年春天，工程动工。太史院建筑规模宏大，占地四十亩，内有大庭院，中间矗立着一座台屋结合式的综合建筑，即主体建筑——司天台，当时称灵台，是世界一流的天文台。

郭守敬主持了古代世界规模最大的一次天文观测活动，史称“四海测验”。

1279年，在制定《授时历》过程中，郭守敬说：“实际观测是制定历法的根本。只有到全国各地实际观测，才能弄清昼夜长短的区别、日月星辰的位置和高低，日食、月食的时刻和食分的差异。掌握了这些数据资料，才能制定出适合全国的新历法。”

由此，在全国设立了27个观测站。经郭守敬和王恂选定，其中有南海（今西沙及中沙群岛以南）、衡岳（今湖南衡阳衡山附近）、岳台（今河南开封以西）、和林（今蒙古国乌兰巴托西南）、铁勒（今俄罗斯贝加尔湖以西）以及北海（今俄罗斯西伯利亚中部），每相邻两地之间的地理纬度差均约10度。另外21个观测站分布在全国各地。这些观测站南北跨度5500多公里，东西跨度2900多公里。

1279年3月，郭守敬亲自率领一路人马，从大都出发，到上都，再折返向南，经河南、湖北、广东，直达南海。他们跨黄河、过嵩山、越秦岭、渡长江，一路跋山涉水，行程数千里。每到一站，一边建设观测站，一边进行实地观测。路过阳城（今河南登封）时，郭守敬设计建造了观星台。当他们奔赴南海观测时，已是第二年春暖花开时节。

经过一年多风雨兼程，带着各地观测资料返回大都时，郭守敬格外高兴。后人曾对观测地的纬度重新测量，结果平均误差不到半度；郭守敬亲自负责的大都、上都、阳城等地，误差不过0.23度。而西方直到1899年才成立测定地理纬度的国际纬度局，比郭守敬晚了600多年。无疑，“四海测验”是科学史上的伟大创举！

你肯定听说过指南针、指南车能测定方位，可你听说过用同心圆精确地测定方向吗？郭守敬在大地测量时，创制了测定方向的正方案。他还以二十八宿距星作参照，确定其他星星的位置，并编写成《新测二十八宿杂座诸星入宿去极》《新测无名诸星》两卷书，成为中世纪世界上最先进、最完备的恒星位置表。

经过制造观测仪器、进行天文测量和繁杂的数学推算，1280年终于制定出新的全国性历法——《授时历》。1281年正月初一，颁行全国。《授时历》是中国历史上一部精良的历法，揭示了日、月、五星在天空的运行规律及相互联系。

1969年，美国宇航员首次登上月球，发现月球背面有很多环形山。1970年，为纪念郭守敬的杰出科学贡献，国际天文学联合会决定，将月球背面的一座环形山命名为“郭守敬环形山”。

1978年8月1日，国际小行星中心和小行星命名委员会在《小行星通报》上发布：中国科学院紫金山天文台高级工程师杨捷兴于1964年10月9日发现的临时编号为1964TE2小行星，1977年3月由国际小行星中心给予永久编号2012，现以中国元代杰出科学家郭守敬的名字命名。

郭守敬的名字，镶嵌在浩瀚星辰之间，遨游于浩渺宇宙，与天地共存，与日月同辉。（王金平）