《授时历》被忽必烈赐名,它的作者郭守敬干了哪些利国利民的事?
作者:陈二虎
一、天下奇才郭守敬
在大元忽必烈时期,出了一个天下奇才,巧思引水办水利,精研天术,创制了观察天象的仪器,编出精准的新历,被忽必烈赐名《授时历》,是中世纪世界上著名天文学专家,这个人是谁?
郭守敬,字若思,顺德路邢台县人,自幼聪明绝顶,不喜欢小儿的嬉闹游戏,兴趣超异。
他的祖父叫郭荣,精通五经,对数学与水利都有相当深的研究,郭守敬自小就受祖父影响,对数学,水利与天象发生浓厚的兴趣。
青少年时就崭露头角,自己动手试制一些天文仪器模型,模仿天文古书上的一幅插图,用竹篾扎成了一个测天象的浑仪,并把这竹制浑仪放到一个自己堆砌成的土台上,进行简单的天文观测(天赋了得呀,不服不行,这不仅仅是大智慧)。
金末乱世,蒙古雄起,邢台一带饱受战乱劫难,人心思变,邢州名士刘秉忠对于天文、阴阳、术数、佛道都有造诣,为了避难出家当了和尚,后随海云法师北上归附蒙古,成了忽必烈藩邸智囊。
公元1247年,刘秉忠的父亲去世,刘秉忠回邢州奔丧,这期间与当时邢州名士张文谦、王恂、张易等人聚会于邢州西的紫金山,交流研讨学问。
郭荣与刘秉忠是情同志合的挚友,深知这是千载难逢让孙儿学习的好机会,就让郭守敬上紫金山跟随刘秉忠学习,这几个人都是当时的杰出人物,令郭守敬受益匪浅。
邢州城北潦水、野狐泉、达活泉三河,年久失修,洪水冲坏堤坝,殃及北郭,达活泉上原有的一座石桥也被泥水淤没。
邢州安抚使刘肃等人决定疏通水道,修复桥梁,年少的郭守敬参与了这项水利工程,当了“技术员”,让二十岁的郭守敬小有名气,元好问《邢州新石桥记》中特意提到“里人郭生立准计工”,这“郭生”就是郭守敬。
中统元年(1260年),忽必烈成了蒙古大汗,邢州名士张文谦被任命为大名等路宣抚使,慧眼识才的张文谦就把郭守敬召到手下工作。
中统三年(1262年),张文谦入朝为中书省左丞,向忽必烈举荐郭守敬“习知水利且巧思绝人”,忽必烈龙颜大喜,在上都开平亲自召见,可见对郭守敬的重视。
二、兴修水利惠及后代
郭守敬见到忽必烈后,当即面陈关于兴修水利的六项建议:
其一、大都(北京)旧漕河东至通州,如能引玉泉水行舟,每年可以节省车马钱六万缗。于通州之南的蔺榆河口径直开引一条水道,由蒙村跳梁务到杨村还本河,能排除中途滩浅、风浪等。
其二、顺德路(邢州)达活泉引水入城,分为三渠,流出城东,可灌溉田地。
其三,顺德路澧河东至古任城,偏离故道,淹没良田一千三百余顷,如果将此水开通成河,那里的河滩变良田。
其四、在磁州东北滏水、漳水汇合处,引一条河渠由滏阳、邯郸、洺州、永年,经鸡泽入澧河,沿岸可灌溉田地三千余顷。
其五、怀州、孟州的沁水虽然已经浇灌田地,但尚有漏堰的地方,若让其与东面的丹河余水汇流,再向东流经武陟北,并入御河,沿岸又可多灌溉田地两千余顷。
其六、黄河自孟州西开引一条渠,经新旧孟州之间,顺着黄河旧岸,下到温县南还入黄河,沿岸又能灌溉田地两千余顷。
实践出真知,郭守敬关于水利的六项建议是经过大量的实地探勘得出的结论,具有说服力,惠民利国。
忽必烈认真听郭守敬讲诉每一条建议的具体情况,都是大加赞赏,感慨万千地说:“当务者,此人真不为素餐矣!”(郭守敬真是一个务实的人呀,不是那些混饭吃的人!)于是,忽必烈任命郭守敬提举诸路河渠,转年又加授银符,升为副河渠使(兴办水利的具体工作全权管理)。
忽必烈确立上都、大都两都体制后,两都人民生活需要的粮食等物资保障都依赖南方漕运。无论海运还是大运河漕运,北上水路只能到达大都(今北京)东边的通州,从通州到大都有五十里,都转为陆运。
陆运马驮为主,每年总运量高达数十万石,耗资巨大,人力物力成本极高。并且秋季霖雨,冬季风雪,道路难行,驴马牲畜倒死者无数。随着大都城的人口增加与日渐繁华,城市用水也供不应求。
(忽必烈)
早在中统三年(1262年)郭守敬上忽必烈的六项水利工程中就建议引清河上源之水,经瓮山泊和高梁河,导入运河,随后又提出在金人所开浑河的基础上修分水河,减少泥沙淤积,但由于实地地势梯度落差过大,水资源有限,迟迟未能实际行施。
至元二十八年(公元1291年),郭守敬利用到上都奏报滦河、浑河溯流开辟漕运勘察情况之机,向忽必烈提出开凿大都到通州间运河的新的方案:开凿清河上源水道的基础上,扩大水源,另引昌平白浮泉水,向西转南,经瓮山泊自西水门入大都城,迂回汇入积水潭,再向东转南,出南水门,最后合入通州运河,全长一百六十四里,沿途每十里置一河闸,共计七十闸,闸前一里左右置斗门,互相配合,用以通船止水。
忽必烈听了拍手赞曰:“当速行之”,成立都水监,让郭守敬兼领其事。
开工之日,忽必烈特意下旨:丞相以下官员统统亲操畚箕铁锹参加劳动,以为垂范,所有人皆听郭守敬统一指挥。
(通惠河)
整个工程自至元二十九年春开工至三十年秋完工,历时一年半。
其中工程过程中,最能体现郭守敬大智慧的是:白浮堰自昌平到瓮山泊迂回线路的巧妙施工。由于白浮泉源头海拔约六十米,比大都西北角及沙河、清河谷地高了十米之多,如引白浮泉径直向南,泉水就将沿两河谷地东流而下,无法汇入运河,纵使架渡槽,所引水也有限,无法解决新运河的足够水量。
郭守敬采用先向西转南,入大都城后再向东转南的迂回路线,既可保持河道较小的水位落差,又能沿途汇集大都西郊诸多山泉的水量,为新运河注入丰富的水源。
完工之时,忽必烈十分喜悦,这是造福黎民百姓的大功德呀,赐名“通惠河”。
通惠河修成后,结束了自通州到大都的官粮与物资的陆运,南来的运粮等船只可直达大都城内的积水潭,并且增大了积水潭的水源与储水量,保证了大都的水供给(这也为明清北京城的持续发展,成为京城,提供了用水保障)。
当忽必烈望着积水潭一带船舻蔽天,桅樯如林,龙颜倍喜,重赏郭守敬宝钞一万二千五百贯。
(通惠河即景)
三、识天象,巧制测天仪器
中国的历法是依据日月星辰的运行而推算年月日的一种方式,不仅影响着人们的生活起居,四季转回,农耕节令,也直接关乎着王朝的正统,深受统治者重视。
元初沿用辽、金的历法,与同时的两宋不同,沿用祖冲之编制的《大明历》,但由于年代久远误差比较大。
当年耶律楚材就建议成吉思汗放弃《大明历》,并修订了《庚午元历》,但由于成吉思汗忙于西征,没有颁行新历。忽必烈当上大汗,刘秉忠也建议修订新历法。
至元十三年(公元1276年),忽必烈任王恂为太史令,郭守敬为同知太史院事,共同负责修新历,随后又令御史中丞张文谦任昭文馆大学士领太史院,与佥枢密院事张易负责主领此事,王恂又推荐许衡参与修定新历。
王恂等人根据自身特长各有分工,王恂负责推算,许衡晓历法之理,而郭守敬精通天象观测与仪器制造。
郭守敬认为:修历之本,在于测验,测验之器,莫先仪表。如今所用的司天浑仪,是北宋遗物,误差转大,难以准确。于是,郭守敬制成新的仪表式样,得到忽必烈的赞赏。
这新仪器包括“简仪”、“高表”、“浑天仪”等十二种,还创制了供观测人员携带的“正方案”、“丸表”等四种仪器。
简仪,是郭守敬发明的最重要的天文仪器,科技含量颇高,把浑仪上的圆周刻度精确到三十六分之一刻(如今现代天文望远镜还运用这一发明),其“法简而中,用密不穷,历校古陈,未与俟功”,可以说在世界上前无古人。
仰仪是一台铜制的俯视天象的仪器,形状像一口仰放着的铜锅,直径一丈二尺,深六尺,锅口上边刻着东南西北四方位,锅内里刻着与观测地纬度相应的赤道坐标。锅口面上用一横一竖交叉的架起一块小板,板上凿一个正对锅底中心的小孔。太阳光透过小孔,在锅面上映出圆形的倒像。人们从仰仪底部的这个倒像,就可以读出太阳的实际坐标来,如发生日食,人们还可以从上述倒像的相应亏缺,看出日食的时刻与方位等。
高表、景符、窥几是通过测影确定节气时刻的三种仪器。
元人杨桓对这三种仪器赞曰:“表高之法,先哲匪惮,其巅影虚,取的是患。表梁上陈,景符下依,符窍得梁,景辰精微。揆月有方,窥几是映。几限容光,圭表交应。器术之密,推步之精,历古于今,斯毕其能”。
经郭守敬与诸多天文历法的官员共同努力,于至元十七年(公元1280年)编成新历,忽必烈赐名《新时历》,颁行天下。
可以说,郭守敬是中国历史上最著名的天文学家与水利学家,是中华民族科技史上的骄傲。
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