元代科學(xué)家郭守敬主持編撰了《授時(shí)歷》，這部歷法，反映了當(dāng)時(shí)我國(guó)天文歷法的新水平，它在我國(guó)沿用了三百多年，產(chǎn)生了重大影響。朝鮮、越南都曾采用過《授時(shí)歷》。

《授時(shí)歷》

內(nèi)容簡(jiǎn)介

《授時(shí)歷》，每月為29.530593日，以無中氣之月為閏月。它正式廢除了古代的上元積年，而截取近世任意一年為歷元，打破了古代制歷的習(xí)慣，是我國(guó)歷法史上的第四次大改革。明初頒行的《大統(tǒng)歷》基本上就是《授時(shí)歷》，如把這兩版歷法看成一版，可以說是我國(guó)歷史上施行最久的一版歷法，達(dá)三百六十四年?！妒跁r(shí)歷》為公元1276年（元至元十三年）六月至公元1280年（至元十七年）二月間，許衡、王恂、郭守敬、楊恭懿等在東西六千余里，南北長(zhǎng)一萬一千余里的廣闊地帶，建立了二十七所測(cè)驗(yàn)站點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)測(cè)完成（即四海測(cè)驗(yàn)）。

修訂經(jīng)過

元朝初年沿用過去金國(guó)的《重修大明歷》。這個(gè)歷法是公元1180年（金世宗大定二十年）修正頒行的。行用了幾十年后，誤差積累已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，所以發(fā)生了好幾次預(yù)推與實(shí)際現(xiàn)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），元軍占有了南宋都城臨安。就在這一年，元世祖忽必烈遷都大都，并且采納已死大臣劉秉忠的建議，決定修訂歷法，頒行元朝自己的歷法。于是，元朝廷下令在新的京城里組織歷局，調(diào)動(dòng)了全國(guó)各地的天文學(xué)者，修訂歷法。這件工作名義上以張文謙為首腦，但實(shí)際負(fù)責(zé)歷局事務(wù)和具體編算工作的是精通天文、數(shù)學(xué)的王恂。當(dāng)時(shí)，王恂就想到了好友郭守敬。他長(zhǎng)于制器和通曉天文。因此，郭守敬就由王恂的推薦，參加修歷，奉命制造儀器，進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)。從此，在郭守敬的科學(xué)活動(dòng)史上又揭開了新的一章，他在天文學(xué)領(lǐng)域里發(fā)揮了高度的才能。

郭守敬首先檢查了大都城里天文臺(tái)的儀器裝備。這些儀器都是過去金國(guó)的遺物。其中渾儀還是北宋時(shí)代的東西，是當(dāng)年金國(guó)占有北宋的京城汴京以后，從那里搬運(yùn)到金國(guó)中都來的。當(dāng)初，一共搬來了三架渾儀。因?yàn)殂昃┑木暥群徒鹬卸枷嗖罴s四度，不能直接使用。金國(guó)的天文官曾經(jīng)改裝了其中的一架。這架改裝的儀器在元初也已經(jīng)毀壞了。郭守敬就把余下的另一架加以改造，暫時(shí)使用。另外，天文臺(tái)所用的圭表也因年深日久而變得歪斜不正。郭守敬立即著手修理，把它扶置到準(zhǔn)確的位置。這些儀器終究是太古老了，雖經(jīng)修整，但在天文觀測(cè)必須日益精密的要求面前，仍然顯得不相適應(yīng)。郭守敬不得不創(chuàng)制一套更精密的儀器，為修歷工作奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。歷法的制定工作中所必須的天文觀測(cè)，主要是兩類。一類是測(cè)定二十四節(jié)氣，特別是冬至和夏至的確切時(shí)刻；用的儀器是圭表。一類是測(cè)定天體在天球上的位置，應(yīng)用的主要工具是渾儀。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的標(biāo)竿或石柱；“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當(dāng)太陽轉(zhuǎn)到正南方向的時(shí)候，表影就落在圭面上。量出表影的長(zhǎng)度，就可以推算出冬至、夏至等各節(jié)氣的時(shí)刻。表影最長(zhǎng)的時(shí)候，冬至到了；表影最短的時(shí)候，夏至來臨了。它是我國(guó)創(chuàng)制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。這種儀器看起來極簡(jiǎn)單，用起來卻會(huì)遇到幾個(gè)重大的困難。

首先是表影邊緣并不清晰。陰影越靠近邊緣越淡，到底什么地方才是影子的盡頭，這條界線很難劃分清楚。影子的邊界不清，影長(zhǎng)就量不準(zhǔn)確。使用圭表時(shí)的第二個(gè)難題就是測(cè)量影長(zhǎng)的技術(shù)不夠精密。古代量長(zhǎng)度的尺一般只能量到分，往下可以估計(jì)到厘，即十分之一分。按照千年來的傳統(tǒng)方法，測(cè)定冬至?xí)r表影的長(zhǎng)，如果量錯(cuò)一分，就足以使按比例推算出來的冬至?xí)r刻有半個(gè)至一個(gè)時(shí)辰的出入。（一個(gè)至兩個(gè)小時(shí)）這是很大的誤差。還有，舊圭表只能觀測(cè)日影。星、月的光弱，舊圭表就不能觀測(cè)星影和月影。所以為了修訂歷法，元朝廷修建了觀星臺(tái)，并且進(jìn)行了有史以來最大規(guī)模的天文學(xué)實(shí)際測(cè)量的工作，最北到達(dá)了西伯利亞，最南則到達(dá)了南海諸島。通過一系列精準(zhǔn)的天文測(cè)量，并且在南宋《成天歷》的基礎(chǔ)上，郭守敬等杰出的科學(xué)家終于克服了修訂歷法中的種種困難，非常成功的精確制訂完成了《授時(shí)歷》這部卓越的歷法。

明初宋濂等撰《元史》記載，公元1276年（至元十三年）六月，元世祖命王恂與江南日官置局修歷，以張易董其事，易恂奏宜得許衡明歷理，遂詔命許衡赴京領(lǐng)改歷事，至元十五年詔郭守敬，十六年詔楊恭懿修歷。而且在《歷志》中明確指出許衡為《授時(shí)歷》主編，“今衡、恂、守敬等所撰《歷經(jīng)》及謙《歷議》故存，皆可考據(jù)”。在清魏源撰《元史新編·歷志》及其它諸多史書中均有同樣記載。說明在明、清兩朝同樣記載許衡為《授時(shí)歷》主編。

郭守敬等人還接受了修訂歷法的任務(wù)。公元1277年左右，郭守敬向朝廷建議，為修訂歷法，組織一次全國(guó)范圍的大規(guī)模的天文觀測(cè)。元世祖忽必烈接受了建議，派十四名天文學(xué)家，到國(guó)內(nèi)二十六處地點(diǎn)進(jìn)行了幾項(xiàng)重要的天文觀測(cè)，歷史上把這項(xiàng)活動(dòng)稱為“四海測(cè)驗(yàn)”，測(cè)定了夏至日的表影長(zhǎng)度和晝、夜時(shí)間的長(zhǎng)度，為修訂歷法提供了很多精確的數(shù)據(jù)。

歷史意義

《授時(shí)歷》它有不少革新創(chuàng)造，例如，定一回歸年為365.2425日，比地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周的實(shí)際時(shí)間，僅差25.92秒，和現(xiàn)代世界通用的公歷完全相同。在編制過程中，他們所創(chuàng)立的“三差內(nèi)插公式”和“球面三角公式”，是具有世界意義的杰出成就。按照《授時(shí)歷》的推斷，1299年（大德三年）八月己酉朔巳時(shí)，應(yīng)有日食，“日食二分有奇”。但到了那一天，“至期不食”。是否《授時(shí)歷》錯(cuò)了？根據(jù)現(xiàn)代天文學(xué)推算，那天確實(shí)有日食發(fā)生，是一次路線經(jīng)過西伯利亞極東部的日環(huán)食。只是食分太小，加之時(shí)近中午，陽光很亮，肉眼沒能觀察到罷了?！妒跁r(shí)歷》經(jīng)受住了時(shí)間考驗(yàn)。

郭守敬簡(jiǎn)介

郭守敬（1231年－1316年），字若思。邢州邢臺(tái)縣（今河北省邢臺(tái)市）人。元朝著名的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、水利工程專家。早年師從劉秉忠、張文謙，官至太史令、昭文館大學(xué)士、知太史院事，世稱“郭太史”。元仁宗延祐三年（1316年），郭守敬逝世，享年八十六歲。著有《推步》、《立成》等十四種天文歷法著作。

郭守敬在天文、歷法、水利和數(shù)學(xué)等方面都取得了卓越的成就。他自至元十三年（1276年）起，奉命修訂新歷法，歷時(shí)四年，制訂出了通行三百六十多年的《授時(shí)歷》，成為當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的一種歷法。為修訂歷法，郭守敬還改制、發(fā)明了簡(jiǎn)儀、高表等十二種新儀器。

至元元年（1264年），郭守敬奉命修浚西夏境內(nèi)的古渠，更立閘堰，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)田得到灌溉。至元二十八年（1291年），郭守敬任都水監(jiān)，負(fù)責(zé)修治元大都至通州的運(yùn)河，耗時(shí)一年，完成了全部工程，定名通惠河，發(fā)展了南北交通和漕運(yùn)事業(yè)。

1970年，國(guó)際天文學(xué)會(huì)以郭守敬的名字為月球上的一座環(huán)形山命名為“郭守敬環(huán)形山”。1977年3月，國(guó)際小行星中心將小行星2012命名為“郭守敬小行星”。中科院國(guó)家天文臺(tái)也將國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施LAMOST望遠(yuǎn)鏡命名為“郭守敬天文望遠(yuǎn)鏡”。