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郭守敬与大运河
作者:陈红旗

郭守敬是十三世纪末、十四世纪初世界最伟大的科学家,他的科学成果不仅在中国,而且在全世界都是非常卓越的。他从事科学研究所体现出来的科学精神、科学思想、科学方法更是反射着人类智慧的光芒。

很多人知道郭守敬是伟大的天文学家和数学家,却对郭守敬在水利方面的成就知之甚少,或者根本不了解。很多人都知道京杭大运河,但却对对京杭大运河的形成具有决定性贡献,被尊称为京杭大运河之父的郭守敬知之甚少。我就是其中之一。

郭守敬在科学方面的贡献可以说是无与伦比的,他制定的通行三百六十多年的《授时历》,是当时世界上最先进的一种历法,除了在天文学数据上的进步之外,在计算方法方面也有重大的创造和革新;他创造的天文仪器中,反复运用了针孔成象原理,体现了中国古代较高的光学知识应用能力;他所从事和领导的观测项目很多,其中最佳、最精确的即为四海测验以及冬至时刻,精确推断出以365﹒2425天为一回归年的长度,并与现今通行的公历值完全一致。他还主持制造过简仪、仰仪、高表等十多种天文仪器,这些成果都比欧洲早300年。晚年还编纂了《推步》、《立成》、《仪象法式》等著作。

中央电视台四频道《远方的家》栏目,有段时间每天下午有一档系列节目《大运河》,当断断续续看到第66集《什刹海运河寻踪》时,突然有一句解说词:“追寻大运河总设计师郭守敬的足迹”,使我眼前一亮,怎么天文学家郭守敬与大运河扯上关系了。随着影像的推进和解说的深入,更使我震惊和无地自容,自己也算读过书的人或算与郭守敬半个老乡的人,却对郭守敬在水利方面取得的巨大成就浑然不知。看来真的是学无止境啊。

郭守敬出生于公元1231年,河北邢台人,青年时代在祖父郭荣的教育和熏陶下,对自然科学和地理知识产生了深厚地兴趣。后来跟从刘秉忠学天文地理知识。他从小勤奋好学,在少年时代就养成了很强的动手能力,十五六岁时,就根据书上的一幅插图,用竹篾扎制出一架测天用的浑仪。并弄清了当时颇为先进的计时仪器莲花漏壶的工作原理。正如解说中纪念馆年轻馆长朋朋哥说的,当我们还在中学懵懂无知时期,郭守敬已经有好几项发明了。他一生科技成就有二十多项遥遥领先世界水平,为人类科学事业的发展作出了巨大贡献。

公元1262年由于他在科学和水利方面不俗表现,被推荐给忽必烈,1265年任命为都水少监,1271年升任都水监,主管全国水利事物。而对京杭大运河的重新规划与设计,成为郭守敬水利成就的亮点之一。

历史上的中国大运河虽然都以京、杭为端点,但大体经历过两种规制走向。一种是元代以前的大运河,主要是隋唐时期形成的,以中原腹地洛阳、开封等为中心向北京、杭州两个方向展开,略呈扇形或弓形分布,学界一般称之为隋唐大运河或大运河;另一种是元代以后的大运河,通过山东段会通河的开凿,京杭之间不再经过洛阳一带,航道被大大拉直和缩短,这就是学界乃至民间沿称至今的京杭大运河。京杭大运河的真正设计或规划者便是郭守敬,通过对隋唐大运河的截弯取直,将东西走向的运河改造成贯通南北的京杭大运河。京杭之间缩短行程近800公里,初步奠定了元代迄今京杭大运河的走向和格局。这是郭守敬对京杭大运河的最大贡献。此外,郭守敬还设计并亲自主持了北京通惠河的修建,使漕粮可以直运京城,由于他对京杭大运河的形成具有决定性的成就,所以被尊称为京杭大运河之父。

今天的北京还留有许多“明清古都”的印记,但其实,北京的基础建设,更要感谢金元时代,比如,这座城市的生命线:供水与漕运渠道,就是在元代完成的。而完成这项大工程的,竟是我们熟悉的古代天文学家——郭守敬。

为纪念郭守敬,北京在西城区德胜门西侧甲60号什刹海西海北岸的汇通祠建立了纪念馆。并以“世界名人郭守敬,世界遗产大运河”为主题。汇通祠始建于元代,最初名为镇水观音庵,当年郭守敬曾长期在此主持全国水系的水利建设和设计,清乾隆年间重修,改名汇通祠。纪念馆从“生平大事”、“元代积水潭”、“大都治水”、“测天制历”四个方面向人们展示了郭守敬的生平功绩。特别是他对大都(北京)水利建设和经济发展的贡献,并利用视屏、智能、模拟、多媒体等手段,诠释郭守敬的毕生功绩,其巨型沙盘还演示出北京的水网、通惠河开凿图等,从这里可以了解到,郭守敬一生中大部分时间从事水利建设,足迹遍及大半个中国,完成大小百余处河渠泊堰的治理。

京杭大运河流经河北500余公里,北部由沧州青县李又屯村流入河北境内,经衡水故城辛堤村流入山东,是大运河北段南运河的一部分。河北境内的大运河,地处华北平原,背靠燕山山脉,沟通海河和黄河两大水系,沿途景致丰富,文物遗迹众多,碧波荡漾的一湾清水,承载着厚重的运河文化,滋养着生生不息的沿线百姓。

在郭守敬的故乡河北邢台市区也有一座郭守敬纪念馆,座落在风景秀丽的达活泉公园,主体建筑为明清园林式建筑风格。遗憾的是我做为河北人,也去过邢台,但只是在外边看了看郭守敬铜像,而没有进到里面认真观瞻,不然也不会对郭守敬了解的这么不全面了。但仅郭守敬的铜像就让人肃然起敬,铜像高4.1米,重3.5吨,二目炯炯有神,似蕴藏着无穷的智慧,硬且稍翘的胡须,反映出郭守敬坚强的意志和实干精神。据一起来的朋友介绍,铜像上郭守敬手持着四卷图纸,分别代表郭守敬科技伟业的四个方面,即天文、水利、数学和仪器,而且天文卷上还有四个圆点,分别代表四个星座。在铜像身后,还建有一座观星台,又叫测影台,是用来测量日影长短的建筑式高表,是按登封观星台(郭守敬亲自主持建造的)1:1的比例仿制的。它由两部分组成,一是梯台建筑,二是由台身北壁凹槽向北平铺于地的石圭。观星台主要是为当时著名的四海测验建立的,台顶可放置天文仪器,以观测日、月、星辰。

为表彰郭守敬对世界天文科学上的贡献,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”。中国科学院国家天文台也将国家重大科技基础设施LAMOST望远镜命名为“郭守敬天文望远镜”。正是由于这些命名活动,一直以来才把郭守敬与天文学家联系一起,而忽略了他对水利、数学方面的贡献和对京杭大运河做出的突出成就。为纪念这位伟大的科学家,国家还发行了郭守敬纪念邮票和纪念币,邢台市区还把最主要的一条街道命名为郭守敬大道(现更名为“守敬北道”和 “守敬南道”),以让人们永远记得这位世界名人。

郭守敬的一生主要是从事科学研究工作,在科学活动中,他精心观察客观事物的特点,从中掌握它们的发展规律;他能很好地发现和总结劳动人民的发明创造,从具体实践中得到运用和提高;他善于从别人的经验教训中吸取有用的东西,取长补短,使自己的科学研究事业逐渐趋于完善。但是他从不满足前人的现成经验,敢于大胆探索,富有创新精神。由于他孜孜不倦、刻苦钻研、勤奋实干,所以在天文、历法、水利和数学等方面取得了卓越的成就。

(此文在河北省文物局“运河情·故乡梦”征文活动中获三等奖)

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