郭守敬測驗四海

□文、圖/羅方揚

逐夢星空——圖說天文航天

元朝的疆域極其遼闊，“北逾陰山，西極流沙，東盡遼左，南越海表……漢唐極盛之際，有不及焉”。這樣一來，唐代僧一行的測量數據就顯得不足了。為此，郭守敬向元世祖忽必烈提出在全國范圍內進行大規模天文測量的建議，這次測量史稱“四海測驗”。

郭守敬是中國歷史上的全才型科學家，由于疏浚河道、治理水患有功，被舉薦給忽必烈。郭守敬面陳關于水利的6 條建議，每奏一事，忽必烈都點頭稱是。隨即，郭守敬被任命為提舉諸路河渠，掌管各地河渠的整修和管理工作。郭守敬在水利工程、天文歷法、數學計算等方面都有杰出的貢獻，其中最突出的就是天文歷法。

四海測驗是中國古代規模最大且最精確的一次天文大地測量。在郭守敬的主持下，當時的元朝疆域之內一共設立了27 個觀測站。圖中所繪郭守敬背手而立，畫面右側背景就是當時的觀測站之一 ——河南登封觀象臺。此觀象臺保存至今，是世界上現存最早的觀象臺之一。

根據這次精密測量得到的數據，郭守敬編撰了《授時歷》。《授時歷》于1281 年（元至元十八年）開始頒行，明初頒行的《大統歷》其實也是它的延續，如把二者視為同一部歷法，可以說是中國古代最優秀且使用時間最長的歷法了。《授時歷》推算出的一個回歸年為365.2425 天，和現代觀測值（365.2422 天）相比，只差了26 秒。《授時歷》的精度和現行公歷（1582 年羅馬教皇頒布的《格里高利歷》）相當，但比西方早采用了300 多年。

天文大地測量當然離不開各種儀器。郭守敬在測量儀器上也有大量的創新和發展，研制了簡儀、高表、候極儀等10 多種儀器，圖中人物左側就是簡儀。在簡儀之前，中國的天文學家是用渾儀來測量天體位置的。但是，渾儀結構太復雜，使用不便。為此，郭守敬進行了改良，研制出了新的儀器，這就是簡儀。

簡儀是中國天文儀器制造史上的重要成果，也是當時世界上的一項先進技術，歐洲直到300 多年之后才有類似的儀器。一系列新儀器的誕生，使得天體測量精度和歷法準確度大為提高，也讓當時中國的天文科技實力領先于世界。