郭守敬不懈鉆研求索

那是在元代，河北邢臺有個名叫郭守敬的科學家，一生研究出大量的科學成果，在科學界引起極大關注。

郭守敬從小刻苦學習，遇事善于思索，勤于實踐。在他十五六歲時，他得到了一份古人用儀器觀測到的日月星辰景象的“璇璣圖”，他被吸引住了。

他不但認真地閱讀了這份圖，還親自動手用竹篾制造了一臺渾天儀，修了一個安放這個渾天儀的土臺，直接觀測天空星辰的位置。

后來，郭守敬以其才學得到了元朝統治者的重用，郭守敬負責儀器制造和天文觀測。首先，他和王恂等人親自主持了編訂新歷的工作。經過多年辛勤努力，1280年，新歷告成，被定名為“授時歷”，并于次年正式頒行。

郭守敬在負責儀器制造過程中，對舊的天文儀器逐一進行檢查，并與工匠配合，研制成了十多種天文儀器，其中有許多儀器在當時世界都是居領先地位的。

圭表測影技術，在當時有了明顯的進步。為了克服表端的影子因日光散射而模糊不清的問題，郭守敬創用了4丈高表，為傳統8尺圭表的5倍。

自北宋起，制造的渾儀特別多，為了測量各種不同坐標值的需要，渾儀上增設了越來越多的環，其固定的裝置，有地平、子午、天常等環，能夠旋轉的環有白道、赤道、黃道環等。以致八九個圓環遮掩了很大的天區，使用起來很不方便。并且這樣多的環放在一個共同的中心上，校正起來也很困難。

北宋的沈括取消了白道圈。郭守敬借鑒了沈括的做法，在沈括的基礎上，又取消了黃道圈，并創造性地設計和制造了著名的簡儀。簡儀改變了測量三種不同坐標的圓環集中裝置的方法，把它分解為兩個獨立的裝置，從而簡化了儀器結構，保留了四游、百刻、赤道、地平四環，增加了立運環。

這樣，除了北天極附近的天區外，對絕大部分天區，一覽無余。郭守敬又在窺衡兩端圓孔中央各置一線，增加了觀測的準確性。為了觀測赤經差，又在赤道環面上安裝了兩條界衡，界衡兩端用細線極軸與北端連接。這樣測量的精確度又大大提高了。

郭守敬還在赤道裝置上放置一個候極儀，使候極儀軸線和極軸平行，可以隨時校正赤道裝置。他又將一個固定的地平環和一個直立可轉的立運環以及窺衡構成的一個地平裝置。這是中國天文儀器中第一次出現的一個獨立的地平經緯儀結構，能同時測量地平經度和高度，當時稱之為“立運儀”。

郭守敬是一位著名的天文儀器設計制造家。除了圭表、簡儀、立運儀以外，著名的還有用于觀測太陽位置的仰儀、可以自動報時的七寶燈漏、觀測恒星位置以定時刻的星晷定時儀以外及水運渾象、日月食儀、玲瓏儀等。

仰儀是根據和利用小孔成像原理，在一個仰放著的中空半球面儀器內用十字桿架著一塊有小孔的板，孔的位置正在半球面的中心。太陽光經過小孔，在球面上就形成太陽的倒像。從球面上刻的坐標網立刻可以讀出太陽的位置和當地當時的真太陽時。

而當日食時還可以觀測日食的食分、各食象發生的時刻及日食時太陽所在的位置。對月亮和月食也能進行類似的觀測。這塊有小孔的可以轉動的板稱為璇璣板，它很可能就是用來檢驗交會的日月食儀。郭守敬的杰出創造，把我國古代天文儀器的制造推到了一個新高峰。

郭守敬還是一位著名的天文觀測家，除了對恒星位置進行觀測外，郭守敬還組織了一次空前規模的測地工作，在北京、太原、成都、雷州等27處設立了觀測所，測量當地緯度，由南海到北海，從西沙群島至北極圈附近，每隔10度設一觀測臺，測量夏至日日影長度和晝夜長短，觀測站數比唐代多了一倍，獲得了豐碩的成果。

對于一系列天文常數也都進行了測量，如1280年冬至時刻的精密測定，測定當年冬至太陽位置，測定當年冬至月離近地點距離，測當年冬至月離黃白交點距離，測定二十八宿距星度數，測定北京二十四節氣日出日入時刻，等等，也都取得了重要成果。

郭守敬還是一位政績卓著的水利工程專家。他曾主持了若干重要的水利工程，如修復唐來、漢延等渠，增辟大都水源，修浚通惠運河等。

其中唐來渠，漢延渠等都在黃河上游，唐來渠全長400里，漢延渠全長250里，及其它大小渠道，其溉田9萬多頃，對西北地區的農業生產發揮了重大的作用。他在渠口設滾水壩，又設若干退水閘，這是一套比較完善的閘壩設計方式。

郭守敬還在大都西北設計修筑了長30公里的白浮堰以解決通惠河的水源問題；并修建閘門和斗門若干座以維持通惠河的水位，從而保證了來往船只的通航。

在這些水利工程活動中還充分表現出郭守敬也是一位杰出的地理學家。他的水利工程設計都是以他自己的實際地理勘測資料為基礎的，他曾對今河南、山東一帶黃河附近幾百里的區域進行過細致的地形測量，繪制了多幅地圖。

他曾經親自上溯黃河，考察河源。他還發明了以海平面為標準來比較大都和汴梁地行高下之差的方法。這是地理學中一個重要概念——“海拔”的始創。他在通惠河上游河道路線選擇中所表現出來的對于地形測量的精確性至今還引起學者們的贊賞。

郭守敬一生不懈地鉆研探索，取得了豐碩的科學成就。他在天文和水利等方面的研究中，勇于實踐，注重實測，大膽創新，對推動中國科學技術的發展做出了巨大的貢獻。郭守敬以其重大的科學貢獻為中華民族贏得了榮譽。