| 天人地 | 2023-12-27 15:51 |
 据说地球人民都关注分享我局了(⊙v⊙) NO.2516-治水专家郭守敬 文字：朝乾 校稿：朝乾 / 编辑：蛾 本期内容 由地球知识局与北京郭守敬纪念馆联合制作 北京有一个地名，叫做“积水潭”。地铁2号线有积水潭站，还有一座著名的积水潭医院。但是今天的北京，已经没有一片叫做积水潭的水域。 事实上，二环内的什刹海，正是积水潭的残余。今天的什刹海，被分割为前海、后海、西海三块封闭的小水域，水面上偶有几艘游船。然而700多年前的积水潭，却是一片十分开阔的水域，而且船舶众多，当时的人甚至用“舳舻蔽水”来形容。 夏日，什刹海一景（图：图虫创意）▼  被郭守敬改变的北京城 郭守敬（1231年—1316年），河北邢台人，和元世祖忽必烈是同时代人。忽必烈营建大都时，北方经济凋敝，京师十分依赖于南方的物资，但此时大运河已经不能通航。郭守敬的一项重要任务，就是将大运河通到大都城内。 隋唐时期的大运河是以洛阳为中心的，淮河以北的通济渠向西通到洛阳，与黄河以北的永济渠共同构成一个大弯角。当时的大运河这样布局，显然是有利于向洛阳、长安运输物资的，并且方便隋唐王朝控制全国。 隋代运河系统（图：《大运河画传》）▼  到了元朝定都大都，政治中心北移，再去疏浚原来的运河意义便不大了。于是，郭守敬经过缜密勘查后，采取裁弯取直的方式，使运河不再经过洛阳，而是走山东进入海河流域。 元代大运河历史地图（图：《大运河画传》）▼  为了解决第一个问题，郭守敬改进了升船闸，在通州通往大都的运河上设立了24道船闸，改用石闸门，分段控制水位，利用连通器原理让船舶实现“爬坡”。 通惠河二十四闸（图：北京郭守敬纪念馆）▼  拐出一个大大的“C字型” （图：北京郭守敬纪念馆）▼  从图中可见，当时的积水潭面积不小 （底图：北京郭守敬纪念馆）▼  与元大都相比，明清北京城偏南▼  事实上，早在金朝时，人们就曾试过引永定河水，却以失败告终。因为永定河水过于汹涌，且含沙量很大，无法行船。金朝人开的这条河叫做“金口河”。 1265年，郭守敬向忽必烈建议重开金口河，得到了赞赏，并被授权全面负责元朝的水利工程。郭守敬吸取金人的教训，在金口的上游麻峪村附近，预先开引一个减水口，从减水口向西南再凿一段又深又广的水渠，重新连接金口以下的永定河。 减水渠示意图（图：北京郭守敬纪念馆）▼  但元朝时的永定河还是过于暴虐，考虑到都城的安全，朝廷最终决定关闭金口。从1266年到1301年，金口河总共用了35年。 今日，永定河畔永定楼（图：图虫创意）▼  （图：北京郭守敬纪念馆）▼  “四海测验”与《授时历》 郭守敬的另一项重要成就是观测天文。古人说：“工欲善其事，必先利其器”，郭守敬首先是改进了观察仪器。 元代以前用于确定星体坐标的浑仪，把测量道坐标、地平坐标和黄道坐标等多种不同坐标的机构都装在一个系统内。导致一个球面空间被安装了八九个圆环，制造、使用都很不方便，还遮挡视线。 而郭守敬改进发明的“简仪”，将把地平坐标与赤道坐标分为两个独立的装置，解决了这些问题，还利用滚珠轴承，使之转动更灵活，观测更加精确。 简仪，长这样（图：图虫创意）▼  此外，郭守敬还发明了仰仪、窥几等观测仪器。利用这些仪器，郭守敬观测出了前人未命名的星体一千余颗。 仰望漫天星宿，郭守敬会作何感想呢？ （图：图虫创意）▼  1279年，郭守敬向忽必烈建议：“唐朝开元年间，僧一行曾在全国13处观测点进行天文观测，如今元朝的疆域比唐还大，如果不分赴各地进行实测，就不能了解日月食的时刻和食分数、各地昼夜长短的差距，以及日月星辰在天球上的位置。” 这项建议得到了忽必烈的赞同，由此便开始了一项叫做“四海测验”的大规模天文观测活动。郭守敬在元朝广袤的版图上设立了27个测影所。这些测影所分布在不同纬度。通过观测当地的日影长短，就能计算出地球的半径。 图中北海测影所位置根据谭图修改 （底图：北京郭守敬纪念馆）▼  最南边的测影所叫做南海测影所，纬度在北纬15°左右，具体位置位于西沙群岛，可能是元朝实际控制疆域的最南边。 这27座测影所唯一保存至今的，就是河南登封的观星台。 星空下，河南登封观星台（图：图虫创意）▼  《授时历》以365.2425天为一年，与地球公转周期只差了26秒。这一数值，与西方通行的公历相同，却早了301年。 《授时历》还纠正了中国传统历法的许多弊端，创造了许多记录，是中国古代最精确的一部历法。元朝灭亡后，明朝的《大统历》只是换了个名字，实际上继续沿用这部历法。 此历法因古语“敬授人时”而得名 （图：北京郭守敬纪念馆）▼  伟大科学家的一生 郭守敬的一生，足迹遍及半个中国，完成大小百余处河渠泊堰的治理，科技成就有二十几项遥遥领先于世界水平。1316年，86岁高龄的郭守敬病逝在工作岗位上。 郭守敬小时候就已经表现出过人的天赋，在十五六岁时，就曾根据书上的一幅图，用竹篾扎制出一架测天用的浑仪。十七八岁的时候，郭守敬又照着一副拓印动手做出了一种计时器——莲花漏。 超强的动手能力（图：北京郭守敬纪念馆）▼  后来，郭荣把孙儿推荐给了刘秉忠。这位刘秉忠是郭守敬的同乡，以僧人的身份担任忽必烈的高级幕僚，后来成为了营建元大都的总负责人。 当时，刘秉忠因父丧回乡守制，在邢州西边的紫金山书院讲学。郭守敬通过祖父的推荐，拜在了刘秉忠的门下。比他年长的同学还有张文谦、王恂、张易等人，这五个人日后都成为了元朝在天文、历法、水利方面的能臣，被后世称为“紫金山五杰”。 （图：北京郭守敬纪念馆）▼  为了纪念郭守敬的成就，国际天文学组织把月球背面的一座环形山和太空中编号为2012号的小行星以郭守敬的名字命名。2010年，中国将新研制的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜命名为“郭守敬望远镜”。 郭守敬的智慧之光，至今仍在闪耀 （图：北京郭守敬纪念馆&Flickr@LuFeng）▼  北京郭守敬纪念馆掠影，感受一下 （图：北京郭守敬纪念馆）▼  |
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