郭守敬和《授时历》

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“奏上，赐名《授时历》，颁之天下。自是八十年间，司天之官遵而用之，靡有差忒。” ——《续资治通鉴》

  中国古代历法成就极其辉煌，许多成果长期领先于世界。传说黄帝首创历法，是古六历(黄帝、颛顼、夏、殷、周、鲁)之一。《尚书·尧典》中，已有“期三百有六旬有六日，以闰月定四时成岁”的记载，证明在尧的时代已经确定一年分四季，366日，并有闰月的设置。春秋时代天文学家曾经首创十九年七闰的方法，准确地调整阴阳历之间的差距。春秋末年又出现了“四分历”，它确定的岁实(从冬至到次年冬至的天数)为365.25日，是世界上最精确的回归年天数数值，和罗马颁布的儒略历数值相同，但是比儒略历早了500年。汉武帝太初元年(前104)实施《太初历》，规定一回归年为日，一朔望月为日，并将二十四节气首次订入历法。汉武帝的《太初历》施行之后的1000多年之间，又先后编制了70余种历法，其中包括不少优秀历法，如唐代李淳风编制的《麟德历》(665年)、僧一行编制的《大衍历》都比较有名，但是各种历法行用的年代都不长，只有元代郭守敬(1231—1316)编制的《授时历》行用360多年之久，成为中国古代历法最出色的代表。

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  郭守敬发明的简仪(模型)。它在中国传统浑仪基础上，将众多环圈简化，只保留两组最基本的环圈系统，这是当时最先进的天文观测仪器。  

  在编制新历法期间，郭守敬主持了全国规模的天文观测活动，在全国建立了27个天文观测点，分布在南起北纬15度，北至北纬65度，东起东经128度，西至东经102度的广大地域。他主要进行了日影、北极出地高度(观察北极星的视线和地平面形成的夹角度数)、春分秋分昼夜时刻的测定。测出的北极出地高度的平均误差只有0.35。郭守敬还从南北朝宋大明六年(462)到元至正十五年(1278)近900年间的天文资料中选出六个比较准确的数据，经过运算，确定一回归年的长度是365.2425日。这个数据和当今世界通用的公历(格里高利历)相同，但是却早了三个世纪。法国著名天文学家拉普拉斯(P.S.Laplace,1749—1827)也承认，就以日至测影而论，在13世纪中叶，当以郭守敬的四丈高表的测量最为精确。

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人们的生产、生活和大自然的季节变化息息相关，天文历法知识的不断丰富，促进了生产力的发展和生活水平的提高。图为木版年画《男十忙》、《女十忙》。



  郭守敬和其他的天文学家们艰苦奋斗、精确计算了四年，运用了弧矢割圆术来进行黄道坐标和赤道坐标数值之间的换算，以二次内插法解决了由于太阳运行速度不匀造成的历法不准确问题，终于在1280年编成了这部历史上空前精确、空前先进的历法，根据古书上“授民以时”的命意，取名为《授时历》。用郭守敬自己的话说，《授时历》“考正者七事”，“创法者五事”。主要是确定了一回归年的长度为365.2425日，一朔望月的长度为29.530593日，摈弃了沿用几百年的上元积年法，以至正十七年(1280)冬至作为历元(就是与天文学所列数据、图表相对应的时刻)。它的精确度只比地球绕太阳公转一周的时间差了26秒，和现在通用的公历(格里高利历)一年的长度一模一样，但是它比格里高利历早了300年。这真是一项了不起的伟大成就。

  《授时历》编制不久即传播到日本、朝鲜，并被采用。近年来日本和欧美等国的天文学家和天文学史家对《授时历》产生了新的兴趣，进行了广泛而深入的研究，并组织了翻译工作。《授时历》作为中国历史上一部优秀的、先进的、精确的历法，在世界天文学史上也占有突出的位置。郭守敬也受到国际天文学界的广泛尊敬，月球背面一座环形山被命名为“郭守敬环形山”，1964年发现的一颗小行星被命名为“郭守敬小行星”。