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第四章 元明时期的地图 第一节 郭守敬与元代的纬度测量

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郭守敬(公元1231—1316年),字若思,顺德邢台(今河北邢台市)人。他的祖父郭荣学识渊博,精于算数与水利,对郭守敬的成长影响很大。郭荣还使郭守敬师从精通天文、地理、律历的刘秉忠。中统三年(公元1262年),郭守敬因熟悉水利而受到元世祖忽必烈的召见,此后即被委派为负责水利的官员。至元十三年(公元1276年),郭守敬调任太史局(后改为院)),负责编制新历,在此期间组织了“四海测验”,对全国的纬度进行了空前规模的实测。至元十七年(公元1280年)编成了著名的授时历。此后,郭守敬还主持开通了通州至首都大都(今北京市)的运河。

郭守敬受命编制新历后,就认识到“历之事,在于测验,而测验之器,莫先于仪表”(历法的制订主要依靠实际测量和检验,而测量、检验的工具又取决于仪表)。正因为如此,他首先致力于创制“仪表”,即简仪、高表、仰仪、立运仪、景符等十几种专用仪器,还为野外观测设计了丸表、悬正仪、座正仪等仪器。这些仪器具有精确、灵巧、简便的优点,对这次大规模的测量起了重要作用。

以郭守敬为首的14名官员和大量测量人员在南北长11000里,东西宽8000里的辽阔范围内布下了27个观测站,又在其中精心选出七个比较重要的点:南海(今越南中部)、衡岳(今湖南衡山)、岳台(今河南开封)、和林(今蒙古鄂尔浑河上游东岸哈尔和林)、铁勒(今俄罗斯境内安卡拉河、叶尼塞河地区)、北海(今俄罗斯下通古斯卡河下游)和大都(今北京市)。除大都是首都外,其余六个点从南到北代表了各大区域,相邻两点纬度的间隔都是10度。在这些点所作的观测项目都较其他点齐全。为保证资料的可靠性,在中原地区加密了观测站,这些站集中在北纬40度至30度的范围。为了顾及东西的差异,还选取了高丽(今朝鲜开城)和西凉州(今甘肃武威市)。将这些站的北极出地值(即北天极的地平高度,亦即纬度)和它们现在测得的实际纬度相对照(见下表),可以看出,中原地区观测站的差值比较小,特别是陕西四川行省三个点、河南行省四个点和中书省直辖地三个点的差值分别是5'、12'和23',其中岳台(今河南开封市岳台坊)完全没有误差。衡岳的差值最大,达2°23',可能是古今的观测点不在一处造成的。用当时的仪器和技术能达到这样的结果,是非常先进的水平。

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