小办法解决大问题，走近科学巨人郭守敬

受访专家：北京郭守敬纪念馆馆长、中国博物馆协会青年工作委员会常委 张鹏（朋朋老师）

采访整理：刘迪琛

编辑：孙怡

农历乙巳蛇年全年竟有384天——随之网友们纷纷发出“为什么公历年与农历年有时差”的疑问。探究其背后原因，也与本期《物现文明》的“男主”郭守敬有着密切关联。

为此，央博专访了北京郭守敬纪念馆馆长张鹏（下文称朋朋老师）。作为很多孩子心目中的“博物馆启蒙人”，他被孩子们亲切地称作朋朋老师，他不仅创建了文博专业自媒体“耳朵里的博物馆”，还出任了北京郭守敬纪念馆的馆长。他眼中的郭守敬又是怎样的一位人物呢？

郭守敬纪念馆正门，图片由北京郭守敬纪念馆提供

央博：农历是阳历和阴历结合的产物。其实早在元朝，郭守敬就已经测算出了一个回归年的长度，并制定了《授时历》。在700多年前取得如此精确、科学的测量结果，其背后一定有很多不为人知的故事吧。

朋朋老师：在中国的历史上，历朝历代在改朝换代时都要编写历法，用于指导农业生产。忽必烈于1271年定国号为元，于1276年成立了太史局。太史局有一个紧急的任务就是编新的历法。元朝初年沿用的是金代历法《重修大明历》，当时这一历法便已使用了近百年，已经出现误差，天象预测常常与实际情况不相符，经常出现“前日中秋节今宵月方圆”这样的情况，影响了生产与生活。

在此背景下，忽必烈让王恂、许衡、郭守敬等人组成了一个技术攻关团队，专项解决编订历法的问题，项目最初的总负责人是王恂而非郭守敬。

这部元朝编订的新历法之所以能被后世视为精确且先进的历法，我认为主要具备了以下两个条件：

第一条件是“四海测验”。元朝的国土面积非常辽阔，东西六千多公里，南北一万多公里。如果不赴实地考察，就不能了解各地昼夜长短的差距、日蚀月蚀的食分数等基础数据。为了确保准确性，郭守敬向忽必烈建议发起了一次大规模的天文观测活动。这些观测点的选取“东至高丽，西极滇池，南逾朱崖，北尽铁勒”，而中心的观测点就在登封。郭守敬亲自主持在登封建造了观星台。登封本就是传统的观星地点，北依嵩山，南临箕山颍水，地势适宜观测。《周礼》中记载周公旦就曾在嵩山脚下“土圭测日影”，唐代还在此复建了“周公测景台”。总之，通过“四海测验”取得实地数据对于元朝新历法的编订起到了重要作用。

第二个条件是有前朝历法作为基础。郭守敬收集整理了自西汉以来的七十多种历法并进行研究，总结了八百多年的历史数据，在大量研究、学习前朝历法的基础上，最终编订元朝的新历法。

自启动编订历法工作，最终历时4年时间新历法颁制完成，忽必烈将这部历法定名为《授时历》，取《尚书·尧典》中“历象日月星辰，敬授人时”之意。

《授时历》颁布之后，修订工作仍在继续，主要负责人就是郭守敬。历法修订工作后期，太史局团队大部分成员都已退休或者去世了，郭守敬作为前期的团队骨干力量则坚守到了最后。他又用了4年的时间，对《授时历》进行订正。

《授时历》之精确、先进，其影响延续到了明代——有明一朝没有重新编写历法，只是将《授时历》更名为《大统历》继续沿用。《授时历》自问世之日起，又被沿用了360多年，直到明末才被废止。

郭守敬纪念馆-郭守敬生平，图片由北京郭守敬纪念馆提供

央博：您刚才提及了《授时历》问世的背景，在翻阅资料时可以发现，郭守敬为了实现天文观测也发明很多仪器，是吗？

朋朋老师：人们常说“郭守敬测算了《授时历》”，这只能代表他在天文方面的总体成就。其实他还发明了二十多种天文仪器，不同仪器针对不同的天文现象，有的是测星轨的，有的是测日食、月食的……他还改良过的高表、圭表，当然在众多仪器中最具代表性的就是简仪。

简仪改良自浑仪。郭守敬将浑仪精简，主要拆为一套赤道装置和一套黄道装置。当然我们一句话说“拆开了”，看似轻巧，但实际上其背后是蕴含着一套精准的算法的。

我每次向观众讲解简仪的时候，都会着重提出两点：

其一，简仪中两个圆环相嵌，为了降低摩擦力，郭守敬发明了滚柱轴承，这在当时属于世界领先发明。

其二，简仪虽“简”，但亦有外部装饰，尤其是摩羯鱼的形象，其装饰设计者为尼泊尔人阿尼哥，他也是北京白塔寺的建造者，至今白塔寺仍有他的造像。

央博：郭守敬是元朝的天文学家、水利学家，也是仪器制造家，到底是什么样的环境和经历，能够造就这样一位科学通才呢？

朋朋老师：首先是郭守敬的家学。有别于其他家庭只关注儒学文化，郭守敬的祖父精通算学，在当时，既精通算学又是文人读书人的情况较为少见。因此，这种家学对郭守敬发展数学和科学的兴趣提供了有利环境。

其次，也是很重要的原因，郭守敬是一个动手能力特别强的人，愿意动手实践，这种品质在中国传统教育理念中是鲜有体现的。郭守敬有位徒弟叫做齐履谦，写有一本《知太史院事郭公行状》，里面收录了很多郭守敬小时候的故事。比如他自幼便会拿竹片去制作简化版的浑仪；21岁就带着家乡人去治水，只用4个月便治理好了在邢台泛滥的达活泉等等。

第三个重要原因是时代原因。郭守敬32岁见到了忽必烈，那时候忽必烈46岁，总理漠南已近十年。试想，一位怀揣抱负与设想的32岁小伙子，遇到了一位46岁意气风发的大汗会是怎样的相遇。毫无疑问，郭守敬赶上了破旧立新的时机，忽必烈给了他很大的支持。

郭守敬纪念馆-大运河介绍，图片由北京郭守敬纪念馆提供

央博：您刚提到郭守敬治水的故事，他作为一位水利专家还有哪些功绩呢？

朋朋老师：郭守敬在大运河方面的贡献尤为显著，用一句话概括就是规划者和贯通者。

所谓“规划者”，是因为郭守敬规划了大运河山东段河道。原来的隋唐大运河是要走洛阳的，但元代的政治中心在北京，需要缩短航线。郭守敬虽然没有亲自去现场施工，但他此前走遍了山东、河南、河北等多地，进行过实地考察，因此才能提出改道方案，是实实在在的“规划者”。

所谓“贯通者”，则是因为他主持修建了通惠河，使通州连到大都、积水潭。时至今日，京杭大运河全线贯通，很多专家就认为应该以1293年为起始点，即以通惠河的贯通为起点，真正让粮食进到了大都城，而不是只进到了通州。

郭守敬纪念馆-北京大运河模型，图片由北京郭守敬纪念馆提供

央博：如果要从郭守敬身上提炼一个关键特质，您认为是什么呢？

朋朋老师：我觉得郭守敬最令人敬佩的点就是“用小办法解决大问题”。人们一说到水利工程，想到的往往是要动多少土方，如何工程浩大，但郭守敬则善于用一些看似不起眼的“小”动作，去解决大问题。

比如说，要想将玉泉山的水引入城中作为皇帝的饮用水，就会遇到如何避开元大都护城河的问题。对此，郭守敬想出了“跨河跳槽”的办法，就是建一座水上立交桥，底下走护城河的水，上面走金水河的水，如此一来饮用水与护城河的水就不会混在一起了。

看似简单，但建立立交桥的前提，是必须知道上方金水河的水位究竟会比底下护城河的水位高几米，可想而知，当时郭守敬势必是把西山的地形走了一遍，才能测出哪个地势高，哪个地势低，花费的心力和功夫可见一斑。

看遍郭守敬的种种功绩不难看出他的可贵特质，就是亲力亲为充分掌握实际情况，再通过巧妙的“小”办法，最终解决“大”问题。