简要叙述元朝著名天文学家和水利专家郭守敬的科学贡献.

Question

简要叙述元朝著名天文学家和水利专家郭守敬的科学贡献.

Answer 1

　　修治元大都至通州的运河.1276年郭守敬修订新历法,经4年时间制订出《授时历》,通行360多年.
　　编撰的天文历法著作有《推步》、《立成》、《历议拟稿》、《仪象法式》、《上中下三历注式》和《修历源流》等十四种,共105卷.
　　郭守敬和王恂、许衡等人,共同编制出我国古代最先进、施行最久的历法《授时历》.为了编历,他创制和改进了简仪、高表、候极仪、浑天象、仰仪、立运仪、景符、窥几等十几件天文仪器仪表；还在全国各地设立二十七个观测站,进行了大规模的“四海测量”,测出的北极出地高度平均误差只有0.35；新测二十八宿距度,平均误差还不到5'；测定了黄赤交角新值,误差仅1'多；取回归年长度为365.2425日,与现今通行的公历值完全一致.
　　郭守敬为修历而设计和监制的新仪器有：简仪、高表、候极仪、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪12种（史书记载称13种,有的研究者认为末一种或为星晷与定时仪两种）.
　　一项是黄道和赤道的交角的测定.赤道是指天球的赤道.地球悬空在天球之内,设想地球赤道面向周围伸展出去,和天球边缘相割,割成一个大圆圈,这圆圈就是天球赤道.黄道就是地球绕太阳作公转的轨道平面延伸出去,和天球相交所得的大圆.天球上黄道和赤道的交角.就是地球赤道面和地球公转轨道面的交角.这是一个天文学基本常数.这个数值从汉朝以来一直认定是24°,1000多年来始终没有人怀疑过.实际上这个交角年年在不断缩减,只是每年缩减的数值很小,只有半秒,短期间不觉得.可是变化虽小,积累了1000多年也就会显出影响来的.黄、赤道交角数值的精确与否,对其他计算结果的准确与否很有关系.因此,郭守敬首先对这沿用了千年的数据进行检查.果然,经他实际测定,当时的黄、赤道交角只有23°90′.这个是用古代角度制算出的数目.古代把整个圆周分成1365度,1度分作100分,用这样的记法来记这个角度就是23°90′.换成现代通用的360°制,那就是23°33′23″.3.根据现代天文学理论推算,当时的这个交角实际应该是23°31′58″.0.郭守敬测量的角度实际还有1′25″.3的误差.不过这样的观测,在郭守敬当年的时代来讲,那已是难能可贵的了.
　　另一项观测就是二十八宿距度的测定.我国古规代在测量二十八宿各个星座的距离时,常在各宿中指定某处星为标志,这个星称为“距星”.因为要用距星作标志,所以距星本身的位置一定要定得很精确.从这一宿距星到下一宿距星之间的相距度数叫“距度”.这距度可以决定这两个距星之间的相对位置.二十八宿的距度,从汉朝到北宋,一共进行过五次测定.它们的精确度是逐次提高的.最后的次在宋徽宗崇宁年间（1102～1106年）进行的观测中,这二十八个距度数值的误差平均为0°.15,也就是9′.到郭守敬时,经他测定的数据,误差数值的平均只有4′.5,比崇宁年间的那一次降低了一半.这也是一个很难得的成绩.