阅历|佟怡天：小暑新阅历，走近低调而伟大的古代科学家郭守敬( 二 ) 科学|郭守敬|佟怡|低调|北京

“在元代，由郭守敬主要编制的《授时历》中，测出一个回归年的周期是365.2425天。这个时间的精确度，与我们今天正在使用的、当今世界通行的《格里高利历》仅仅相差不到26秒，但领先了欧洲三百年。 ”佟怡天告诉环球网采访人员，在《授时历》的编制过程中，二十四节气的测定至关重要，这是因为“在历法里，测定一年时间的起止是以冬至节气来计算的。 ”
郭守敬测定冬至，采用圭表测影，并使用测影数据来推算冬至时刻。在中国古代，圭表测影很早就被用作判断节气的方法。而郭守敬在测影工作中，首度改八尺表为四丈高表，使影长变化更加明显、便于观察，同时改良了测影方法，提高了测影精度。 “通俗一点儿说， ‘高表’就是一个放大的圭表，有五六层楼高。当太阳的影子投射到地面的测量尺上，就能读取到一个非常精确的刻度。 ”佟怡天介绍，位于河南登封的古观星台正是由郭守敬创建，这不仅是我国现存最早的天文台，也见证了中国古代验证和测量二十四节气的探索历程。

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北京郭守敬纪念馆与郭守敬雕像（受访者供图）
“在郭守敬的一生当中发明了二十多种科学仪器。 ”佟怡天讲述，在天文测量、计时观测方面除了高表，郭守敬还先后研制出简仪、仰仪、玲珑仪等多种当时先进的天文仪器。比如仰仪是用来观测日食，也有测定时间的功能。如今这件仪器是由专家根据古籍记载进行复原而成。
仰仪的外观是一个方形的外壳，里面是一个半圆形球体，直观看起来就像一口大锅。它利用小孔成像的原理，让太阳盈亏过程的影子，通过小孔投射到这口“大锅”里面，使人们可以不需要直接用肉眼对着太阳来观测。佟怡天揭秘， “这口‘大锅’的底部刻划着与时间、节气相关联的精准刻度。如果我们按照郭守敬测算出来的数据，把仰仪找好一个角度，对准太阳，当到了某个节气到来时，太阳的影子投射到锅底，它一定是刚刚好地投射在节气标记的小方格里面，这个仪器在节气当天的测量里是非常准确的。 ”
从第一年的冬至到第二年冬至的时间里，郭守敬与他当年的“同事”们一起在元朝广阔的疆域范围内进行了一次大规模的“大地测量” ，历史上称之为“四海测验” 。当时全国总共设立了27 个观测站， “积累一年之中不同纬度地区的太阳影长等一系列科学观测数据，在这些‘大数据’的基础上，再加上在当时非常严密的数学演算，并参考四十余部历法，才制定出这样一部历法。 ”佟怡天说，《授时历》的编制也堪称古代的“大数据”工程。

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