古代科技名人：李淳风、郭守敬、徐光启｜文物中的科学

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（原标题：古代科技名人：李淳风、郭守敬、徐光启｜文物中的科学）

文博时空 作者 徐之南 早在唐代，李淳风以历法推算、风力定级、易学研究等著称于世，元代的郭守敬在全国建立了 27 个天文观测点，明代的徐光启更是完成了我国古代农业技术的集大成之作，他们都是我国古代杰出的科学家。

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古代的科技名人，犹如历史长河中的明珠，闪烁着智慧与创新的光芒。在漫长的岁月里，他们以超越时代的智慧和勇气，开创了一个个令人惊叹的科技奇迹，留下了永恒的印记。他们或是发明了颠覆性的技术，或是提出了深刻的科学理论，无一不在科技史册上镌刻着自己的名字。

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早在唐代，李淳风以历法推算、风力定级、易学研究等著称于世，元代的郭守敬在全国建立了 27 个天文观测点，明代的徐光启更是完成了我国古代农业技术的集大成之作，他们都是我国古代杰出的科学家。他们的成就不仅在于其个人的天赋和努力，更在于他们对人类智慧的贡献，他们的发明和发现不仅改变了当时的世界，更为后世的科技发展开辟了新的道路。

01

[唐] 李淳风

李淳风（602－670 年），唐代天文学家、数学家、易学家，道士，道号黄冠子，岐州雍县（今陕西宝鸡岐山县）人。唐初时曾任过太史令，所以明太祖在敕封李淳风时，将他封为“侯位”，其他诸县城隍则被封为“伯位”。

李淳风一生著述颇丰，他和袁天罡所著的《推背图》以其预言的准确而著称于世，还有《乙巳占》《五代史志》《皇极历》《悬镜》《文史博要》《典章文物志》《秘阁录》十几部，并对《齐民要术》《本草》等几十部书籍进行过校注。

隋仁寿二年（602 年），李淳风生于岐州雍，自幼聪慧好学，博览群书，尤其精通天文、历法、数学等。李淳风 17 岁时，经推荐成为秦王李世民的记室参军。25 岁的李淳风上书，对道士员外散骑郎傅仁均所著的《戊寅元历》提出 18 条意见，唐太宗采纳 7 条意见，授予李淳风将仕郎，入太史局供职，鞠躬尽瘁 40 年。

唐太宗为何如此信任他？李淳风真的那么神吗？一日，主掌历法推算的唐太史李淳风校对新历，发现朔日（初一）将出现日食，古人认为日食是不祥的预兆。唐太宗不悦地说道：“届时若没出现日食，你又将如何自处？”李淳风回复圣上：“届时若日食没发生，臣将自请死罪。”当日，唐太宗李世民有意在庭中等候李淳风，眼看太阳就快下山了日食还没有发生，唐太宗下旨：“朕现在就让你先去和妻子诀别吧！”李淳风答复：“尚早。”尔后就在墙壁上做了一个标记，并回复唐太宗：“等日光照到我在墙上做的标记时，日食就会发生了。”果然如李淳风所言，日光照到墙上的标记时，日食发生，分毫不差。

唐 《乙巳占》

李淳风是世界上第一个给风定级的人，他的名著《乙巳占》，是世界气象史上最早的专著。《乙巳占》卷首为李淳风的自撰序，序言解释了他撰述此书的意图及编撰思想。占星学虽然有其内在依据，但在李淳风看来，历代的占星学家良莠不齐，鉴于这种情况，李淳风决定对历史上的占星学作一番梳理，总结诸家学说，“集其所记，以类相聚，编而次之，采摭英华，删除繁伪”，编写一部真正的占星学著作。因此，《乙巳占》不是现代意义上的科学著作，它是一部纯粹的占星学典籍。《乙巳占》全书十分之一以上的篇幅来讨论风占，其下名目达 33 种之多，如候风法、占风远近法、推风声五音法等等。

李淳风在数学方面的主要贡献，是编定和注释著名的十部算经。这十部算经后被用作唐代国子监算学馆的数学教材。

李淳风受命制浑仪，他在中国历史上第一次把浑仪分为六合仪、三辰仪、四游仪三重，其影响相当深远。

02

[元] 郭守敬

郭守敬（1231 年―1316 年），元朝著名的天文学家、数学家、水利工程专家，字若思，邢州邢台县（今河北省邢台市）人，曾任太史令。郭守敬的一生，足迹遍及半个中国，完成大小百余处河渠泊堰的治理，科技成就有二十几项遥遥领先于世界水平。1970 年，国际天文学会以郭守敬的名字为月球上的一座环形山命名为“郭守敬环形山”。1977 年 3 月，国际小行星中心将小行星 2012 命名为“郭守敬小行星”。

郭守敬三岁丧父母，十七岁制成浑天仪，十八岁完成邢州北脉治水。1262 年，郭守敬在上都向忽必烈面陈“水利六事”，将自己的水利设想及多年考察、治水的经验充分展示给了雄心勃勃的忽必烈。忽必烈听后说：“任事者如此，人不为素餐矣”。当即任命郭守敬为“提举诸路河渠”，负责经办各地水利事宜。他在入朝为官前后，曾几次遭暗杀，凭借智慧躲过。

郭守敬和北京的什刹海有什么关系呢？位于北京二环内的“什刹海”，实为积水潭的残余，被分割成前海、后海、西海三个封闭水域，偶尔可见游船行驶其上。然而在 700 多年前，积水潭曾是一片宽阔水域，船只川流不息，这一切与郭守敬密切相关。

在忽必烈营建大都时，郭守敬的重要任务之一是将大运河延伸至大都城内。经过缜密勘查后，郭守敬选择改变运河走向，将运河通到了通州，但是从通州到大都的这“最后一公里”却是一个大难题，因为大都地势比通州高得多。为了处理这一难题，郭守敬改进了升船闸系统，在通州通往大都的运河上建立了 24 道石闸门，通过分段控制水位，使船只得以“爬坡”航行。为了保障水量，郭守敬开展了引水工程，将昌平山区的白浮泉作为水源，一路引到积水潭。积水潭作为大运河的终点，曾吸引无数船只停靠，也催生了钟鼓楼地区的商业繁荣。然而随着历史演变，积水潭逐渐失去了航运功能，规模日益缩小，最终演化成今天的前海、后海、西海三个封闭水域，即什刹三海。

全国最大规模的天文观测活动是如何开展的？众所周知，元朝的版图是历代王朝中最大的，这么大的版图，对于天文观测是十分有利的。因此，郭守敬看准了时机，向忽必烈建议：“唐朝开元年间，僧一行曾在全国 13 处观测点进行天文观测，如今元朝的疆域比唐还大，是发展天文的最佳时机。”这项建议得到了忽必烈的赞同，因此在 1279 年，一项名为“四海测验”的大规模天文观测活动正式开启。

元 简仪

正所谓工欲善其事，必先利其器。这项观测活动的顺利进行，离不开郭守敬积年累月改进的观测仪器。首先，郭守敬将的庞大不便的“浑仪”改进为灵活精确的“简仪”，以确定星体坐标；将“圭表”改进为更高的“高表”，以更精确地观测日影。此外，郭守敬还发明了仰仪、窥几等观测仪器。利用这些仪器，郭守敬观测出了前人未命名的星体一千余颗。

郭守敬在元朝广袤的版图上设立了 27 个测影所。观测点东起朝鲜半岛，西到川滇和河西走廊，北至西伯利亚，分布地域之广，考察内容之多，测量精度之高，参加人员之众，在中国历史乃至世界天文史上都是空前的。这些测影所分布在不同纬度，通过观测当地的日影长短，就能计算出地球的半径。

元 河南登封观星台

这 27 座测影所唯一保存至今的，就是河南登封的观星台，它是中国现存最早的古代天文台。整个观星台相当于一个测量日影的圭表（圭表：测量日影长度的一种天文仪器），高耸的城楼式建筑相当于一根竖在地面的杆子，称为“表”，台下有一个南北方向类似长堤的构造，相当于测量长度的尺子，称为“圭”，也叫做“量天尺”。

元 《授时历》

“四海测验”的成果，就是 1281 年开始施行的《授时历》。当时，王恂任太史令，郭守敬任同知太史院事，在历法即将完成时，王恂去世，但当时授时历尚未整理定稿。原先王恂负责授时历的理论推算，而郭守敬负责制造仪器、观天测量和检验数据。王恂去世使所有的事情都落到了郭守敬的身上，郭守敬花费数年时间整理定稿。至元十七年（1280 年），新历历成，忽必烈取《尚书・尧典》中的“敬授民时”之意赐名《授时历》。

值得注意的是，授时历首次将小数引入历法，以 365.2425 日为 1 回归年，与地球公转周期只差了 26 秒。这一数值，与西方通行的公历相同，却早了 301 年，成为当时世界上最先进的历法之一。它正式废除了繁杂的上元纪年，以至元十八年辛巳岁冬至为历元，打破了古代制历的传统，是我国历法史上的第四次大改革。

03

[明]徐光启

徐光启画像

徐光启（1562 年―1633 年），明朝末年至清初的数学家、天文学家和地理学家，字子先，号玄扈，谥文定，上海人，万历进士，官至崇祯朝礼部尚书兼文渊阁大学士、内阁次辅。1603 年入天主教，教名保禄。徐光启毕生致力于科学技术的研究，勤奋著述，是介绍和吸收欧洲科学技术的积极推动者。其墓地石牌坊镌有对联“治历明农百世师经天纬地，出将入相一个臣奋武揆文”。

徐光启自小因家道已经中落，只得务农为业，用为数不多的家产在龙华寺读书，19 岁的徐光启考中秀才，20 岁一鼓作气参加了乡试，却屡次参考屡次不中，只好一边教书一边继续考试。

1593 年，徐光启在韶州执教期间结识传教士郭居静。通过郭居静，徐光启首次看到一幅世界地图，这对徐光启来说是一个崭新的世界，原来地球是圆的，原来制造了天文望远镜来观测星体运行。这段经历为徐光启揭开了西学的大门，然而与此同时，他仍需继续在科举道路上前行。

1604 年，徐光启进京赶考，终于考中进士，正式步入仕途。同年，利玛窦（MatteoRicci，1552 年―1610 年）也来到北京。徐光启拜利玛窦为师，希望能向他学习天文、数学、测量以及武器制造等各方面的科学知识。一次，利玛窦向他介绍了西方的数学著作《几何原本》，这是古希腊数学家欧几里得所著。徐光启说：“既然这部书如此珍贵，无论遇到多大困难，我也要努力将其翻译为汉文。”。从那时起，每天下午一离开翰林院，徐光启都会赶到利玛窦的地方翻译《几何原本》。在此之前，还没有人翻译过国外的数学著作，因此要准确翻译原作相当困难。之后的一年里，徐光启逐字逐句地进行反复推敲和多次修改，才有了我们所熟知的“平行线”“三角形”“对角”“直角”“锐角”“钝角”“相似”等术语和名词。最终，徐光启完成了《几何原本》的前六卷翻译工作。

《几何原本》

徐光启是中国第一个吃番薯的人？在万历三十五年，徐光启的父亲在北京离世，他按照大明律规定回乡丁忧服丧。在这段时间里，徐光启并没有像一般人那样只是守制闭门读书。他一边整理编纂数学文献，完成了《测量异同》和《勾股义》等著作，同时还积极从事另一项工作：培育番薯。

明朝中晚期，虽然灾害频仍、天灾人祸不断，人口却激增到了一亿五千万左右。为了解决老百姓的吃饭问题，徐光启开始研究起了番薯的种植。当时大多数人认为番薯是一种热带植物，根本无法在北方种植。徐光启不断派人从福建带回番薯，在上海进行试种。最初，番薯种子要么腐烂，要么被冻坏。后来，通过反复试验和改进方法，最终成功地将番薯引种并培育成功。徐光启总结出一整套栽培方法，包括传种、种候、土宜、耕治、种栽等一整套做法，称之为“松江法”，并创造性地提出了地窖储藏法，这些方法使得番薯成功在上海地区种植，并逐渐推广至山东、河北，甚至东北等地。

徐光启农田施肥札记，总结了当时的各种施肥技术，改进和提高了松江地区的棉花施肥技术。

在棉地里长大的徐光启，难道是从小养成的科学家？一个盛夏，幼时徐光启坐在屋里读了一阵子书，实在疲倦，就来到田里散心。田里的绵株枝叶繁盛，已经长了半米多高，他二话不说卷起裤脚管，伸手把一颗颗绵株尖顶啊给摘断。这一幕正巧被父亲撞见，父亲怒气冲冲地责骂徐光启：“你刚才做了什么？”徐光启答：“我在给绵株打顶芯。”父亲继续责备道：“你把棉花顶芯摘掉了，棉花还能活？”徐光启笑着说：“您错怪我了，昨天下午放学时，我看到德章爷爷在田里摘棉花顶芯，他说：‘快到立秋了，棉花已经长到两尺来高，一直分枝生叶就不会结棉桃了，白白耗费了养分，如果把它顶上的冲天芯摘掉，省下来的养分就可以供应下面快成熟的棉桃。’”时光荏苒，转瞬到了摘棉花的时间，徐光启家的棉花获得了大丰收，增产了二三成。父亲这才自知理亏，从此，他积极支持儿子学习农业科学技术。

明 《农政全书》明崇祯年间平露堂刻本 土山湾博物馆藏

1624 年，徐光启因不肯迎合魏忠贤，遭谗劾去职。回到上海后，他将积累多年的农业资料与心得整理编撰，于 1627 年完成了《农政全书》的初稿。徐光启去世后，由门人陈子龙于 1649 年整理出版。

《农政全书》是徐光启毕生的心血，也是我国古代农业技术的集大成之作。它在农学史上的地位，如同《本草纲目》之于药学。全书分为 12 目，共 60 卷，50 余万字，包括农本、田制、农事、水利、树艺等。全书贯穿着徐光启“农政”的政治思想，即农业为立国之本，“富国必以本业”。因此书中对于开垦与水利的重视，远超历代农书。

徐光启墨迹册页

除了数学和农学，徐光启还有很多其他成就。徐光启在天文历法领域取得的成就，主要体现在编纂《崇祯历书》及提出历法改革的建议中，他引入了地球是圆形的概念，介绍了经度和纬度。在军事领域，徐光启着重关注火炮制造，多次上书请求引进火炮技术。他还著有《选练百字诀》《选练条格》《练艺条格》等权威条例和法规，是中国近代早期重要的法律典籍之一。

上海徐家汇光启公园里的徐光启像

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图片 | 徐之南

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