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　　元世祖忽必烈即位以前，就重視吸收漢族的讀書人，幫助籌劃朝政大事。他重用一個漢族謀士劉秉
忠。忽必烈稱帝和定國號為元，都是劉秉忠的主意。後來，劉秉忠又向忽必烈薦引了一些朋友、學生，
也一個個擔任了元朝初年的重要官員。其中有一個是元代著名科學家郭守敬。

　　郭守敬是邢州（今河北邢台）人。他祖父郭榮學識淵博，不但通曉經書，對數學、天文、水利等都
有研究。郭守敬少年時候，在祖父的影響下，對科學發生濃厚的興趣。那時候，劉秉忠和他的朋友張文
謙等正在邢州西南紫金山講學，郭榮把他孫子送到劉秉忠那裡學習。郭守敬在那裡認識了許多愛好科學
的朋友，學問就長進得更快。

　　忽必烈統一北方以後，為了發展農業生產，決定整治水利，徵求這方面的人材。張文謙把郭守敬推
薦給忽必烈，忽必烈很快就在開平（今內蒙古正藍旗東）召見郭守敬。郭守敬對北方水利情況十分熟悉
，當時就提出六條整治水利的措施。忽必烈聽了十分滿意，每聽完一條，就點頭讚許。最後，他很感慨
地說：“讓這樣的人去辦事，才不會是擺空架子吃閑飯的呢。”接見以後，就派郭守敬擔任提舉各路河
渠的職務，經辦河道水利的事。

　　過了兩年，郭守敬又被派到西夏一帶去整治水利。那裡經過多年戰亂，河道淤塞，土地荒蕪，生產
遭到嚴重破壞。郭守敬到了西夏，經過詳細勘察以後，發動民工疏濬了一批原有的渠道、水壩，還開挖
了一些新河道。不出一年時間，這一帶九百多萬畝農田灌溉暢達，糧食豐收，百姓的生活也都改善了。

　　為了加強大都到江南的交通運輸，忽必烈又派郭守敬去勘測水路交通情況。經過郭守敬的勘測、設
計，不但修通了原來的運河，還新開鑿了一條從大都到通州的通惠河，這樣，從江南到大都的水路運輸
，就暢通無阻了。

　　元世祖滅南宋以後，更加重視農業生產的恢復。農業生產要利用曆法。過去，蒙古一直使用金朝頒
布的曆法，這種曆法誤差很大，連農業上常常使用的節氣也算不准。元朝征服江南以後，南方用的又是
另一種曆法，南北曆法不一樣，更容易造成紊亂。元世祖決定統一制訂一個新曆法。他下令成立了一個
編訂曆法的機構，名叫太史局（後來叫太史院）。負責太史局的是郭守敬的同學王恂。郭守敬因為精通
天文、曆法，也被朝廷從水利部門調到太史局，和王恂一起主辦改歷工作。

　　修訂曆法工作一開始，郭守敬就提出：研究曆法先要重視觀測，而觀測必須依靠儀表。原來從開封
運來的有一架觀察天象的大型渾天儀，已經陳舊不堪，得不到可靠的數據。郭守敬設計一套新的儀器。
他覺得原來的渾天儀結構複雜，使用不方便，還創制了一種結構比較簡單、刻度精密的簡儀。他製作的
儀器，精巧和準確程度都比舊的儀器高得多。有了好的儀器，還要進行精確的實地觀測。公元１２７９
年，郭守敬在向元世祖報告的時候，提出在太史院裡建造一座新的司天台，同時在全國範圍進行大規模
的天文測量的打算。這個大膽的計劃馬上得到元世祖批准。

　　經過王恂、郭守敬等一起研究，在全國各地設立了二十七個測點。最北的測點是鐵勒（在今西伯利
亞的葉尼塞河流域），最南的測點在南海（在今西沙群島上），選派了十四個監候官員分別到各地進行
觀測。郭守敬也親自帶人到幾個重要的觀測點去觀測。各地的觀測點把得到的數據全部匯總到太史局。
郭守敬根據大量數據，花了兩年的時間，編出了一部新的曆法，叫《授時歷》。這種新曆法，比舊曆法
精確得多。它算出一年有３６５．２４２５天，同地球繞太陽一周的時間，只相差２６秒。這部曆法同
現在通行的格裡歷（即公曆）一年的周期相同。但是郭守敬的《授時歷》比歐洲人確立公曆的時間要早
三百零二年。