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日志

 
 

邢台历史人物之十六~元代大科学家郭守敬  

2011-07-16 09:28:45|  分类: 邢台文化 |  标签: |举报 |字号 订阅

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     邢台历史悠久,源远流长,物华天宝,人杰地灵,在漫长的岁月里,勤劳朴实的邢台人在这块肥沃的土地上生息繁衍,孕育出了优秀的文化,灿烂的文明,杰出的人物。我是邢台人,我热爱邢台,建设邢台,宣传邢台,介绍邢台。 我要把发生在邢台的名人遗事、历史典故、名胜古迹、风土人情等,以图文并茂的形式做成系列日志介绍给网友

邢台历史名人之十元代大科学家郭守敬 - 如意 - 如意家园

邢台历史名人之十元代大科学家郭守敬 - 如意 - 如意家园

邢台市达活泉公园内的郭守敬塑像

邢台历史名人之十元代大科学家郭守敬 - 如意 - 如意家园

 邢台市达活泉公园内的郭守敬纪念馆(胡耀邦题词)

邢台历史名人之十元代大科学家郭守敬 - 如意 - 如意家园

 

 

邢台市达活泉公园内的郭守敬纪念馆(胡耀邦题词)

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新建成的郭守敬坐像神态慈详
(北京郭守敬纪念馆)

     郭守敬纪念馆在西海北沿汇通祠内,为社科类专题人物纪念馆,1988年10月建成开馆。汇通祠始建于元代,最初名镇水观音庵,郭守敬曾长期在此主持全国水系的水利建设设计,乾隆年间重修,改名汇通祠。1986年复建。建筑造型得体,格调素雅,步入园中,小径蜿蜒,假山叠石,错落有致,登高放眼,可见清水悠悠,小桥卧波,林荫掩映。游人至此,既可北京水利、天文方面的科技历史知识,又可漫步于曲折小径之上,尽享园林美景。联系方式:地址:西城区德胜门西大街甲60号电话:66183083门票:1元位置:位于西海北沿汇通祠内纪念馆分三个展厅,游人展示了我国元代天文学家和水利学家郭守敬的生平功绩。郭守敬曾制定《授时历》,精确推断以365.3425天为一年,并主持制造过简仪、仰仪、高表等十多种天文仪器。这些成果都比欧洲早300年。他最大的成就是在水利方面,从“郭守敬与大都水利”展览中可窥见一斑。他一生中大部分时间从事水利建设,足迹遍及半个中国,完成大小百余处河渠泊堰的治理,对大都水利的建设贡献最为突出,曾主持开发当时为大都水源的白浮堰,开通惠河,促进了元大都的经济发展。馆内还展出有元代水关模型、元代粮船的铁锚和有关的书籍。此外还介绍了郭守敬在河北等地的治水功绩。

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 北京市什刹海西海郭守敬塑像

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 郭守敬在北京塑像揭幕,左三为邢台市委书记

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                                                                                      邢台·郭守敬蜡像

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                                                                               北京·元大都公园郭守敬雕像

 

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                                                                          郭守敬塑像,北京高碑店石景园

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                                                                                          郭守敬雕塑

 

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                                                                                                    郭守敬雕塑

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                                                                                          某小区郭守敬雕像

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                                                                          北京·元大都公园郭守敬雕像

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 北京·郭守敬雕塑

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河南登封观星台,周公殿内元代科学家郭守敬塑像。 

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                                                                                河南·郭守敬观星台
                                                                                    (河南登封)

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郭守敬纪念币 

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                                                                                 北京积水潭北岸郭守敬纪念馆
                目录                                                                         
人物生平
成长经历
大都治水
西夏治水
巧制天文仪
编订新历
四海测验
编订《授时历》
水利贡献
功绩纪念
史籍记载
后人去向

郭守敬(1231-1316),中国元朝的天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家。字若思,汉族,顺德邢台(今河北邢台)人。生于元太宗三年,卒于元仁宗延祐二年。郭守敬曾担任都水监,负责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。是当时世界上最先进的一种历法。1981年,为纪念郭守敬诞辰750周年,国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名。

 
人物生平
  郭守敬幼承祖父郭荣家学,攻研天文、算学、水利。至元十三年(公元1276 年)


元世祖忽必烈攻下南宋首都临安,在统一前夕,命令制订新历法,由张文谦等主持成立新的治历机构太史局。太史局由王恂负责,郭守敬辅助。在学术上则王恂主推算,郭主制仪和观测。
  至元十五年(或十六年),太史局改称太史院,王恂任太史令,郭守敬为同知太史院事,建立天文台。当时,有杨恭懿等来参予共事。经过四年努力,终于在至元十七年编出新历,经忽必烈定名为《授时历》。
  《授时历》是中国古代一部很精良的历法。王恂、郭守敬等人曾研究分析汉代以来的四十多家历法,吸取各历之长,力主制历应“明历之理”(王恂)和“历之本在于测验,而测验之器莫先仪表”(郭守敬),采取理论与实践相结合的科学态度,取得许多重要成就。


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。
  为纪念郭守敬的功绩,人们将月球背面的一环形山命名为“郭守敬环形山”,将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。 
 

  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)。
  在大都(今北京),郭守敬通过三年半约二百次的晷影测量,定出至元十四年到十七年的冬至时刻。他又结合历史上的可靠资料加以归算,得出一回归年的长度为365.2425日。这个值同现今世界上通用的公历值一样。
  中国古历自西汉刘歆作《三统历》以来,一直利用上元积年和日法进行计算。唐、宋时,曹士等试作改变。《授时历》则完全废除了上元积年,采用至元十七年的冬至时刻作为计算的出发点,以至元十八年为“元”,即开始之年。所用的数据,个位数以下一律以100为进位单位,即用百进位式的小数制,取消日法的分数表达式。
  晚年,郭守敬致力于河工水利,兼任都水监。至元二十八至三十年,他提出并完成了自大都到通州运河(即白浮渠和通惠河)工程。至元三十一年,郭守敬升任昭文馆大学士兼知太史院事。他主持河工工程期间,制成一些精良的计时器。

 

 成长经历  

我国元朝大科学家郭守敬生于1231年(元太宗三年、金哀宗正大八年)。家乡在今河北省邢台县。
  邢台地方本来属宋朝,1128年(宋高宗建炎二年)被金朝夺去,到1220年 (金宣宗兴定四年)又为后来建立元朝的蒙古贵族占领。所以郭守敬是在元朝统治时期出生的。后来元朝在1234年灭金,到1279年又灭了宋,统一中国,郭守敬也逐渐成长为一位杰出的科学家。
  

                                                                                  郭守敬纪念邮票


早些时候,金朝北边的蒙古人还过着游牧的生活,处在奴隶社会阶段。那时他们在金朝北方一带骚扰,进行的战争具有极大的掠夺性和破坏性。当地的农田水利遭到了严重的破坏,人口大量减少,生产急剧下降。这种状况对于元朝的建立统治是十分不利的。以元世祖为首的蒙古统治集团觉察了这一点,于是在华北地区封建势力代表人物的支持下,逐步进行了一些改革,改变了一些野蛮的杀掠方式,实行了一些鼓励农桑增产的措施。因此,在元世祖的时代,华北一带的农业生产才逐渐恢复起来。农业生产必须适应天时,农田排灌需要水利建设,于是对天文历法和水利工程的研究,就成为迫切的要求。同时,国家统一了,中外交通范围比以前扩大了,更给科学技术的发展提供了新的因素。因此,元朝的天文学和水利学,在金、宋两朝的基础上,有了进一步的发展。郭守敬正是在这个时期,在这两门科学方面作出了许多贡献。

 在邢台县的北郊,有一座石桥。金元战争的时候,这座桥被破坏了,桥身陷在泥淖里。日子一久,竞没有人说得清它的所在了。这给来往的人带来了很大的不便,而且严重影响了当时的农业发展。郭守敬查勘了河道上下游的地形,对旧桥基就有了一个估计。根据他的指点,居然一下子就挖出了这久被埋没的桥基。这件事引起了很多人的惊讶。石桥修复后,当时一位有名的文学家元好问还特意为此写过一篇碑文。这时候,年青的郭守敬已经能对地理现象作颇为细致的观察了。那一年,他刚刚20岁。
  郭荣为了让他孙儿开阔眼界,得到深造,曾把郭守敬送到自己的同乡老友刘秉忠门下去学习。刘秉忠精通经学和天文学。当时他为父亲守丧,在张有读书。郭守敬在他那儿得到了很大的教益。更重要的是,郭守敬在他那儿结识了一位好朋友王恂。王恂比郭守敬小四五岁,后来也是一位杰出的数学家和天文学家。这一对好朋友后来在天文历法工作中亲密合作,做出了卓越的贡献。

大都治水 

 郭守敬在刘秉忠门下学习的时间不长。1251年,刘秉忠被元世祖忽必烈召进京城去了。刘秉忠离开邢台之后,郭守敬的行踪如何,史书上没有明白的记载。只知道后来刘秉忠把他介绍给了自己的老同学张文谦。1260年,张文谦到大名路(今河北省大名县一带)等地作宣抚司的长官,郭守敬也跟着他一起去了。在那儿,他把少年时代试作过的莲花漏铸了一套正规的铜器,留给地方上使用。后来,元朝政府里的天文台也采用了这种器具。
  郭守敬跟着张文谦到各处勘测地形,筹划水利方案,并帮助做些实际工作。几年之间,郭守敬的科学知识和技术经验更丰富了。张文谦看到郭守敬已经渐趋成熟,就在1262年,把他推荐给元世祖忽必烈,说他熟悉水利,聪明过人。元世祖就在当时新建的京城上都(今内蒙古多伦附近)召见了郭守敬。
  郭守敬初见元世祖,就当面提出了六条水利建议。第一条建议修复从当时的中都(今北京)到通州(今通县)的漕运河道;第二第三条是关于他自己家乡有地方城市用水和灌溉渠道的建议;第四条是关于磁州(今河北磁县)、邯郸一带的水利建议的意见;第五第六条是关于中原地带 (今河南省境内)沁河河水的合理利用和黄河北岸渠道建设的建议。这六条都是经过仔细查勘后提出来的切实的计划,对于经由路线、受益面积等项都说得清清楚楚。元世祖认为郭守敬的建议很有道理,当下就任命他为提举诸路河渠掌管各地河渠的整修和管理等工作,下一年又升他为银符副河渠使。

西夏治水  

1264年(元世祖至元元年)张文谦被派往西夏(今甘肃宁夏内蒙古西部一带)去巡察。那里沿着黄河两岸早已修筑了不少水渠。宁夏地方 (今银川一带)的汉延、唐来两渠都是长达几百里的古渠,分渠纵横,灌溉田地的面积很大,是西北重要的农业基地之一。当年成吉思汗征服西夏的时候,不知道保护农业生产,兵马到达的地方,水闸水坝都被毁坏,渠道都被填塞。这种情况,张文谦当然是知道的。他巡察西夏,一方面要整顿地方行政,另一方面也想重兴水利,恢复农业生产。所以他带了擅长水利的郭守敬同行。
  郭守敬到了那里,立即着手整顿。有的地方疏通旧渠,有的地方开辟新渠,又重新修建起许多水闸、水坝。当地人民久旱望水,对这样具有切身利害关系的大事自然尽力支持。由于大家动手,这些工程竟然在几个月之内就完工了。开闸的那一天,人们望着那滚滚长流的渠水,心里有多么喜悦啊。
  修完了渠,郭守敬就离开了西夏。在还京之前,他曾经逆流而上,探寻黄河的发源地。以往史书上虽也有些河源探险的记载,但都是些将军、使臣们路过这个地区,顺便查探,写下的一些记述,并不是特意进行的科学考察结果。有些记载只是从传闻得来,还不免失实。以科学考察为目的,专程来探求黄河真源的,要推郭守敬是第一个人。很可惜,郭守敬探查河源的结果没有记载流传下来。后来到了1280年,又有一位探险家都实奉元世祖之命专程前去考察河源。这次探索的经过记录在一部《河源记》的专著里,其中有着不少有价值的结果。毫无疑问,作为先驱的郭守敬考察对于都实是有相当影响的。
  1265年,郭守敬回到了上都。同年被任命为都水少监,协助都水监掌管河渠、堤防、桥梁、闸坝等的修治工程。1271年升任都水监。1276年都水监并入工部,他被任为工部郎中。

 

巧制天文仪  

元朝初年沿用当年金朝的“重修大明历”。这个历法是1180年(金世宗大定二十年)修正颁行的。几十年以来,误差积累日渐显著,发生过好几次预推与实际现象不符的事。再一次重新修改是迫切需要的事了。
  1276年 (至元二十年),元军攻下了南宋首都临安(今浙江杭州),全国统一已成定局。就在这一年,元世祖迁都大都,并且采纳已死大臣刘秉忠的建议,决定改订旧历,颁行元朝自己的历法。于是,元政府下令在新的京城里组织历局,调动了全国各地的天文学者,另修新历。
  这件工作名义上以张文谦为首脑,但实际负责历局事务和具体编算工作的是精通天文、数学的王恂。
  当时,王恂就想到了老同学郭守敬。虽然郭守敬担任的官职一直是在水利部门,但他的长于制器和通晓天文,是王恂很早就知道的。因此,郭守敬就由王恂的推荐,参加修历,奉命制造仪器,进行实际观测。从此,在郭守敬的科学活动史上又揭开了新的一章,他在天文学领域里发挥了高度的才能。
  郭守敬首先检查了大都城里天文台的仪器装备。这些仪器都是金朝的遗物。其中浑仪还是北宋时代的东西,是当年金兵攻破北宋的京城汴京(今河南开封)以后,从那里搬运到燕京来的。当初,大概一共搬来了3架浑仪。因为汴京的纬度和燕京相差约4度多,不能直接使用。金朝的天文官曾经改装了其中的一架。这架改装的仪器在元初也已经毁坏了。郭守敬就把余下的另一架加以改造,暂时使用。另外,天文台所用的圭表也因年深日久而变得歪斜不正。郭守敬立即着手修理,把它扶置到准确的位置。

编订新历  

       在编订新历时,郭守敬提供了不少精确的数据,这确是新历得以成功的一个重要原因。
  在改历过程中,郭守敬创造了近20种仪器和工具。我们再介绍一件郭守敬独创的仪器,来看看他的技术成就。
  这件仪器是一个铜制的中空的半球面,形状像一口仰天放着的锅,名叫“仰仪”。半球的口上刻着东西南北的方向,半球口上用一纵一横的两根竿子架着一块小板,板上开一个小孔,孔的位置正好在半球面的球心上。太阳光通过小孔,在球面上投下一个圆形的象,映照在所刻的线格网上,立刻可读出太阳在天球上的位置。人们可以避免用眼睛逼视那光度极强的太阳本身,就看明白太阳的位置,这是很巧妙的。更妙的是,在发生日食时,仰仪面上的日象也相应地发生亏缺现象。这样,从仰仪上可以直接观测出日食的方向,亏缺部分的多少,以及发生各种食象的时刻等等。虽然伊斯兰天文家在古时候就已经利用日光通过小孔成象的现象观测日食,但他们只是利用一块有洞的板子来观测日面的亏缺,帮助测定各种食象的时刻罢了,还没有像仰仪这样可以直接读出数据的仪器。

四海测验  

王恂、郭守敬等同一位尼泊尔的建筑师阿你哥合作,在大都兴建了一座新的天文台,台上就安置着郭守敬所创制的那些天文仪器。它是当时世界上设备最完善的天文台之一。
  由于郭守敬的建议,元世祖派了14位天文家,到当时国内26个地点(大都不算在内),进行几项重要的天文观测。在其中的6个地点,特别测定了夏至日的表影长度和昼、夜的时间长度。这些观测的结果,都为编制全国适用的历法提供了科学的数据。这一次天文观测的规模之大,在世界天文学史上也是少见的。

编订《授时历》  

经过王恂、郭守敬等人的集体努力,到1280年(元世祖至元十七年)春天,一部新的历法宣告完成。按照“敬授民时”的古语,取名“授时历”。同年冬天,正式颁发了根据《授时历》推算出来的下一年的日历。
  很不幸,《授时历》颁行不久,王恂就病逝了。那时候,有关这部新历的许多算草、数表等都还是一堆草稿,不曾整理。几个主要的参加编历工作的人,退休的退休,死的死了,于是最后的整理定稿工作全部落到郭守敬的肩上。他又花了两年多的时间,把数据、算表等整理清楚,写出定稿。其中的一部分就是《元史·历志》中的《授时历经》。 
 

《授时历》和郭守敬
在《授时历》里,有许多革新创造的成绩。第一,废除了过去许多不合理、不必要的计算方法,例如避免用很复杂的分数来表示一个天文数据的尾数部分,改用十进小数等。第二,创立了几种新的算法,例如三差内插内式及合于球面三角法的计算公式等。第三,总结了前人的成果,使用了一些较进步的数据,例如采用南宋杨忠辅所定的回归年,以一年为365.2425日,与现行公历的平均一年时间长度完全一致。《授时历》是1281年颁行的;现行公历却是到1576年才由意大利人利里奥提出来。《授时历》确是我国古代一部很进步的历法。郭守敬把这部历法最后写成定稿,流传到后世,把许多先进的科学成就传授给后人,这件工作,就称得起是郭守敬的一个大功。 王恂去世不水利贡献  从800多年前的金朝起,北京就成了国家的首都。元朝时候,它称为大都,更成为当时全国政治经济中心的大城市。
  大都城内每年消费的粮食达几百万斤。这些粮食绝大部分是从南方产粮地区征运来的。为了便于运输,从金朝起,在华北平原上利用天然水道和隋唐以来修建的运河建立了一个运输系统。但由于自然条件的关系,它的终点不是北京,而是京东的通州,离开京城还有几十里路。这段几十里的路程只有陆路可通。陆路运输要占用大量的车、马、役夫;一至雨季,泥泞难走,沿路要倒毙许多牲口,粮车往往 
陷在泥中,夫役们苦不堪言。因此在金朝时候,统治者就力图开凿一条从通州直达京城的运河,以解决运粮问题。
  通州的地势比大都低,因此要开运河,只能从大都引水流往通州。这样,就非在大都城周围找水源不可。大都城郊最近的天然水道有两条:一条是发源于西北郊外的高梁河,另一条是水源从西南而来的凉水河。然而这两条河偏偏都水量很小,难以满足运河的水源需要。大都城往北几十里,有清河和沙河,水量倒是较大,却因地形关系,都自然地流向东南,成为经过通州的温榆河的上源。水量最大的还数大都城西几十里的浑河 (今永定河)。金朝时候,曾从京西石景山北面的西麻峪村开了一条运河,把浑河河水引出西山,过燕京城下向东直注入通州城东的白河。但这条运河容纳了浑河水中携带来的大量泥沙,容易淤积。到夏、秋洪水季节,水势极其汹涌,运河极易泛滥。这样,运河对于京城反是一个威胁。开凿之后只过了15年,就因山洪决堤,不得已又把运河的上游填塞了。这是一次失败的经验。 久,郭守敬升为太史令。在以后的几年间,他又继续进行天文观测,并且陆续地把自己制造天文仪器、观测天象的经验和结果等极宝贵的知识编写成书。他写的天文学著作共有百余卷之多。然而封建帝王元世祖虽然支持了改历的工作,却并不愿让真正的科学知识流传到民间去,把郭守敬的天文著作统统锁在深宫秘府之中。那些宝贵的科学遗产几乎全都被埋没了,这是多么令人痛惜的事!

1298年(元成宗大德二年),政府决定在上都附近开一道渠,元成宗召郭守敬去商议。郭守敬就去当地查勘了地形,了解了雨量情况,发现这条河道近山,所经地区的年雨量虽不多,却很集中,大雨连日的时候山洪非常凶猛。他认为,纵然河道平时的流量不大,河道本身也一定要宽达50~70步。当时主管其事的官员目光短浅,认为郭守敬把雨季的流量估计得太大,处理这事太小心了,竟把郭守敬所定的宽度消减了1/3。河渠开通的下一年,一到大雨时节,山洪顺河直冲下来,河身狭窄,容纳不下洪水,两岸泛滥成灾,漂没了人、畜、篷帐不计其数,几乎冲毁了元成宗的行宫。元成宗被迫北迁避水时,想起了郭守敬去年的预言,不由得对左右叹道:“郭太史真是神人呐。可惜没有听他的话!”
  从此以后,郭守敬的声望更加高了。1303年,元成宗下诏,说凡是年满70岁的官员都可以退休,独有郭守敬,因为朝廷还有许多工作都要依靠他,不准他退休。
  元成宗之后,元朝政权迅速腐朽,统治集团内部斗争日益剧烈,生活上穷奢极欲,荒唐到极点,把元世祖时代鼓励农桑的这点积极因素抛弃净尽了。在这种情况下,郭守敬的创造活动自然也受到极大的限制。同他当时不断提高的名望相对照,他晚年的创造活动不免太沉寂了。除了在1298年建造了一架天文仪器——灵台水浑以外,就再没有别的重大创制和显著表现了。
  可以设想,如果他晚年能够有较好的社会政治条件,可能还有更大的贡献哩。
  1316年 (元仁宗延祐三年),为祖国的科学事业辛劳了60多年的郭守敬去世了,享年86岁。

1.为了纪念他,目前邢台市最主要的一条街道命名为“郭守敬大道”,现更名为“守敬北路”和“守敬南路”,并在达活泉公园内建立了郭守敬纪念馆。郭守敬雕塑,观星台
  2.为纪念郭守敬的功绩,人们将月球背面的一
环形山命名为“郭守敬环形山”,将小行星2012命名为“郭守敬小行星”。
  3.1981年,为纪念郭守敬诞辰750周年,国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名
  4.北京人为了纪念他对北京的贡献在北京
后海北岸建立了郭守敬纪念馆,以后人纪念他的功绩。
  5.宁夏人为了纪念他西夏治水的功绩,建有郭守敬祠堂
  6.河南登封至今保留有郭守敬所建的观星台  。
        7.2010年4月17日,“LAMOST”正式更名为“郭守敬望远镜”,纪念其贡献。
  8.上海市浦东新区
张江高科技园区一条西起科苑路,东到张江路,约2.2KM的路名也以他为名,叫做“郭守敬路”。

后人去向  

郭守敬的后代至今不知去向,这其中的主要原因应该是朝代更迭造成的。郭守敬一生效力于元朝,与大都(北京)有着不解之缘,他的子孙为了躲避明朝的歧视,移出京城,或隐姓埋名,或远走高飞,去向不明也就在情理之中。
  郭守敬的家乡是河北邢台县皇寺镇郭村。更为遗憾的是,六百年来,至今未有一个郭守敬的后代到河北邢台县皇寺村寻根问祖。 可喜的是,山东沂南县南左泉村郭氏家族,经过初步考证,并走访邢台县皇寺镇郭村以及郭守敬纪念馆,认定沂南郭氏家族为郭守敬后裔。有祖碑为证:守敬、守京祖于元末明初自北京椿树胡同迁。

邢台历史名人之十元代大科学家郭守敬 - 如意 - 如意家园

                                                                           原创编辑作者“如意之印”

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