Guo Shoujing — chiński astronom, inżynier i matematyk (1231–1316)
Guo Shoujing — chiński astronom, inżynier i matematyk (1231–1316). Twórca precyzyjnych kalendarzy i zegarów, modernizator Wielkiego Kanału i twórca jeziora Kunming.
Guo Shoujing (chiński: 郭守敬, 1231–1316), lub Ruosi (若思), był chińskim astronomem, inżynierem i matematykiem. Żył w czasach dynastii Yuan (1271–1368). Uważany jest za jednego z najwybitniejszych naukowców w historii Chin. Guo miał znaczący wpływ na rozwój nauki, szczególnie w dziedzinach astronomii, kalendarystyki i inżynierii wodnej.
Przez większość kariery pracował na dworze Kublaj-chana, gdzie został mianowany na ważne stanowiska związane z obserwacjami nieba i gospodarką wodną. Jego prace łączyły rygorystyczne obserwacje z praktycznymi zastosowaniami inżynierskimi, co przyniosło realne korzyści administracji państwowej i rolnictwu.
Najbardziej znanym osiągnięciem Guo Shoujinga jest reforma kalendarza — tzw. kalendarz Shoushi (授时历), opracowany pod koniec XIII wieku i wprowadzony w życie w 1281 roku. Kalendarz ten był jednym z najdokładniejszych w ówczesnym świecie: Guo oparł go na wieloletnich obserwacjach astronomicznych i nowych przyrządach pomiarowych, co pozwoliło uzyskać bardzo precyzyjne wartości długości roku i faz Księżyca. Dzięki temu Shoushi li był używany w Chinach przez wiele stuleci.
Guo zaprojektował i udoskonalił szereg przyrządów astronomicznych i pomiarowych, które zwiększały dokładność obserwacji. Wprowadził proste, lecz trwałe konstrukcje do pomiaru wysokości Słońca, kąta zenitu i położenia ciał niebieskich; ulepszał też konstrukcję zegarów wodnych (klepsydr) używanych do precyzyjnego odmierzania czasu. Jego podejście – systematyczne obserwacje na tle starannie zaprojektowanych instrumentów — przyczyniło się do znacznego postępu w astronomii chińskiej.
Jako inżynier i specjalista od gospodarki wodnej Guo uczestniczył w wielkich pracach hydrotechnicznych. Brał udział w regulacji i utrzymaniu Wielkiego Kanału oraz w budowie i zagospodarowaniu sztucznych zbiorników wodnych, w tym słynnego jeziora Kunming (昆明池). Jego rozwiązania poprawiały zaopatrzenie w wodę, irygację i ochronę przeciwpowodziową, co miało bezpośredni wpływ na produkcję rolną i funkcjonowanie stolicy dynastii Yuan.
W matematyce Guo wniósł praktyczne metody obliczeniowe wykorzystywane przy tworzeniu kalendarza i przy projektowaniu przyrządów. Chociaż nie pozostawił rozbudowanych traktatów teoretycznych w takim stopniu jak niektórzy wcześniejsi autorzy, jego prace i obserwacje miały trwały wpływ na rozwój technik pomiarowych i obliczeniowych w Chinach.
Podsumowując, Guo Shoujing łączył zdolności teoretyczne z praktycznym zmysłem inżyniera: jego prace w astronomii, kalendarystyce i hydraulice uczyniły go postacią kluczową dla nauki i administracji w epoce Yuan. Do dziś jest uważany za jednego z najwybitniejszych chińskich uczonych średniowiecznych, a jego osiągnięcia stanowią ważny rozdział w historii nauk ścisłych w Chinach.
Główne osiągnięcia (wybór):
- opracowanie kalendarza Shoushi — jeden z najdokładniejszych kalendarzy swoich czasów;
- projektowanie i modernizacja przyrządów astronomicznych oraz zegarów wodnych;
- prace hydrotechniczne: regulacja kanałów, budowa i utrzymanie zbiorników (w tym Kunming), prace ochrony przeciwpowodziowej;
- wdrażanie precyzyjnych metod pomiarowych i obliczeniowych stosowanych w astronomii i inżynierii.
Jako dziecko
Urodził się w 1231 r. w Xingtai, w prowincji Hebei. Jego rodzina była biedna. Jego dziadek, Guo Yong, słynął z tego, że studiował Pięcioksiąg, astronomię, matematykę i hydraulikę. Guo Shoujing był cudownym dzieckiem. Jako nastolatek nauczył się jak zbudować zegar wodny. Następnie udoskonalił go. Jego nowy wynalazek nazwano lotus clepsydra (misa w kształcie kwiatu lotosu, do której kapała woda). W wieku 16 lat zaczął studiować matematykę, a następnie hydraulikę i astronomię.
Hydraulika
W wieku 20 lat Guo został inżynierem hydraulikiem i urzędnikiem państwowym. Pomagał przy naprawie mostu na rzece Dahuoquan.
Poprawa jakości Wielkiego Kanału
Pod koniec lat 50. XII wieku Kublai Khan (z imperium mongolskiego, dynastii Yuan) uznał, że inżynieria wodna, nawadnianie i transport wodny pomogą krajowi i ludziom. Wysłał Liu Bingzhonga i jego ucznia Guo, by usprawnili systemy nawadniające między Dadu (obecnie Pekin) a Żółtą Rzeką.
Guo pomógł zbudować 30-kilometrowy kanał od źródła Baifu w górach Shenshan do Dadu,
The Wielki Kanał łączyć the Yangzi rzeka, the Huai, i Żółty rzeka od the wczesny 7 wiek. Guo pomagać rozszerzać ono Dadu 1292-93.
To zadziałało. Kublai Khan był zadowolony, a Guo robił podobne rzeczy dla reszty imperium. Został awansowany na głównego doradcę w dziedzinie hydrauliki, matematyki i astronomii.
Stworzone przez człowieka jezioro Kunming
Stworzył stworzone przez człowieka jezioro Kunming w Pekinie. Był to jeden z jego najbardziej pamiętnych wyczynów inżynierskich.
Jezioro zapewniało wodę dla wszystkich obszarów otaczających Pekin i doprowadziło do powstania najlepszego systemu transportu zboża na świecie.
Zbudował inne zbiorniki, umożliwiając w ten sposób ludziom w wewnętrznych Chinach dostęp do słodkiej wody do uprawy roślin, picia i handlu.
Do nawadniania dostarczał systemy hydrauliczne, które równomiernie i szybko rozprowadzały wodę, co pozwalało społecznościom na bardziej efektywny handel, a co za tym idzie - dobrobyt.
W 1292 r. został szefem Biura Robót Wodnych.
Wynalazki: zegary
Guo wynalazł wiele przyrządów astronomicznych: gnomon, kwadratowy stół, armillę oraz napędzaną wodą sferę armilarną zwaną Ling Long Yi.
- Gnomon jest zegarem; wskazuje czas poprzez pomiar pozycji Słońca (jak zegar słoneczny). Może również określać pory roku. Guo uczynił to urządzenie znacznie dokładniejszym.
- Kwadratowy stół mierzy kąt i położenie gwiazd w bok. Jest to również kątomierz.
- Armilla mierzy kąt padania promieni słonecznych, jak również pozycję dowolnego ciała niebieskiego.
- Ling Long Yi jest bardziej wyrafinowaną i dokładniejszą wersją armilli.
Astronomia: kalendarz
Nawet kiedy młody Guo rewolucjonizował stare wynalazki. Jego zegary, zegarki, irygatory, zbiorniki i stacje równowagi były najdokładniejsze w swoich czasach, pozwalając na niezwykle dokładny zapis czasu.
Kublai Khan zauważył, że Guo był geniuszem w dziedzinie astronomii. Poprosił więc Guo, Zhanga i Wang Xuna o zbudowanie bardzo dokładnego kalendarza. Byłby on najdokładniejszy w swoim czasie. Zbudowali 27 obserwatoriów na terenie imperium, aby zebrać dane do obliczeń.
W 1280 r. Guo ukończył kalendarz, obliczając rok na 365,2425 dnia, czyli zaledwie 26 sekund od współczesnych pomiarów. W tym procesie wynalazł wiele narzędzi.
Kalendarz zrewolucjonizował Chiny i świat. Pozwolił na dokładniejszy zapis historii, dał poczucie zjednoczenia i pomógł późniejszym cesarzom rządzić Chinami. Jego kalendarz był używany przez następne 363 lata, najdłużej w historii był używany chiński kalendarz.
Guo był również w stanie dokładniej określić położenie ciał niebieskich i kąty nachylenia Słońca względem Ziemi. Wynalazł nowy typ kompasu, który pomagał ludziom odnaleźć północ za pomocą gwiazd, a nie magnesów.
W 1283 r. Guo został awansowany na dyrektora Obserwatorium w Pekinie.
Matematyka
Praca Guo w dziedzinie matematyki była uważana za najbardziej kompetentną przez 400 lat. Przez całe swoje życie pracował dużo nad trygonometrią sferyczną, używając systemu przybliżeń do znajdowania długości łuków i kątów. Przybliżał pi do 3. Ale to pozwoliło mu rozwiązać niektóre równania znacznie szybciej i dokładniej, niż gdyby powiedział, że pi wynosi 3,14. ....
Wykorzystał również funkcje matematyczne do trygonometrii sferycznej, opierając się na wiedzy Shen Kuo's (1031-1095).
Następne ważne dzieło z dziedziny trygonometrii zostało wydrukowane dopiero 300 lat później przez Xu Guangqi w 1607 roku, za czasów dynastii Ming.
Wpływy
Tang Shunzhi 唐順之 (1507-1560) powiedział, że praca Guo była przykładem "praktycznej uczoności" (zastosowania zaawansowanej wiedzy do rozwiązywania praktycznych problemów).
Guo wywarł wpływ na Szkołę Myśli Changzhou i rozpowszechnienie "evidential learning" (uczenia się przez doświadczenie).
Wiele rzeczy zostało nazwanych na cześć Guo, w tym asteroida 2012 Guo Shou-Jing i teleskop Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope w pobliżu Pekinu.
Przeszukaj encyklopedię