Guo Shoujing: Kinesisk astronom, ingeniør og matematiker fra Yuan (1231–1316)
Guo Shoujing — fremtrædende kinesisk astronom, ingeniør og matematiker fra Yuan; skabte nøjagtige kalendere, avancerede ure, Kunming-søen og banebrydende hydraulik.
Guo Shoujing (kinesisk: 郭守敬, 1231–1316), eller Ruosi (若思), var en kinesisk astronom, ingeniør og matematiker. Han levede under Yuan-dynastiet (1271–1368) og regnes for en af de største videnskabsmænd i kinesisk historie. Guo havde en omfattende indflydelse på udviklingen af både videnskaben og praktisk teknik i sin samtid.
Liv og virke
Guo Shoujing blev uddannet i praktisk matematik og astronomi og kom tidligt i kontakt med statslige projekter. Under storhans Kublai Khans regering blev han udnævnt til at lede astronomiske og hydrauliske arbejder. Hans arbejde kombinerede feltobservationer, instrumentbyggeri og teoretiske beregninger, hvilket gjorde ham unik i sin tid.
Astronomi og kalenderreform
Guo ledede en større reform af det kejserlige kalender- og observationssystem. Det mest kendte resultat er den kalender, han udviklede og fik godkendt af regeringen — ofte omtalt som Shoushi-kalenderen (授时历). Denne kalender forbedrede bestemmelsen af årets længde og årets opdeling ved at bygge på systematiske observationer og mere præcise målemetoder.
Han gennemførte omfattende observationer af Solens og Månens bevægelser, og hans arbejde førte til en langt større nøjagtighed i forudsigelsen af formørkelser, årstidsskift og månefaser end tidligere kalendere tillod. Shoushi-kalenderen blev anvendt i århundreder og var et af de mest markante fremskridt i kinesisk astronomi i middelalderen.
Instrumenter og observatorier
For at opnå de forbedrede målinger konstruerede og forbedrede Guo en række astronomiske instrumenter. Han udviklede robuste observationsinstrumenter og forbedrede eksisterende typer af armillarsfærer, solure og vandure. Han organiserede også et netværk af observationsstationer rundt om i riget, så observationer kunne sammenlignes og systematiseres — en praksis, der øgede præcisionen af astronomiske data betydeligt.
Hydraulik og ingeniørarbejde
Udover astronomi var Guo aktiv som ingeniør og hydrauliker. Han deltog i større anlægsarbejder, herunder oprensning og forbedring af Den Store Kanal for at sikre bedre transport og vandforsyning. En af hans kendte anlægsopgaver var opførelsen af en menneskeskabt sø, ofte omtalt som Kunming-søen (昆明池), som fungerede som reservoir og regulerede vandstanden til både landbrug og byforsyning.
Hans praktiske ingeniørarbejde viste en solid forståelse for såvel hydrauliske principper som projektplanlægning og -styring, hvilket gjorde hans løsninger holdbare og effektive i stor skala.
Matematik og metoder
Guo anvendte og videreudviklede praktiske matematiske metoder til brug i både astronomi og ingeniørarbejde. Hans beregninger og interpolationsmetoder gjorde det muligt at oversætte observationer til kalenderregler og konstruktionsmål. Han kombinerede teoretisk indsigt med feltmålinger, hvilket gav meget præcise resultater i en tid hvor nøjagtig data var svær at frembringe.
Arv og betydning
Guo Shoujing efterlod sig en arv som både teoretiker og praktiker. Hans kalenderreform, forbedrede instrumenter og infrastrukturelle projekter havde langvarige konsekvenser for kinesisk videnskab og administration. Han betragtes i dag som en central skikkelse i Kinas videnskabelige historie — en som demonstrerede, hvordan observation, matematisk analyse og ingeniørkunst kan kombineres til konkrete forbedringer i samfundet.
Ud over sine direkte tekniske bidrag har Guos arbejde inspireret senere generationer af astronomer og ingeniører og anses fortsat for et vigtigt skridt i udviklingen af moderne videnskabelige metoder i Kina.
Som barn
Han blev født i 1231 i Xingtai i Hebei-provinsen. Hans familie var fattig. Hans bedstefar, Guo Yong, var berømt for sine studier af de fem klassikere inden for astronomi, matematik og hydraulik. Guo Shoujing var et vidunderbarn. Som teenager lærte han at bygge et vandur. Derefter forbedrede han det. Hans nye opfindelse blev kaldt lotus clepsydra (en skål formet som en lotusblomst, som vandet dryppede ned i). Som 16-årig begyndte han at studere matematik og derfra hydraulik og astronomi.
Hydraulik
Som 20-årig blev Guo vandbygningsingeniør og embedsmand. Han hjalp med at reparere en bro over Dahuoquan-floden.
Forbedring af Canal Grande
I slutningen af 1250'erne troede Kublai Khan (fra det mongolske imperium, Yuan-dynastiet), at vandbyggeri, vanding og vandtransport ville hjælpe landet og befolkningen. Han sendte Liu Bingzhong og hans elev Guo ud for at forbedre vandingssystemerne mellem Dadu (nu Beijing) og den Gule Flod.
Guo var med til at bygge en 30 km lang kanal fra Baifu-kilden i Shenshan-bjerget til Dadu,
Den store kanal forbandt Yangzi-floden, Huai-floden og den gule flod siden begyndelsen af det 7. århundrede. Guo hjalp med at udvide den til Dadu i 1292-93.
Det virkede. Kublai Khan var glad, og Guo gjorde lignende ting for resten af imperiet. Han blev forfremmet til chefkonsulent for hydraulik, matematik og astronomi.
Menneskeskabt Kunming-sø
Han skabte en menneskeskabt Kunming-sø i Beijing. Dette var en af hans mest mindeværdige ingeniørmæssige bedrifter.
Søen forsynede alle områder omkring Beijing med vand og førte til det bedste korntransportsystem i verden.
Han byggede andre reservoirer og gav derved folk i det indre Kina adgang til ferskvand til at plante, drikke og handle med.
Med hensyn til kunstvanding skaffede han hydrauliske systemer, der fordelte vandet jævnt og hurtigt, hvilket gjorde det muligt for lokalsamfundene at handle mere effektivt og dermed skabe fremgang.
I 1292 blev han leder af vandværkskontoret.
Opfindelser: ure
Guo opfandt mange astronomiske apparater: gnomonet, det firkantede bord, armillaen og en vanddrevet armillarsfære kaldet Ling Long Yi.
- Gnomonet er et ur; det viser tiden ved at måle solens position (ligesom et solur). Det kan også bestemme årstiderne. Guo gjorde denne anordning meget mere præcis.
- Det firkantede bord måler vinklen og placeringen af stjerner i siden. Det er også en vinkelmåler.
- Armilla måler solens vinkel og positionen af ethvert himmellegeme.
- Ling Long Yi er en finere og mere præcis version af armilla.
Astronomi: kalender
Selv da den unge Guo revolutionerede gamle opfindelser. Hans ure, vandingsanlæg, vandingsanlæg, reservoirer og ligevægtsstationer var de mest nøjagtige på hans tid, hvilket muliggjorde en ekstremt præcis tidsregistrering.
Kublai Khan bemærkede, at Guo var et geni inden for astronomi. Så han bad Guo, Zhang og Wang Xun om at lave en meget præcis kalender. Den skulle være den mest nøjagtige på sin tid. De byggede 27 observatorier i hele riget for at indsamle data til beregningerne.
I 1280 færdiggjorde Guo kalenderen og beregnede et år til 365,2425 dage, hvilket kun er 26 sekunder fra moderne målinger. Han opfandt mange værktøjer i processen.
Kalenderen revolutionerede Kina og verden. Den gjorde det muligt at registrere historien mere nøjagtigt, gav en følelse af forening og hjalp senere kejsere med at styre Kina. Hans kalender skulle blive brugt i de næste 363 år, hvilket er den længste kinesiske kalender, der har været brugt i historien.
Guo var også i stand til mere præcist at bestemme himmellegemernes placering og solens vinkler i forhold til Jorden. Han opfandt en ny type kompas, der hjalp folk med at finde nord ved hjælp af stjernerne i stedet for magneter.
I 1283 blev Guo forfremmet til direktør for observatoriet i Beijing.
Matematik
Guos arbejde i matematik blev betragtet som det mest vidende i 400 år. I hele sit liv arbejdede han meget med sfærisk trigonometri og brugte et system af tilnærmelser til at finde buelængder og vinkler. Han tilnærmede sig, at pi var lig med 3. Men det gjorde det muligt for ham at løse nogle ligninger meget hurtigere og mere præcist, end hvis han sagde, at pi var 3,14....
Han brugte også matematiske funktioner til sfærisk trigonometri og byggede på Shen Kuos (1031-1095) viden.
Det næste vigtige værk inden for trigonometri blev først trykt 300 år senere af Xu Guangqi i 1607 under Ming-dynastiet.
Indflydelse
Tang Shunzhi 唐順之 (1507-1560) sagde, at Guos arbejde var et eksempel på "praktisk lærdom" (anvendelse af avanceret viden til at løse praktiske problemer).
Guo påvirkede Changzhou School of Thought og udbredte "evidential learning" (læring gennem erfaring).
En række ting er opkaldt efter Guo, herunder asteroiden 2012 Guo Shou-Jing og Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope nær Beijing.
Søge