九、著作丰硕　巧制奇器

1294年，就在郭守敬完成通惠河开浚工程的次年，由于他在水利工程和天文历法方面的重大贡献，升任昭文馆大学士兼知太史院事。昭文馆大学士是元代授予汉族文职官员的一个级别颇高，但无实权的荣誉性虚衔；知太史院事是太史院的最高长官，职位还在太史令之上。这时，郭守敬虽然已年过花甲，晚年在学术上仍有所建树。

笔耕百余卷

前面已经提到过郭守敬同王恂等人编制的《授时历》于1281年颁行后，王恂不幸于次年（1282）病逝。此后几年间，郭守敬编排整理完成了授时历《推步》七卷、《立成》二卷、《历议拟稿》十二卷等著作，于1286年他继任太史令时将这些书稿上呈元朝政府。此外还有《时候笺注》二卷、《修改源流》一卷。后来他转而从事疏浚通惠河的水利工程，天文历法研究和著述工作只好暂时搁在一边。1294年他回到太史院后，又继续整理和撰写了《仪象法式》二卷、《二至晷景考》二十卷、《五星细行考》五十卷、《古今交食考》一卷、《新测二十八宿杂座诸星入宿去极》一卷、《新测无名诸星》一卷和《月离考》一卷，都藏于太史院内。郭守敬在天文历法方面的著作，前后共计14种，105卷，在我国古代天文学家中是著作最丰的一位。由于元朝政府禁止民间私藏天文图籍，明文规定所有的天文书籍必须上交国家，违者将治罪。而太史院收藏的这些书籍，在元朝灭亡时被元朝统治者携往漠北，后陆续散失，现在已无从查考，令人痛苦至极！所幸还有少部分内容载在《元史·历志》中。

郭守敬还有一些天文历法著作，在后人的一些记载中被保存了下来。如清初数学史家海文鼎《勿庵历算书目》载《郭太史历草补注》一卷，《堑堵测量》中最后一节“郭太史本法”则介绍了郭守敬《授时历草》的“孤矢割圆图”、“侧视之图”和“平视之图”。其中，后两图可作为郭守敬应用二视图的旁证，这比西方的二视图早了至少两个世纪，在世界历法几何前史中具有重大意义。

老年制奇器

老年的郭守敬不仅勤于著书，而且仍勤于动手，亲自制作各种奇巧的仪器。

他创制过一种自动报时的“七宝灯漏”，采用水力转动，使之运转，灯漏里有手执报时牌的神像20个，和手执钟、鼓、钲、铙的报刻神像4个，每到正时、正刻，它们就会自动出来敲钟打鼓，报告时辰，这样一具巧妙的时钟，的确是相当完美的，元朝政府在朝会时，常把七宝灯漏挂在大明殿上，故古史上又叫做大明殿灯漏。

大明殿灯漏的动力装备，是一组水力机械。利用水车源源不断地将水注入水箱中，这组水箱是由好几个由高至矮的漏壶组成，其目的是使最后一个漏过来的水能够匀速地流出，依次冲击振动一个枢轮。枢轮旁装有一整套轮轴装置，带动灯漏里的神像按时报时。灯漏上面的附件是用来测量仪器是否水平而用的曲梁和中梁。

曲梁和中梁不采用以水平槽解决水平问题的传统方法，而是采用重力下垂原理，在曲梁中部设置“云珠”一颗，左右两旁，又分别设置“日球”与“月球”各一颗。曲梁两端用龙首作装饰，当梁摆动处于不水平状态时，两个龙头各自口吻张合，目珠转动，如同在审视梁架是否处于平衡位置一样，栩栩如生，云珠下面，悬挂了一颗“大珠”，大珠之下是中梁。中梁左右梁架上盘旋着两条雕刻精美的龙，成双龙戏珠之像。当大珠摇摆时，两龙摇头摆尾，随之转动。这种巧妙的设计，不但是中国仪器制造史上关于水平装置的一次变革，而且将观赏性和实用性有机结合在一起，令人赞叹不已。

1298年，郭守敬还设计制造了一种灵台水浑象。这座仪器分两个部分，主体是一座浑象。我们前面介绍过，浑象就是天球仪，是木制或铜制的大球表面缀刻上周天星宿，使它能围绕南北极的枢轴转动，象征一个包在大地外面的大球。郭守敬所制的这座浑象外围有两环圈，一环表示太阳在天球上的轨道，即黄道；一环代表着月亮运行的轨道，即白道。而这座灵台水浑象的最大特点在于它可以自动运行，且连续不断。那么动力来源何处呢？原来动力装置仍是一套漏壶，水通过这一套漏壶形成均匀的水流冲击一排25个木制的机轮。利用这组机械装置，浑象可以按天球的运动而向左旋转。缀有代表太阳小球的日环，则每天向右旋转，走动一度，表示太阳一天的运动；月环上代表月亮的小球，也会按照月亮运动的速度，每天向右旋转13度左右，看到这里，我们可以得出结论。这座灵台水浑象实际上也是一座天文钟，能向人们报示时间，只是这台天文钟实在是太奇妙了，它不但能够报时，还可以自动表演太阳的东升西落，月亮的阴晴圆缺。在天文学研究中，这座天文钟兼日月运行仪。星象观测可以作为参考，对历法的计算还可以做粗略的校正。事实上，早在东汉年间，张衡便创制了类似的水运浑天仪；而在唐代，一行和梁令瓒苦心钻研，制成了水运浑天铜仪；北宋苏颂和韩公谦又制造了水运仪象台。因而郭守敬所制的灵台水浑象并非首创，但他的确是将这失传已久的机械恢复并进一步完善了。这座灵台水浑象同时也是郭守敬在天文学、数学、机械制造学方面深厚功底的体现。

有趣的是，郭守敬还尝试过制作木牛和流马。熟读《三国演义》的同学都知道三国时期大政治家、大军事家诸葛亮创造木牛、流马的故事。据史书记载，诸葛亮六出祁山讨伐魏国的第五次，开始以木牛和流马作为运输工具，十分神妙。但木牛和流马的外部形状到底怎样？它们的内部结构及使用性能又是如何的呢？史书上缺乏详细的记载。郭守敬经过仔细钻研，搞明白了这些疑问，复制出木牛和流马进献给忽必烈，忽必烈也觉得十分巧妙有趣。

垂暮之年的郭守敬，极感兴趣于计时漏壶的改进。他曾为成宗铁木真制作了一种柜香漏，为皇室祭祀天地或祖先的大典上使用而做过一种屏风香漏，为皇帝出行时携带方便而制造过一种行漏。

神人郭太史

此时郭守敬虽然不再担任水利工程方面的职责，但元朝政府在这方面有了重大问题，仍然征询他的意见。1298年，元成宗铁木真（元世祖忽必烈的孙子）想在上都西北郊的铁幡竿岭脚下，开出一条河渠南通滦河，宣泄山洪。于是诏郭守敬到上都商议规划。

已经68岁的郭守敬应诏北上，他不顾年逾古稀的高龄，亲自前往铁幡竿岭山区实地勘察，根据该地区多年来降雨情况和山洪暴发的历史资料，认为渠道必须有50步到70步（约合70—105米）宽，才能承受山洪暴发时的大水。但因平时这一带水势尚平缓，主管这项工程的官员目光短浅，加上元朝政府吝惜工费，结果施工时的实际宽度比郭守敬设计的缩减了1/3。没想到第二年就遇上连日暴雨，山洪直泻如注，溢出渠岸，泛滥成灾，冲没了人畜帐篷，还差点淹没了铁木真在城外比较高处龙岗下的行宫。使他不得不在第二天马上向北部更高的山冈上迁移，以避大水。铁木真想起郭守敬的预言，不由得对周围官员们感叹说：“郭太史神人也，惜其言不用耳！”意思是说，郭太史真是神人啊，可惜没有听他的话。

蚕死丝方尽

1303年，元成宗下诏说，年满70岁的内外官员，可以辞官退休，即所谓的“告老还乡”、“解甲归田”。这时郭守敬已经超龄，也提出了退休的请求，但鉴于他是天文历算和水利工程方面的专家，今后还得依靠他，所以朝廷唯独不批准他的申请，让他一直留任，从此开了一个先例，后来规定翰林院、太史院掌管天文的官员一律不予退休。

耄耋之年的郭守敬仍然关心着天文和水利事业。例如，通惠河初建闸坎时，务求速成，所以都用木闸，十来年过去了，有些木闸已开始腐朽，郭守敬建议把已经腐烂和没有腐烂的木闸全部依次改建成石闸。为此，他要求闸户学习石工、木工、铁工和炼石灰的技术，以便不再征用民工，而把这改建石闸的工程直接交付闸户去办。通惠河上24座闸的改建工程从1311年开始，到1327年才基本完成。其间，郭守敬于1316年85岁高龄去世，按中国传统风俗，归葬于他的故乡邢台。墓地在县城之北15千米的地方。邢台人为了尊崇他，把他列入“乡贤祠”，以示纪念。

综观郭守敬的一生，为中国古代的天文和水利事业孜孜不倦，辛勤奋斗了60多年，真是如春蚕吐丝，至死方尽。