25.四海大测验
郭守敬本人在忽必烈批准此事后不到一个月,就亲自带领人马从大都出发。先北上上都,再折返向南,经过阳城等处,一直到达广州和南海,历时整整一年。他不辞辛劳,一路亲自动手观测天象,还在沿途建设观测站,前面提到的著名的河南登封观星台就是他途经阳城之时设计建造的。
在27个观测点中,郭守敬重点选取了6个点,观测的项目同大都的观测站一样,都比较多。其余21个点,则有选择地遍布于全国各地,主要观测夏至的日影长度和二分(春分秋分)二至(冬至夏至)日昼夜的时刻数;并测定了北极的出地高度,即当地的地理纬度。
这次"四海测验"不仅涉及范围广,而且测量精度高。从史书记载的当时所测地理纬度来看,对比现在可确定的数据,其绝对平均误差只有0.35°,这样的精 确度实在是非常惊人。特别是当时陕西行省的2个点,河南行省的4个点和中书省直辖地的8个点,其误差大大低于平均值,还有2处几乎没有误差。《元史·天文 志》称"是亦古人亦所未及为者也。"也就是说,郭守敬的测验确乎已达到了登峰造极的地步了。
1631年,明徐光启上疏朝廷预告推算日食时陈述了四件事情,其中第三件便是说明测日食自古至今,由粗入精,而以后的"四海测验",更须按地区"详求经纬之法"。郭守敬之后三四百年,徐光启仍然沿用"四海测验"的传统名称,可见元代所创"四海测验"的影响是多么深远!
郭守敬领导的这次著名的四海测验,从南中国海到西伯利亚,从朝鲜半岛到川滇与河西走廊。南北总长5000多千米,南起北纬15度,北至北纬65度,比唐 代一行的测量范围北纬17度到40度高出一倍还多。东西绵延2500千米,东至东经128度,西到东经102度。这次四海测验的地域之广、规模之大、测量 数据之精准,不但在我国历史上是空前的,在世界范围内,也是中古时代无可比拟的一次大规模大范围的天文测量壮举!难怪法国著名数学家、天文学家拉普拉斯 (1749—1827)在其著名的《宇宙体系论》一书中的天文史部分,特别提到了这次测量,并给予了高度的评价,认为这次测量的精度是卓越超群的。这项重 大成就,与郭守敬的努力是密不可分的。