Guo Shoujing

Guo Shoujing (Chinees: 郭守敬, 1231-1316), of Ruosi (若思), was een Chinees astronoom, ingenieur en wiskundige. Hij leefde tijdens de Yuan Dynastie (1271-1368). Hij wordt beschouwd als een van de grootste wetenschappers in de Chinese geschiedenis. Guo was van grote invloed op de ontwikkeling van de wetenschap.

Hij verbeterde het Grand Canal, bouwde een door mensenhanden gemaakt meer (Kunming lake), creëerde een van de meest nauwkeurige kalenders in de geschiedenis, vond een aantal van de meest nauwkeurige klokken uit in zijn tijd, en leverde vele andere bijdragen aan de wiskunde, astronomie en hydraulica (waterbouwkunde).

Als kind

Hij werd geboren in 1231 in Xingtai, provincie Hebei. Zijn familie was arm. Zijn grootvader, Guo Yong, was beroemd om zijn studie van de Vijf Klassieken tot astronomie, wiskunde, en hydraulica. Guo Shoujing was een wonderkind. Als tiener leerde hij hoe je een waterklok bouwt. Daarna verbeterde hij die. Zijn nieuwe uitvinding werd de lotus clepsydra genoemd (een kom in de vorm van een lotusbloem waar water in druppelde). Toen hij 16 was begon hij wiskunde te studeren en van daaruit hydraulica en astronomie.

Hydraulica

Toen hij 20 was, werd Guo een waterbouwkundig ingenieur en regeringsambtenaar. Hij hielp een brug over de Dahuoquan Rivier te repareren.

Verbetering van het Grand Canal

In de late jaren 1250 dacht Kublai Khan (van het Mongoolse Rijk, Yuan dynastie) dat waterbouwkunde, irrigatie en watertransport het land en de mensen zouden helpen. Hij stuurde Liu Bingzhong en zijn leerling Guo om de irrigatiesystemen tussen Dadu (nu Beijing) en de Gele Rivier te verbeteren.

Guo hielp bij de aanleg van een 30 km lang kanaal van de Baifu bron in de Shenshan Berg naar Dadu,

Het Grote Kanaal verbond de Yangzi rivier, de Huai, en de Gele rivier sinds het begin van de 7e eeuw. Guo hielp het te verlengen tot Dadu 1292-93.

Het werkte. Kublai Khan was blij, en Guo deed soortgelijke dingen voor de rest van het rijk. Hij werd gepromoveerd tot hoofdadviseur van hydraulica, wiskunde, en astronomie.

Door mensen gemaakt Kunming meer

Hij creëerde een door mensen gemaakt Kunming-meer in Beijing. Dit was een van zijn meest gedenkwaardige technische prestaties.

Het meer voorzag alle gebieden rond Beijing van water en leidde tot het beste graantransportsysteem ter wereld.

Hij bouwde andere stuwmeren, waardoor de mensen in het binnenland van China toegang kregen tot zoet water om te planten, te drinken en handel te drijven.

Voor de irrigatie zorgde hij voor hydraulische systemen die het water gelijkmatig en snel verdeelden, waardoor de gemeenschappen doeltreffender handel konden drijven en dus welvaren.

In 1292 werd hij hoofd van het Bureau voor Waterwerken.

Uitvindingen: klokken

Guo vond vele astronomische apparaten uit: de gnomon, de vierkante tafel, de armilla, en een door water aangedreven armillosfeer genaamd de Ling Long Yi.

De gnomon is een klok; hij geeft de tijd aan door de stand van de zon te meten (zoals een zonnewijzer). Het kan ook de seizoenen bepalen. Guo maakte dit apparaat veel nauwkeuriger.
De vierkante tafel meet de hoek en de positie van sterren in de zij. Het is ook een gradenboog.
De armilla meet de hoek van de zon, evenals de positie van elk hemellichaam.
De Ling Long Yi is een chiquere en meer accurate versie van de armilla.

Astronomie: kalender

Zelfs toen Guo jong was, revolutioneerde hij oude uitvindingen. Zijn klokken, horloges, irrigatie, reservoirs en evenwichtsstations waren de nauwkeurigste van zijn tijd, waardoor een uiterst nauwkeurige registratie van de tijd mogelijk werd.

Kublai Khan merkte dat Guo een genie in astronomie was. Dus vroeg hij Guo, Zhang, en Wang Xun om een zeer nauwkeurige kalender te bouwen. Het zou de meest nauwkeurige van zijn tijd zijn. Ze bouwden 27 observatoria in het rijk om gegevens te verzamelen voor de berekeningen.

In 1280 voltooide Guo de kalender en berekende hij een jaar van 365,2425 dagen, slechts 26 seconden korter dan de moderne metingen. Hij vond vele gereedschappen uit in het proces.

De kalender betekende een revolutie voor China en de wereld. Hij maakte een nauwkeurigere registratie van de geschiedenis mogelijk, gaf een gevoel van eenwording en hielp latere keizers over China te heersen. Zijn kalender zou de volgende 363 jaar worden gebruikt, de langste Chinese kalender die in de geschiedenis is gebruikt.

Guo was ook in staat de plaats van hemellichamen en de hoeken van de zon ten opzichte van de aarde nauwkeuriger vast te stellen. Hij vond een nieuw soort kompas uit waarmee mensen het noorden konden vinden met behulp van de sterren in plaats van magneten.

In 1283, werd Guo gepromoveerd tot directeur van het observatorium in Beijing.

Math

Guo's werk in de wiskunde werd beschouwd als het meest kundige gedurende 400 jaar. Gedurende zijn hele leven werkte hij veel aan sferische trigonometrie, waarbij hij een systeem van benaderingen gebruikte om booglengtes en hoeken te vinden. Hij benaderde dat pi gelijk was aan 3. Maar hierdoor kon hij sommige vergelijkingen veel sneller en nauwkeuriger oplossen dan wanneer hij zou zeggen dat pi 3,14 was. ....

Hij gebruikte ook wiskundige functies voor sferische trigonometrie, voortbouwend op de kennis van Shen Kuo's (1031-1095).

Het volgende belangrijke werk in goniometrie zou pas 300 jaar later worden gedrukt door Xu Guangqi in 1607, tijdens de Ming Dynastie.

Invloed

Tang Shunzhi 唐順之 (1507-1560) zei dat Guo's werk een voorbeeld was van "praktische geleerdheid" (het toepassen van geavanceerde kennis om praktische problemen op te lossen).

Guo beïnvloedde de Changzhou School of Thought en de verspreiding van "evidential learning" (leren door ervaring).

Een aantal zaken zijn naar Guo vernoemd, waaronder de planetoïde 2012 Guo Shou-Jing en de Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope nabij Beijing.