Guo Shoujing

Lapsena

Hän syntyi vuonna 1231 Xingtaissa, Hebein maakunnassa. Hänen perheensä oli köyhä. Hänen isoisänsä, Guo Yong, oli kuuluisa viiden klassikon tutkimisesta tähtitieteeseen, matematiikkaan ja hydrauliikkaan. Guo Shoujing oli ihmelapsi. Teini-ikäisenä hän oppi rakentamaan vesikellon. Sitten hän paransi sitä. Hänen uutta keksintöään kutsuttiin nimellä lotusklepsydra (lotuskukan muotoinen kulho, johon vesi tippui). 16-vuotiaana hän alkoi opiskella matematiikkaa ja siitä eteenpäin hydrauliikkaa ja tähtitiedettä.

Hydrauliikka

Guosta tuli 20-vuotiaana vesirakennusinsinööri ja hallituksen virkamies. Hän auttoi korjaamaan Dahuoquan-joen ylittävän sillan.

Suuren kanavan parantaminen

Kublai Khan (mongolivaltakunnan Yuan-dynastian johtaja) ajatteli 1250-luvun lopulla, että vesirakentaminen, kastelu ja vesikuljetukset auttaisivat maata ja kansaa. Hän lähetti Liu Bingzhongin ja hänen oppilaansa Guon parantamaan kastelujärjestelmiä Dadun (nyk. Peking) ja Keltaisen joen välillä.

Guo auttoi rakentamaan 30 kilometrin pituisen kanavan Baifun lähteeltä Shenshan-vuorelta Daduun,

Suuri kanava yhdisti Yangzi-joen, Huai-joen ja Keltaisen joen 7. vuosisadan alusta lähtien. Guo auttoi laajentamaan sitä Daduun 1292-93.

Se toimi. Kublai Khan oli onnellinen, ja Guo teki samanlaisia asioita muulle valtakunnalle. Hänet ylennettiin hydrauliikan, matematiikan ja tähtitieteen pääneuvonantajaksi.

Ihmisen tekemä Kunming-järvi

Hän loi ihmisen tekemän Kunming-järven Pekingiin. Tämä oli yksi hänen mieleenpainuvimmista insinööritaidoistaan.

Järvestä saatiin vettä kaikille Pekingiä ympäröiville alueille, ja se johti maailman parhaaseen viljan kuljetusjärjestelmään.

Hän rakennutti muitakin altaita, minkä ansiosta Kiinan sisäosissa asuvat ihmiset saivat makeaa vettä viljelyä, juomista ja kaupankäyntiä varten.

Hän tarjosi kastelua varten hydrauliikkajärjestelmiä, jotka jakoivat vettä tasaisesti ja nopeasti, minkä ansiosta yhteisöt pystyivät käymään kauppaa tehokkaammin ja siten vaurastumaan.

Vuonna 1292 hänestä tuli vesihuoltotoimiston johtaja.

Keksinnöt: kellot

Guo keksi monia tähtitieteen laitteita: gnomon, neliötaulukon, armillan ja vesivoimalla toimivan käsivarsipallon nimeltä Ling Long Yi.

• Gnomon on kello; se kertoo ajan mittaamalla auringon asentoa (kuten aurinkokello). Sillä voidaan myös määrittää vuodenajat. Guo teki tästä laitteesta paljon tarkemman.
• Nelikulmainen taulukko mittaa tähtien kulmaa ja sijaintia sivussa. Se on myös kulmamittari.
• Armilla mittaa auringon kulmaa sekä minkä tahansa taivaankappaleen sijaintia.
• Ling Long Yi on hienompi ja tarkempi versio armillasta.

Tähtitiede: kalenteri

Jopa silloin, kun nuori Guo mullisti vanhoja keksintöjä. Hänen kellonsa, rannekellonsa, kastelu-, säiliö- ja tasapainoasemansa olivat aikansa tarkimpia, ja ne mahdollistivat äärimmäisen tarkan ajan tallentamisen.

Kublai Khan huomasi, että Guo oli tähtitieteen nero. Niinpä hän pyysi Guoa, Zhangia ja Wang Xunia rakentamaan erittäin tarkan kalenterin. Se olisi aikansa tarkin. He rakensivat valtakuntaan 27 observatoriota keräämään tietoja laskelmia varten.

Vuonna 1280 Guo sai kalenterin valmiiksi laskemalla vuoden pituudeksi 365,2425 päivää, mikä on vain 26 sekuntia nykyaikaisesta mittauksesta. Samalla hän keksi monia työkaluja.

Kalenteri mullisti Kiinan ja koko maailman. Se mahdollisti historian tarkemman tallentamisen, antoi tunteen yhtenäisyydestä ja auttoi myöhempiä keisareita hallitsemaan Kiinaa. Hänen kalenterinsa oli käytössä seuraavat 363 vuotta, mikä on pisin kiinalainen kalenteri, jota on käytetty historiassa.

Guo pystyi myös määrittämään tarkemmin taivaankappaleiden sijainnin ja auringon kulmat suhteessa maahan. Hän keksi uudenlaisen kompassin, jonka avulla ihmiset löysivät pohjoisen käyttämällä magneettien sijasta tähtiä.

Vuonna 1283 Guo ylennettiin Pekingin observatorion johtajaksi.

Math

Guon työtä matematiikan alalla pidettiin 400 vuoden ajan kaikkein asiantuntevimpana. Koko elämänsä ajan hän työskenteli paljon pallotrigonometrian parissa käyttäen approksimaatiojärjestelmää kaaren pituuksien ja kulmien löytämiseksi. Hän likiarvoisesti arvioi, että pii oli yhtä kuin 3. Tämän ansiosta hän pystyi kuitenkin ratkaisemaan joitakin yhtälöitä paljon nopeammin ja tarkemmin kuin jos hän olisi sanonut, että pii on 3,14.....

Hän käytti myös matemaattisia funktioita sfääriseen trigonometriaan Shen Kuon (1031-1095) tietämyksen pohjalta.

Seuraavan merkittävän trigonometrian teoksen painoi vasta 300 vuotta myöhemmin Xu Guangqi vuonna 1607 Ming-dynastian aikana.

Vaikutus

Tang Shunzhi 唐順之 (1507-1560) sanoi, että Guon työ oli esimerkki "käytännöllisestä oppineisuudesta" (edistyneen tiedon soveltaminen käytännön ongelmien ratkaisemiseen).

Guo vaikutti Changzhoun koulukuntaan ja "todisteellisen oppimisen" (kokemuksen kautta oppiminen) leviämiseen.

Guon mukaan on nimetty useita asioita, kuten asteroidi 2012 Guo Shou-Jing ja Pekingin lähellä sijaitseva Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope.