四海測驗

公元1279年（至元十六年），元朝天文學家郭守敬（1231-1316）為同知太史院事時，向元世祖忽必烈提出在全國範圍進行大規模天文測量的建議。他指出唐朝開元年間天文學家僧一行曾命令南宮説帶領一組人員，在全國13處觀測點進行天文測量，現今元代的疆域比唐代還大，若不分赴各地進行實測，就不能瞭解日月食的時刻和食分數，各地晝夜長短的差距，日月星辰在天球上的位置等等，忽必烈聽後非常贊同，並馬上批准實施。由此四海大測驗拉開帷幕。（“唐開元年間，令南宮説天下測影，書中見者有十三處，今疆域比唐代大，若不遠方測驗，日月交食分數，時刻不同，晝夜長短不同，日月星辰去天高下不同，即日測驗人少可先南北立表取直測影。） ^[2] 

郭守敬在四海測驗期間，親自主持建造了河南登封觀星台，現已被列入國家重點文物保護單位。觀星台，是按登封觀星台1：1的比例仿建的。它由兩部分組成，一是梯台體建築，二是由台身北壁凹槽向北平鋪於地的石圭。梯台體建築高8.9米，連台頂觀測室通高11.96米，台底東西長16.85米，南北長16.37米，台頂東西長8.05米，南北長7.55米。台頂可放置天文儀器，如簡儀、仰儀等，以觀測日、月、星辰。兩觀測室之間水平放置一根長1.97米，直徑為0.08米的銅棒，又叫橫樑。橫樑下方有一石圭，長31.39米，寬0.53米，高出地面0.4米，由36塊青石拼接而成。圭面有刻度，因而石圭又叫量天尺。石圭、凹槽、橫樑組成圭表，可以觀測日影。中午太陽昇到上中天，也就是正南方時，橫樑影子就投在圭面上某一刻度。連續觀測橫樑影子的長度，就可以推算出迴歸年長度和二十四節氣時刻等。當年，郭守敬就是用這種測量方法測定出一回歸年長度為365.2425日。 ^[3] 

元初的天文儀器，都是宋、金時期遺留下來的，已破舊的不能使用了。郭守敬就在原儀器的基礎上進行改制，並在實踐中重新設計，在3年的時間裏，改制和重新創造了十多種天文儀器。其中主要的是簡儀、赤道經緯和日晷三種儀器合併歸一，用來觀察天空中的日、月、星宿的運動，改進後不受儀器上圓環陰影的影響。高表與景符是一組測量日影的儀器，是郭守敬的創新，把過去的八尺改為四丈高表，表上架設橫樑，石圭上放置景符透影和景符上的日影重合時，即當地日中時刻，用這種儀器測得的是日心之影，較前測得的日邊之影精密得多，這是一個很大的改進。 ^[4] 

郭守敬主持的四海測驗，在全國各地設立了27個觀測站，東起朝鮮半島，西至川滇和河西走廊，北到西伯利亞，其測量內容之多，地域之廣，精度之高，參加人員之眾，在中國歷史上乃至世界天文史上都是空前的，比西方進行同樣的大地測量早了620年。 ^[5] 

據史書記載：“設監侯官一十四員，分道而出，東至高麗，西極滇池，南逾朱崖，北盡鐵勒，四海測驗，凡二十七所。 ” ^[6] 

元世祖接受了郭守敬的建議，遂派監候官14人分道而出，在27個地方進行了天文觀測，告成觀星台就是當時27處觀測站之一，這就是歷史上有名的“四海測驗”。郭守敬從上都（多倫），大都（北京）開始歷經河南轉抵南海跋涉數千裏，親自參加了這一路的重要測驗。告成（古陽城），當時屬河南府（即洛陽）管轄，觀星台的興建和觀測日影就在此時。當時，這裏觀測的結果是：河南府——陽城（即今告成）北極出地34度太弱，見《元史·天文志》。 ^[4] 

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郭守敬根據“四海測驗”的結果，並參考了1000多年的天文資料，70多種曆法，互相印正對比，排除了子午線日月五星和人間吉凶相連的迷信色彩，按照日月五星在太空運行的自然規律，在公元1280年（至元十七年），編製成了新曆法——《授時歷》。《授時歷》推算出的一個迴歸年為365.2425天，即365天5時49分12秒，與地球繞太陽公轉的實際時間，只差26秒，和世界上通用的《格里高利曆》（俗稱的陽曆）的週期一樣，但《格里高利曆》是1582年（明萬曆十年）開始使用，比郭守敬的《授時歷》晚300多年，在國際上產生了一定的影響。 ^[4] 

據史料記載，1279年，元代著名天文學家郭守敬奉旨進行“四海測驗”，在南海的測量點就在黃巖島。這説明，至少在元朝中國就已發現了黃巖島。 ^[9] 

中國元朝元世祖於公元1279年（至元十六年）三月二十日命天文學家郭守敬進行地理測量行動“四海測驗”，郭守敬親自登陸的南海測點為黃巖島及附近諸島，測量結果在《元史.天文志.四海測驗》中有詳細記載，創世界紀錄協會世界最早對黃巖島進行地理測量的政府世界紀錄。 ^[10] 

正如《元史·天文志》所説：“是亦古人之所未及為者也。” ^[11]