Quách Thủ Kính: người đo lại bầu trời cho cả một đế chế

Quách Thủ Kính: người đo lại bầu trời cho cả một đế chế

Quách Thủ Kính sống từ năm 1231 tới năm 1316, làm quan dưới bốn đời vua nhà Nguyên. Ông cho đóng bộ dụng cụ quan trắc mới, chủ trì cuộc đo đạc bầu trời rải khắp đế chế Mông Cổ, tính ra một năm dài 365,2425 ngày, và đào con kênh nối kinh đô Đại Đô với Đại Vận Hà. Tên ông gắn với bộ lịch Thụ Thời, bộ lịch chính xác nhất thế giới đương thời. Nhưng đằng sau những con số ấy là cả một ê-kíp, và có những chỗ sử liệu ghi khác nhau mà bài này nói thẳng.

Thân thế và quê quán

• Sinh năm 1231 tại huyện Hình Đài, tỉnh Hà Bắc, vùng đất khi đó đã nằm dưới quyền người Mông Cổ từ lâu.
• Mất năm 1316 tại Đại Đô, kinh đô nhà Nguyên, nay là Bắc Kinh, thọ khoảng tám mươi lăm tuổi.
• Tên tự: Nhược Tư. Ông xuất thân trong một gia đình có truyền thống học toán và thiên văn. Cha mất sớm, ông lớn lên dưới sự dạy dỗ của ông nội là Quách Vinh, người đã dạy ông đọc sách thiên văn, địa lý và tính toán.
• Học vấn: ông không đi theo con đường khoa cử. Ông học theo lối gia truyền và qua sách vở, sớm nổi tiếng am hiểu thủy lợi và thiên văn.
• Điểm ngoặt: khoảng năm 1250, Lưu Bỉnh Trung, một mưu sĩ quan trọng của Hốt Tất Liệt, đi qua Hình Đài và phát hiện tài năng của ông. Lưu Bỉnh Trung lại giới thiệu ông với Trương Văn Khiêm, người phụ trách việc dẫn nước ở Đại Đô. Con đường vào bộ máy nhà nước của ông là đường tiến cử, không phải đường thi cử.

Từ công trình nước tới việc quan trắc trời

Việc đầu tiên đưa tên tuổi Quách Thủ Kính ra ngoài là các công trình dẫn nước. Khoảng năm 1262, khi mới ngoài ba mươi tuổi, ông được giao sửa lại hệ thống tưới tiêu cho vùng quanh Đại Đô. Ông đo lại độ cao các nguồn nước, phát hiện những chỗ đê cũ đắp sai, cho đắp lại đập và kênh, đưa nước tới hàng nghìn mẫu ruộng. Năm 1264, ông dâng một bản tâu gồm sáu việc về thủy lợi và được triều đình giao thực hiện từng việc một.

Nhưng cái đẩy ông lên tầm quốc gia lại là lịch. Bộ lịch mà nhà Nguyên thừa hưởng từ nhà Kim đã tích tụ sai số qua nhiều năm: tiết khí lệch dần, nhật thực và nguyệt thực đoán không còn đúng. Năm 1276, Hốt Tất Liệt hạ lệnh cải cách lịch và lập một cơ quan riêng cho việc này. Tổ quan trắc gồm những tên tuổi lớn như Hứa Hành, Vương Tuân, Dương Cung Ý, cùng Quách Thủ Kính. Ông nhận phần dụng cụ và số liệu, phần nặng nhất của công việc.

Những dụng cụ ông cho làm mới

Muốn đo cho chính xác, ông cho rằng trước hết phải có dụng cụ tốt hơn. Bộ dụng cụ đời Tống đã thất truyền nhiều, ông vừa phục dựng vừa cải tiến. Vài thứ đáng chú ý:

• Giản nghi: một loại nghi khí xích đạo rút gọn. Dụng cụ cũ có nhiều vòng lồng vào nhau, khi quan sát thường che khuất nhau. Ông bỏ bớt phần dư, giữ lại vòng xích đạo và vòng khứ cực, nhờ đó ngắm sao nhanh hơn và bớt tốn người phụ.
• Cao biểu: cây thước bóng cao tới bốn mươi thước, thay cho cây thước tám thước truyền thống, giúp bóng dài hơn và dễ đọc hơn vào các ngày gần đông chí hay hạ chí.
• Cảnh phù: một miếng kim loại nhỏ có lỗ nhọn, đặt trước đầu bóng của cây thước để thu hẹp vùng nửa sáng nửa tối. Nhờ vậy đọc được mép bóng thật chính xác, khắc phục đúng cái sai hệ thống của mọi phép đo bóng trước đó.
• Chính phương án: một bàn mặt phẳng có vòng và lỗ ngắm, dùng để xác định phương bắc nam và hướng đông tây.
• Ông còn cho làm một số dụng cụ quan sát mặt trời, dụng cụ ngắm sao, và một cỗ đồng hồ nước nhiều tầng có hình người máy đặt trong điện, sử sách gọi là đèn lậu điện Đại Minh. Phần lớn dụng cụ gốc đã mất; ngày nay ta biết chúng chủ yếu qua mô tả bằng chữ trong sử và qua các bản sao làm lại đời sau.

Hai mươi bảy điểm đo trên khắp đế chế

Muốn lịch đúng ở mọi nơi thì không thể chỉ đo ở kinh đô. Quách Thủ Kính tổ chức đặt các điểm quan trắc rải khắp lãnh thổ và cả những vùng xa. Sử nhà Nguyên ghi lại một danh sách hai mươi bảy điểm, chạy từ vùng biển phía nam tới phương bắc xa, có cả bán đảo Cao Ly và những điểm ở Trung Á. Tại mỗi điểm, người ta đo bóng mặt trời và ghi độ cao sao Bắc Cực để suy ra vĩ độ.

Cần nói thẳng một chỗ: danh sách hai mươi bảy điểm ấy không phải chỗ nào cũng đã được đo thật. Giới nghiên cứu từ lâu nhận ra một số con số vĩ độ trong sử có vẻ được suy ra hoặc làm tròn, không khớp với đo đạc tại chỗ. Cho nên câu chuyện hai mươi bảy đài thiên văn hay được kể trên mạng cần đọc dè, và bản đồ đánh dấu hai mươi bảy điểm chỉ là cách trình bày danh sách, không phải bản đồ các toà nhà đã dựng.

Lịch Thụ Thời và con số 365,2425

Năm 1280, bộ lịch mới hoàn thành, đặt tên là Thụ Thời, ban hành từ năm sau. Độ dài năm nhiệt đới mà lịch này dùng là 365,2425 ngày. Con số ấy đúng bằng độ dài năm trong lịch Gregory, thứ lịch mà phương Tây mãi tới năm 1582 mới áp dụng, tức chậm hơn gần ba trăm năm. Cần phân biệt cho rõ: hai bộ lịch chỉ trùng nhau ở độ dài năm, còn cách xử lý năm nhuận thì khác nhau. Lịch Thụ Thời đạt độ chính xác đó bằng quan sát lâu dài và bằng phép nội suy, chứ không phải bằng một quy tắc nhuận phức tạp như lịch Gregory sau này.

Ngoài độ dài năm, ê-kíp của ông còn hiệu chỉnh độ nghiêng của hoàng đạo và nhiều hằng số khác, đặt nền cho việc dự báo nhật thực, nguyệt thực. Bộ lịch Thụ Thời được nhà Minh kế thừa gần như nguyên vẹn. Đây là bằng chứng thực tế rõ nhất cho chất lượng công trình: nó sống được qua một lần đổi triều.

Sông Thông Huệ: nối kinh đô với Đại Vận Hà

Vấn đề lớn của Đại Đô là không có đường nước chở thóc. Đại Vận Hà dừng ở Thông Châu, cách kinh đô vài chục dặm; thóc từ phương nam lên phải bốc xuống rồi chở bằng xe bò vào thành, tốn kém và chậm. Năm 1292, Quách Thủ Kính được giao đào con kênh nối Thông Châu với Đại Đô, tức sông Thông Huệ. Khó khăn chính là kênh này ngược dốc dần về phía kinh đô.

Cách ông xử lý: lấy nước từ các suối phía tây bắc kinh thành, đắp đập giữ nước, rồi dùng một loạt cửa cống đóng mở theo bậc dốc để giữ mực nước cho từng đoạn kênh. Nhờ đó thuyền chở được thóc vào tận kinh đô mà không phải bốc vác. Kênh hoàn thành năm 1293, và đây là lần đầu một hệ thống cống bậc thang quy mô lớn được dùng ở Trung Quốc cho giao thông thủy.

Và đây là chỗ hay bị kể thiếu: con kênh ấy không sống lâu như người ta tưởng.

Những mặt hạn chế

• Sông Thông Huệ phụ thuộc vào nguồn nước mùa khô. Các suối cấp nước không đủ vào mùa cạn, mực nước tụt khiến thuyền lớn khó qua và phải chuyển tải. Trải mấy chục năm, đê cống hư hỏng dần; sang đầu đời Minh con kênh thực tế bị bỏ, hàng lại phải chở bằng đường bộ vào kinh đô.
• Không phải dự án nào cũng thành công ngay. Ngay từ năm 1264, trong sáu việc thủy lợi ông đề nghị có việc gặp phản đối và phải gác lại, có việc làm xong rồi hỏng vì thiếu nước hoặc vì địa hình.
• Phép đo vẫn bị giới hạn bởi điều kiện đương thời. Lịch Thụ Thời chính xác nhưng không dự báo được nhật thực tới từng phút. Tới đời Minh, vì không ai hiệu chỉnh, sai số tích lại, các cuộc dự báo nhật thực thất bại, và cuối cùng triều đình phải quay sang nhóm của Từ Quang Khải cùng các linh mục Dòng Tên.
• Công lao là của cả một tập thể. Bộ lịch Thụ Thời gắn tên Vương Tuân, Hứa Hành, Dương Cung Ý cùng nhiều người khác, không chỉ mình ông. Sử sách và các bài viết phổ thông thường nén tất cả vào một cái tên cho dễ nhớ.
• Ông làm quan cho ngoại tộc. Quách Thủ Kính là người Hán phục vụ triều Nguyên Mông Cổ, thăng tiến nhờ sự bảo trợ của Hốt Tất Liệt và các quan lớn. Đây là thực tế nghề nghiệp của ông: không có triều đình Mông Cổ thì không có cuộc quan trắc quy mô ấy. Cách nhìn ông như một vị anh hùng dân tộc thuần tuý là không khớp sử.
• Dụng cụ đã mất, khó kiểm chứng thiết kế gốc. Sử tả dụng cụ bằng chữ, không kèm bản vẽ chính xác tuyệt đối; các bản sao đời sau có thể đã khác bản gốc ở vài chi tiết.

Con người và cuối đời

Ông giữ chức đứng đầu cơ quan thiên văn của triều Nguyên, rồi được giao coi việc thủy lợi toàn quốc, và cuối cùng lên tới các chức cao trong triều. Người đương thời ghi rằng ông sống giản dị, không màng tích lũy, tới già vẫn làm việc không ngừng và có lần xin về hưu nhưng triều đình không cho. Ông mất năm 1316 khi đang tại chức, hơn tám mươi tuổi.

Vì sao vẫn nhớ ông

Giá trị của Quách Thủ Kính không nằm ở một câu chuyện thần bí nào, mà nằm ở một sự thật kiểm chứng được: với thước ngắm, bóng nắng, kênh nước và sức người, ông cùng đồng sự đã đo ra độ dài năm chính xác tới mức châu Âu phải ba thế kỷ sau mới đạt tới. Đọc ông cho công bằng thì nên nhớ ba điều: ông là tay kỹ sư trong một bộ máy quan liêu ngoại tộc, công trình của ông là công nghiệp tập thể, và không phải dự án nào của ông cũng đứng vững lâu dài.

Nguồn: Wikipedia tiếng Việt — Quách Thủ Kính · Nguyên sử — Quyển 164, Liệt truyện Quách Thủ Kính · Bách khoa toàn thư Britannica — Guo Shoujing · Joseph Needham, Khoa học và Văn minh Trung Hoa — Thiên văn học đời Nguyên · Bảo tàng Đài quan trắc cổ Bắc Kinh — Cuộc đời Quách Thủ Kính