欲自强必图振作。
——李鸿章
郭守敬，我国古代著名的天文学家和水利专家。元世祖时，他算出一年有365.2425天，同地球绕太阳一周的实际时间相比，只差26秒；他编成一部新的、比较科学的历法《授时历》，同现行的公历一年周期相同。
郭守敬，顺德邢台（今河北邢台）人。他于1231年出生在一个书香之家。他幼承家学，刻苦努力，在数学、水利学和天文学等方面受到良好的教育。他的科学成就，最初是在水利河运方面表现出来的。刚满20岁时，他参加了修复邢川城外一座古老石桥的工作。经过他的多次勘测，找到了原有河道和桥梁遗址。经过他的设计，疏通了淤塞多年的河道，并重建了一座更为坚固的石桥，解决了交通上和灌溉上的迫切需要。
郭守敬的才干得到了人们的好评。忽必烈召见了他，听他面陈治理水利的建议，深为赞赏，委以重任。不久，他奉命前往经行省西夏（主要在今宁夏、甘肃一带），整治那里的古渠，消除水患。他根据自己实际进行的水道测量，认定黄河中游从中兴（今宁夏银川）至东胜（今内蒙古托克托县）可通航行。为了建立水路驿站，他考察了河北、山东的河道，绘制了河流相通形势图。他还以大都（今北京）东边的海平面为基准，参校大都至汴梁（今河南开封）地形高低的差别，这实际是地理学上的最早形成和运用了标高的概念。由于政绩突出，郭守敬掌管了全国河渠、堤防、水利、桥梁、闸堰等重要事务。
元朝攻灭南宋，统一中国。可历法陈旧、混乱，时有节气差错发生，势必影响政令统一。于是，元世祖忽必烈决定编制新历，成立了专门机构太史局（后改太史院）。46岁的郭守敬被调任参加编制新历法。他研究了自秦汉以来70次改历的经验，提出“历之本，在于测验，而测验之器，莫先于仪表”的主张，在同事们的支持下，编制新历活动分造仪、观测、编历三个阶段紧张地展开了。
首先是造仪。郭守敬一共创制了简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪、星晷、定时仪等20种天文仪器，其中，简仪和高表是两件重大的创造。尤其是简仪，这种测量天体坐标的仪器，由原来构造相当繁复的常仪简化而来，它的赤道坐标环组已开创了近代赤道仪的先河。仪器上刻度细密，最小分格可到l/36度，相当精确。简仪是世界上最早制成的大赤道仪，比丹麦天文学家第谷在1598年发明的同样仪器，早了300多年。
1279年，天文仪器制成后，在郭守敬的设计下，又在大都城东修建了一座观测天象的司天台——灵台（遗址在今北京市建国门中国社会科学院内）。这里陈设着各种天文仪器以及历代天文图集，是当时中国的天文研究与天文观测的中心，是当时世界上设备最完善的天文台。
其次是观测。郭守敬主持和亲自参加了规模空前的天文测量。这次观测，最北的观测点是北海，在今西伯利亚；最南的观测点是南海，在今西沙群岛。通过观测，积累了关于日影、北极出地高度和春分、秋分、夏至、冬至昼夜时刻等方面的大量资料。郭守敬还主持了一次空前规模的恒星位置的测量，测出了前人未命名的恒星1000余颗，使测量的恒星从原来的1464颗增至2500颗，并编制了星表，测量精度大大超出了宋代。郭守敬特别重视重新测定“黄赤交角”。
我国天文学家很早就发现赤道（地球自转时通过地心同自转轴垂直的平面，叫赤道）和黄道（古代称太阳运行轨道为黄道，实际上是地球绕太阳公转的轨道）的轨道平面是不一致的，而且倾斜成一定交角，就是黄赤交角。测定这个交角是天文学最基本的数据之一，对天文历法的推算很有关系。郭守敬经过反复仔细的观察，重新测定的黄赤交角为23°33′34″，与近代用天体力学公式算出来的23°31′58″相比，误差仅为1′36″。这是中国古代天文学家关于黄赤交角的最精确的数值，为18世纪法国天文学家拉普拉斯论证关于黄道倾角交易性的理论提供了证据。
最后是编历。郭守敬以对大都三年半约200次的晷影测量数据，进行科学推算，得出一个太阳回归年的长度为365.2425日，这个数值精确到比地球绕太阳公转一周的实际时间，只差26秒，经过3320年后才相差一日。这就为编历提供了可靠的基础。郭守敬依据自己观测的结果，吸收以往历法的长处，经过精密计算，终于修成一部新历。忽必烈赐名《授时历》，这是取古籍《尚书·尧典》中“敬授人时”，即敬告人民以农时的意思，于1280年颁行天下。《授时历》一年的周期与现行公历（格里高利历）相同，但比现行公历的确立早300年。《授时历》还应用数学上的招差法推算太阳、月亮以及五星的运动和位置，比欧洲早了将近400年。《授时历》共施行了364年，是我国古代最精密和使用时间最长的历法，还传到了朝鲜、越南等国。日本的《大和历》也是在《授时历》的基础上制订的。
1291年，忽必烈重新设置都水监，加强水利事务，交郭守敬领导。这一时期郭守敬最主要的贡献是于1293年主持开凿了通惠河。他几经勘测，决定在大都西北修建一条长达30公里的白浮堰，把昌平以南神山附近的白浮泉引进大都城，然后利用旧有运粮河道顺流东下，到通州（今北京通州区）和大运河衔接起来。为了解决河床倾斜坡度问题，他又设法用水闸、斗门20座来调节水位和控制流量。这样，运粮船只就能沿着这条160余里长的通惠运河，直接驶入大都的积水潭（今北京什刹海），对促进南北经济文化交流起了积极作用。
由于郭守敬在天文、历法、水利、数学等方面都有成就，朝廷不准他卸职退休，任事直到86岁去世时为止。郭守敬作为杰出科学家，在世界天文学史上具有不可磨灭的地位。1970年，国际天文学会曾命名月球背面的一座环形山为郭守敬山。1977年7月，中国科学院紫金山天文台把该台发现的得到国际上确认的一颗小行星命名为“郭守敬星”。
很多科学家都强调勘测的作用，正如后来郭守敬在编定新历法时说的“历之本，在于测验”。可见，在一些科学实践中，测量是关键，没有测量，其他什么都是空对空。
