第一章 时代、生平及师友 1
一、少年时代 1
二、紫金山时期 8
三、在水利与天文仪器领域初露锋芒 15
（一）邢台城北治水 15
（二）宝山漏的制作 21
四、驰骋在水利工程天地 25
（一）“水利六事” 25
（二）西夏治水 33
（三）中兴至东胜漕运与金口河工程 35
（四）对黄河孟门以东的考察及其他 38
（五）对冀鲁水系的考察与水驿的建立 41
五、攀登天文历法的高峰——前期 46
（一）历法改革的背景 47
（二）制定新历法的核心组织安排与人才的调集 55
（三）天文仪器的制作与太史院的建立 67
（四）观测与研究工作的展开 74
（五）授时历的初成与颁行 80
六、攀登天文历法的高峰——后期 84
（一）授时历初成后的人事变迁 84
（二）天文仪器制作与测验工作的继续进展 87
（三）历法改革成果的整理与编纂 90
七、又回到水利工程天地：通惠河工程及其他 97
八、再创仪象制作之业绩与晚年之谜及其他 106
（一）再创仪象制作之业绩 106
（二）晚年之谜 108
（三）郭守敬的后人 114
第二章 测验之器莫先仪表、天文仪器制作的技术思想及太史院的设计 117
一、测验之器莫先仪表 117
二、天文仪器制作的技术思想 121
（一）天文观测仪器系列：简仪、圭表、景符、窥几与仰仪——一仪多用、简便与准确 121
（二）计时仪器系列：丸表、赤道式日晷、星晷定时仪、宝山漏、行漏、大明殿灯漏、柜香漏与屏风香漏——简便、实用、自动化与艺术化 149
（三）天象演示仪器系列：玲珑仪、证理仪、日月食仪、浑象与水浑莲运浑天漏——一仪多用、自动化 156
（四）安置、校正仪器系列：正方案、悬正仪与座正仪——简便、有效 162
三、太史院的设计思想 169
第三章 历法莫先测验与继之以密算：实践与理论的统一 175
一、历之本在测验——先之以精测 176
（一）晷影测量、冬至时刻与回归年长度的测定：多组测算法与“以取数多者为定”的原则 177
（二）冬至点位置测量：多种测量方法的运用与拟合 189
（三）闰应、转应、交应、合应、历应等的测定：多次测量与多种测量的综合 193
（四）四海测验：对历法普适性的追求 201
（五）恒星位置测量：更精细与更全面系统 206
（六）回归年长度古大今小法和日月交食法：接受古今实际天象的检验 213
二、继之以密算——以科学、合理的数学方法拟合天体的运行 221
（一）实测历元法、万分法与定朔法的采用：不人为附会，为得自然而革新 221
（二）三次差内插法：密算方法的创新之一 231
（三）弧矢割圆术：密算方法的创新之二 241
（四）日食三限与月食五限的算法：密算方法的创新之三 255
（五）精细的表格计算法及其他：准确与简便的结合 259
三、其他天文历法思想 263
（一）尊重传统、勇于创新的思想及其他 263
（二）失行说 271
（三）转神与择日吉凶之说 280
第四章 水利思想 282
一、从邢台城北治水到建立冀鲁水驿诸工程所反映的水利思想 282
（一）造福百姓，服务国家 282
（二）实地考察与调查研究 284
（三）科学合理的规划设计、施工、管理与经济实惠的原则 286
（四）水利工程的综合效益 291
（五）海拔高度概念的提出及其应用 293
二、通惠河工程及其所反映的水利思想 293
（一）考察调研及初始规划：利国利民 294
（二）引水工程——水源的调集、节蓄与引水路线的选定：因势利导 298
（三）漕运河渠工程：最佳路线的选定——因旧谋新、另辟蹊径 307
（四）渠道广深的设计及坝闸工程：“过舟止水”与“节水以通漕运” 316
（五）关于24座坝闸的设置：从初始规划到实地施工的演变 319
（六）施工与管理的科学化、合理化 326
（七）漕运、灌溉、供水与环境的综合效益 328
第五章 历史地位与影响 332
一、元代人对郭守敬及其科学技术工作的评述 332
二、明清时期对郭守敬及其科学技术工作的继承与评述 340
（一）明代大统历和天文仪器的复制或仿制 340
（二）明清时期的通惠河 345
（三）明代人对郭守敬及其科学技术工作的评述 349
（四）清代人对郭守敬及其科学技术工作的研究与评述 356
三、授时历与郭守敬所制天文仪器对古代朝鲜和日本的影响 363
（一）古代朝鲜对授时历的学习、研究及采用 363
（二）郭守敬所制天文仪器对古代朝鲜的影响 368
（三）授时历对古代日本的影响 370
四、近现代学者对郭守敬及其科学技术工作的评述 374
（一）关于授时历和回回历法关系的论争 374
（二）西方学者对简仪历史地位的再评论及其他 383
索引 387
人名索引 387
重要词语索引 395
后记 402