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元世祖忽必烈非常重视吸收汉族的人才，刘秉忠便是他重用的汉族大臣之一，将国号定为元就是刘秉忠的主张，刘秉忠还向忽必烈推荐了著名科学家郭守敬。
郭守敬出生在河北邢台的一个学者家庭里，他的祖父郭荣学识渊博，对数学和水利都有深入的研究。
祖父常常带着小孙子东看看西摸摸，教他数学，教他技术。郭守敬认真读书，刻苦钻研，进步很快。十五六岁时，他曾经看到一幅从石刻上拓印的莲花漏图（古代一种计时器），没用多少时间，他就弄清了它的制造方法以及原理。
忽必烈统一全国以后，下令要修改历法，郭守敬和王恂受命主持这项工作。由于原有的天文观测仪器已经陈旧不堪，难以精确地观测天象，郭守敬便决定把创制天文仪器的工作放在首位。
郭守敬说：“历法的根本在于测验，而测验是否精确，首先要有精密的仪器。”于是，他自己动手创制和改造天文仪器。在三年之中，郭守敬制成了简仪、圭表、仰仪等10多种天文仪器。
首先，郭守敬大胆地改革了圭表。圭表是我国古代发明的一种测量日影的工具，根据日影变化以决定春分、秋分、夏至和冬至等二十四节气。
郭守敬又创制了简仪，简仪是一种用来测量日月星座位置的天文仪器，它是郭守敬对西汉落下闳发明的浑仪改造而来的。郭守敬大刀阔斧地把浑仪几个妨碍视线的活动圆环去掉，又拆除原来作为固定支架的圆环，改用柱子托住，这样既简单，又实用，故称简仪。
简仪制成于1276年，比欧洲发明同样类型的仪器要早300多年。
郭守敬不仅是一个天文学家，又是一个水利专家，他在水利方面所作的最大贡献是开凿了从大都到通州的“通惠河”。
有一年，成宗皇帝召郭守敬到上都，商议开凿铁幡竿河渠的事。郭守敬认为这个地方降雨量大，年年有山水暴发，要开凿河渠，非得有六七十步宽不可。但是，执管的官员嫌水利工程费用太大，不接受郭守敬的建议，在施工的时候，将郭守敬提出的宽度缩减了三分之一。
结果，第二年大雨一来，山水凶猛下泻，淹没了许多人、畜、房子，差一点把皇帝的行宫也冲毁。成宗皇帝后悔莫及地说：“郭太史（郭守敬）真是神人，当初实在不该不听他的话呀！”
郭守敬在历法方面也有卓越的成就，他修成《授时历》，计算出一年为365.2425天，这和地球绕太阳的周期只差26秒，与现在世界上公用的阳历相同。
郭守敬一生坚持不懈地从事于科学实践，直到86岁高龄还在进行着研究。