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第4章 祖冲之编《大明历》

祖冲之(公元429年~公元500年),是我国南北朝时期南朝一位非常杰出的科学家。他在数学、天文历法和机械制造等方面都有卓越的贡献。

深夜,建康城(今南京)钟山脚下的一幢房子里,祖冲之在一盏昏暗的油灯陪伴下,坐在案前。案头堆着翻开的《黄帝历》、《颛顼历》、《周历》、《鲁历》、《元嘉历》,这些历代的历书,上面密密匝匝地写着批注,显示着主人是多么刻苦和博学。祖冲之研究这些历书,是为了编出一本新的《大明历》。

在《大明历》之前,人们采用的是《元嘉历》。祖冲之发现《元嘉历》对日月的方位、行星的出没和冬至、夏至的时间,推算得都不很准确。那时把两次月圆之间的日子定为一个月,每月29天多一点,12个月为一年。这种计时法称为阴历。又把两次冬至之间的那段时间作为一年,这种计时法叫做阳历。阳历的天数比阴历的天数在一年中要多11天多。为了使这两种历法统一,人们采用“闰月”的方法,在19年中安排7个闰年,每个闰年为13个月。但祖冲之经过精确的计算,发现过200年阴、阳历还会相差一天。经过严格的推算,祖冲之把它改为每391年中有144个闰年。这个问题解决后,祖冲之又发现,一年中,太阳转一圈(实际是地球绕太阳转)并没有完全回到上一年的冬至点位置,而总是有一个微小的距离,他把它称作“岁差”。这是什么原因呢?为了这个令人费解的问题,祖冲之不知熬过了多少个不眠之夜。后来,祖冲之从一架古代的观星仪上受到启发,认识到:岁差肯定是由于太阳在转动时受到某些外力的影响,使它的运转速度产生微小差异而引起的。

找到了岁差的产生原因之后,祖冲之日夜计算,终于算出了岁差是45年零11个月后退1度(古代把周天分为36514度)。后来,他又推算出了一个“交点月”(月亮从上一次到这一次经过太阳运行轨道的交叉点所需的时间)的日数为27.21223日,和现代值27.21222日十分接近。这对精确预测日食和月食有很大的帮助。

《大明历》编成后,经过同保守势力的激烈斗争,在公元510年正式使用。在其他的领域,祖冲之也取得了很大的成就。天文学方面,他曾经连续十年,在每天正午的时候,记录铜表上的日影,根据观察结果,制成了当时最科学的历法《太阳历》,其中的测算结果,和现代天文学的测算结果相比只差50秒。祖冲之在世界上也非常有影响。在月球上,有一座环形山,就是以祖冲之的名字命名的,叫做“祖冲之山”。他是我们国家的骄傲。