祖冲之〈推算圆周率至小数点7位数〉(2) 江铭辉 五梦网
五、调离京都
预测月食的成功,极大地鼓舞了祖冲之。他为了能从事自己的研究,脱离了京都的是非之地,大约公元461年来到南徐州(现镇江市)担任从事吏,以便空出大部分空余时间来研究天文。他在自己院子里设置了不少仪器,如圭表、定时器、浑仪等。
不久被调到公府当参军。
六、改良观测技术
不久,祖冲之发现前人测定冬至日的圭表用具较简陋,用它来测定冬至日期不很准确。于是他改进了观测技术,观测冬至前后近一个月的日影长度,取其平均值,终于精确地求出冬至发生的日期和时刻,进而算出了回归年的长度。
七、天文贡献
1. 将岁差引入历法
中国上古时代的天文学家一直认为太阳每年从冬至点环绕一周到次年的冬至点,永远一样。但实际上,太阳环绕一年的冬至点,有一个差距,天文学称为「岁差」。
事实上,每年太阳「岁差」西移50.2秒,也就是每71年又8个月差一度。祖冲之是第一个将「岁差」引入中国历法的人,他推测每45个年又11个月差一度,虽然数据差一些,但是他在历法引用岁差,却是很大的革新。
2. 算出回归年
此外,他精确算出一个回归年有365.24281481天,与今日的科技相较,误差不过60万分之一。
3. 木星周期
另外中国古用岁星(木星)纪年,祖冲之还算出木星周期为11.859年,与现今测定的11.862年相差只有0.003年。
4. 编制大明历
祖冲之在天文学上的最大贡献是公元462年(南朝宋孝武帝6年),他针对当时通行的何承天《元嘉历》使用19年有7个闰月的不精确的说法,重新编制一种新的历法,并以制成的年代命名为《大明历》,新的历法已经考虑了岁差问题。同时确立391年有144个闰月的历法。大明历经过1739年才差一天,但元嘉历220年就差一天。
八、上奏皇上
公元462年,祖冲之带着他的《大明历》和奏章,从南徐州赶赴京他要亲手把《大明历》献给宋孝武帝。
新历法送到了宋孝武帝的面前。孝武帝并不重视科学,可是历法中讲到许多天象,他却很关心。于是,他召集显要大臣和掌管历法的官员,进行了一场激烈的改历大辩论。
这时宠臣戴法兴由于之前与祖冲之有过节,因此竭力反对。他说历法是自古流传下来,不能随意改变,改了就是亵渎上天,叛祖离道。朝中大臣惧怕得罪戴法兴,都附和他,只有巢尚之一人支持祖冲之,主张采用《大明历》。
祖冲之反驳说:「《大明历》中的资料都是我十几年如一日测量出来的。况且古人的历法也是测日观天才得到的,有了错怎么就不能改y事后,他又以科学的态度写下了科学史上有名为文献《驳议:辩戴法兴难新历》。进一步对戴法兴的谬论作了驳斥。
由于戴法兴的阻挠,在祖冲之生前,大明历始终没有能够施行。