●科学巨星祖冲之
17●科学巨星祖冲之
祖冲之,字文远,南北朝时期人,是我国杰出的数学家、科学家。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。
祖冲之生活在我国南北朝时期的南朝宋、齐两代。他出身于封建士大夫家庭,家庭中充满了科学文化气息。他的曾祖父祖台之为东晋侍中,爱好文学。他的祖父祖昌为南宋大匠卿,主管土木建筑。祖冲之的父亲虽然名气不大,但对科学文化也颇多涉猎。在这样的家庭环境里,祖冲之自然受到先辈的熏陶,从小便对科学产生了浓厚的兴趣。祖冲之天资聪颖,虽然没有进过学校,也没有名师指点,但通过自己的不懈努力,博览群书,勤于实践,获得了渊博的科学知识。
祖冲之三十三岁那年,编制成了著名的历法《大明历》,这是他在天文历法方面杰出成就的集中体现。《大明历》中有许多方面属于首创,在当时是一部最先进、最科学的历法。
《大明历》最早把“岁差”引入了历法之中。由于日、月和行星的吸引,地球自转轴的方向发生着细微的变化,所以从这一年的冬至到下一年的冬至,从地球上看,太阳并没有回到原来的位置,而是年年向西移,这种现象就是岁差。这一现象最早由东晋天文学家虞喜提出,而祖冲之首次将岁差考虑到历法的编制中来,这无疑是我国历法发展史上的一个重大进步。
《大明历》中另一项重大改革是修改闰法。我国古代的历法是阴阳历,阴历根据月亮的盈亏圆缺而定,每个周期为一个月,每月二十九天或三十天,一年十二个月,共计三百五十四天左右;阳历则以太阳绕地球一周(这是古人的看法,其实应该是地球绕太阳)的周期为一年,共计三百六十五天多一点。这样,便产生了阴历与阳历在一年的天数上无法相合的矛盾。为了解决这一矛盾,古人想出了闰月的方法,也就是每过若干年后便在阴历中加一个月,从而使阴、阳历的天数调整相合。从春秋时期开始,我国一直采用十九年置七个闰月的方法,尽管这个方法沿用了近千年,但它并不精确,每二百多年便会多出一天来。祖冲之吸取先人的经验,经过自己的认真推算,采用了三百九十一年置一百四十四个闰月的新方法,使历法更为精确。按照祖冲之的推算,一个回归年的长度为365.24281481日,与今天的测定数值相比,误差仅五十秒。
《大明历》首次提出了交点月的问题。交点月,就是月亮沿白道(月亮在天球上运行的路线)运行时,由一个黄白交点(黄道是太阳在天球上运行的路线,黄白交点是黄道和白道的交点)经另一黄白交点回到起始点环行一周的时间。祖冲之推算出一个交点月为27.212223日,与今天测定的27.212220日相差不到1秒。交点月的发现,对于预测和推算日、月食的时间具有十分重要的意义。
据史料记载,祖冲之还设计制造了水碓磨,并广泛运用到农业劳动中。他还曾重造指南车,研制一天能行走一百多里的千里船。除此之外,祖冲之在经学、文学、政治、乐律乃至六博棋等方面都有较深的研究。
◆如今祖冲之的名字和成果被写在法国巴黎“发现宫”科学博物馆的墙上;他的肖像被挂在莫斯科大学礼堂的廊壁上;在月球上,也有以他的名字命名的山脉。他所做出的科学贡献,不仅使他本人成为世界科学巨星,也使古代中国屹立于世界科学的巅峰。
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