卓越的祖冲之

到了三国两晋南北朝时，我国天文学方面进一步发展，这表现在三个重大发现：

1. 岁差的发现。这是由刘歆、何承天、祖冲之等人发现并推算出来的。由于太阳、月球和其他行星对地球赤道突出部分的摄引，会使地球自转轴的方面不断发生微小变化。

这种变化的结果，使春分点沿黄道向西缓慢移动，速度是每年 50.24 角

秒，约 25800 年运行一周，这种现象叫岁差。

岁差的发现是这一时期天文历法方面的最大成就，虽然它在计算方面不够精确，也没有做出理论说明。

1. 发现大气的消光现象。由于消光现象的存在，使日“初出，地有游气， 以厌日光，不眩人目，即日赤而大也”。

2. 第三个发现是太阳、五星视运动的不均匀性。这是北齐民间天文学家张子信观测到并提出的。

除对以上三个重要发现外。对日食的推算和观测也有很大进步，对年和月的准确长度的推算也比以前更精确了。

例如，祖冲之算出一年为 365.2428148 日，比现在推算的值仅差 46 秒。还有对星图、浑仪的研究和制造也有很大的进步。

这一时期比较著名的人物是我国著名的天文学家、数学家祖冲之。

在南北朝时的宋朝朝廷，一个有着正义感的科学家正在舌战群儒，他义正词严地表明自己观点，用不可辩驳的事实驳倒另一方，他就是下文中要叙述的人物——祖冲之。而对方，是宋孝武帝刘骏的得力干将、宠臣——戴法兴。

祖冲之历数了《大明法》的优点，并直言不讳地说：“科学，来不得半点虚伪，岁差是客观存在的，如果你把古人的历法当作圣旨，只能是一叶障目，不见泰山。”

戴法兴认为自己丢了面子，恼怒地说：“什么？我是一叶障目吗？请你问问诸位大臣，我不见泰山吗？”

众位大臣不敢得罪戴法兴，纷纷指责祖冲之，说他是“狂妄自大，目无尊长，如此下去，国将不国了。”

戴法兴见众人倒向他一边，威严地说：“历法是古代传下来的，不能改动，改动了就是亵渎上天，叛祖离道。”

祖冲之并未被他的大话所吓倒：“你不要拿古人来压人，古人也是根据实践来制定历法的，俗话说，人无完人。谁也不可能是圣人，所以，你要想驳倒我，请摆出事实来，空话是吓不倒我的。”

祖冲之穷寇紧追，而戴法兴却说：“历法是关系到生产和生活的大事， 非是你那妄自尊大之人所能胜任的，你不要‘妄可穿凿’，否则，真是‘削闰坏章’。”

双方口枪舌战，互不相让，一个提出要摆事实，讲道理，而另一个则拿

古人来压制对方。这到底是怎么一回事呢？

祖冲之（429～500 年），字文远，祖籍范阳人（今河北省涞水县人）， 是我国南北朝时期的一位非常杰出的科学家。他在天文历法、数学、机械制造等领域都有卓越的贡献。

更可贵的是，在科学活动中，他敢于推翻前人的陈旧学说，勇于向顽固守旧势力进行坚决的斗争，表现出了追求真理、献身科学的大无畏的战斗精神。

祖冲之生活在南朝的宋、齐两代。波澜壮阔的农民起义，摧毁了两晋的反动统治，沉重地打击了“上品无寒门，下品无土族”的门阀士族制度。

在宋初二三十年间，长江流域的农业发展比较快，手工业活跃，科学技术也获得比较大的进步。祖冲之就是在这样的环境中开始他的科学活动的。祖冲之年轻时候没有上过什么学校，也没有得到过什么名师指教，但是

他学习非常刻苦勤奋，尤其对天文、数学具有浓厚兴趣。

他广泛搜集、认真阅读了前人关于天文、数学等浩繁著述，却从不盲目接受，而是“亲量圭尺，躬察仪漏，目尽毫厘，心穷筹策”，进行精确的测量和仔细的推算。

祖冲之在深入研究天文历法的过程中，发现古代的黄帝历、颛顼历、夏历、殷历、周历、鲁历（统称六历）都是后人伪托的，而不是那个时代的真正历法。

他并且认为这些历法都出自“汉初周末，理不得远”，决不是远古时期的。近代有人用科学方法计算，所得结果完全证实了祖冲之 1500 年前的论断。

祖冲之发现，前代历法已经误差很大，历法推算与实际天象之间，出现了越来越大的差距。

例如，当时使用的《元嘉历》，日月所在的位置差了 3 度；冬至和夏至

那天的日影都提前了 1 天；推算金、木、水、火、土五大行星的出现和隐没，

有的竟和实际差了 40 天。

祖冲之想到，如果继续照搬那种与实际天象不合的历书，就不能准确地确定一年中的节气、朔望和闰月。于是，他下定决心，创制新历法。

祖冲之在总结劳动人民丰富经验的基础上，通过自己的亲身实践，批判地继承和发展了前代天文学家的研究成果，终于在公元 462 年编成了大明

历。此时，他才 36 岁。

大明历是当时比较先进的历法，其中有不少创造。

一是大明历最早把岁差引进历法。我国古代天文学家认为，太阳围绕地球旋转一周又会回到原来的出发点（指太阳的视运动），但实际情况如何呢？

由于日、月和行星的吸引，地球自转轴的方向发生了缓慢而微小的变化， 因此这一年的春分到下一年的春分，从地球上看，太阳并没有回到原来位置， 而是逐渐向西移动，（也即岁岁西移），这就叫岁差。

由于春分点西移，全部 24 个节气的位置也在移动。那么，原来的历法就已经过时，就要重新制定。

岁差这个概念最早是东晋天文学家虞喜提出的，并且确定了 50 年退一度的数值，但并没有被应用到以后制订的历法中。

祖冲之通过亲身的长期观测，证明了岁差的存在，并且首先把岁差运用到《大明历》中去。

由于历法中考虑了岁差，回归年和恒星年才有了区分。回归年是太阳连续二次经过春分点所需要的时间，又叫太阳年，就是日常生活中所说的“年”。恒星年是太阳连续二次经过某一恒星所需要的时间，就是地球绕太阳公

转的一个真正周期。回归年要比恒星年短 20 分 23 秒。

祖冲之还确定岁差每 45 年 11 个月相差 1 度，这个数值虽然还不够精确， 但是祖冲之通过考虑岁差而使历法的编制建立在更科学的基础上，在我国历法发展史上是一个重大的进步。

祖冲之在《大明历》中作出的另一项重大改革是修改闰法。

东汉以前的历法，为了调节阴历和阳历每年日数的不同，全都采用 19

年加 7 个闰月的办法。三国以后，由于天文学的发展，观测更加精密了。但是，大多数天文学家仍然墨守陈规，继续使用这种已经沿袭好几百年

的传统方法。祖冲之发现，如果按照 19 年加 7 个闰月的数据，那么，每 200

年就要相差 1 天。

因此，要想使历法更精确，就必须对闰法进行改革。于是，他吸取了北京天文学家赵在 600 年中加入 221 个闰月的先进经验，采用了 391 年加 144 个闰月的新闰法。

在当时以及后来相当长的一段时间内，祖冲之的这个数据比起其他各家历法的闰法要精确得多。从这个时期开始，改革闰法也成为以后每次改革历法所必须考虑的问题。

按照祖冲之的推算，一回归年的长度是 365.24281481 日，远比前人的数

据准确，误差只有 50 秒左右。直到公元 1199 年，杨忠辅制统天历以前，它一直是最精确的数据。

祖冲之在历法上不仅进行了上述两项重大改革，其他方面也取得出色成就。比如在历法计算中第一次引入了交点月。

所谓交点月，是月亮沿白道（月亮在天球上运行的路线）运行的时候， 由一个黄白交点（黄道是太阳在天球上运行的路线，黄白交点就是黄道与白道的交点）环行一周的时间。

祖冲之推算出一交点月是 27.21223 日，和现代数据 27.21222 日相差不到一秒钟。由于日食和月食（统称交食）都发生在黄白交点附近，准确求得交点月，就可以准确预测日月食。

此外，祖冲之测定木星的公转周期是 11.858 年，和现代测定值 11.862 年很接近。在大明历中，他还计算出五大行星的会合周期，其中水星和木星

的会合周期也接近现代的数值。

在古代仪器和设备十分简陋的情况下，如果没有长期的实际观测，以及实事求是，精益求精的科学态度，要想取得这样的成就，那是根本做不到的。

公元 462 年，祖冲之上书给刘宋孝武帝，请求将《大明历》准予颁布实行，但是遭到了以戴法兴为首的顽固守旧保守势力的强烈反对和谩骂。

戴法兴是个车马盈门、权大势重、显赫一时的人物，他站在保守、唯心的立场上，提出种种谬论，对《大明历》横加指责，肆意攻击，妄图一举扼杀祖冲之的革新精神和《大明历》的科学成就。

对此，祖冲之根据他渊博的知识和丰富的实践经验逐一加以驳斥，展开了本文前面叙述的那一幕，这也是我国历法上一场著名的大辩论。

这场辩论实质上是革新和守旧、科学与迷信的尖锐斗争，由于戴法兴显赫的地位，朝中百官多附和他。但祖冲之毫不畏惧，理直气壮地据理力争， 写出了一篇非常有名的驳议《辩戴法兴难新历》。

在这篇驳议中，他引用前人的经验和自己测算的结果，说明《大明历》的改革是有科学根据的。这充分表现了祖冲之追求真理的科学精神。

戴法兴把攻击的矛头直指向《大明历》中最重大的改革——采用岁差。他反对祖冲之的“冬至所在，岁岁微差”的科学论断，坚持“日有恒度，而宿无改位，古岁冬至皆在建星（星名）”的陈腐观点。

针对《大明历》的另一项重大改革——改革闰法，戴法兴说什么“古人制章”，“万古不易”，是“不可革”的。并诬蔑道：“非冲之浅虑，妄可穿凿。”

戴法兴就是这样抬出了神化的“天”，僵死的“经”，妄图把祖冲之压倒。面对戴法兴的猖狂挑战，祖冲之进行了有力的驳斥。

祖冲之针锋相对地回答说：“不可信古而疑今。”并以有力的论据说明了过去的历法或因测量不精或因推算不准而不够精密，因此，改革历法，势在必行。

祖冲之还以《大明历》来推算从元嘉 13 年（436 年）到大明 3 年（459

年）这 23 年间发生的 4 次月食的时间和太阳在天空中的位置，结果完全符合实际。

而抱着老皇历的戴法兴推算的结果和实际情况却相差 10 度。在事实面前，戴法兴理屈词穷，但是仍然蛮横地宣称：“古历尽管有错，也不能改革。”

对此，祖冲之予以有力的驳斥，指出：日月五星的运行有一定的规律， “非出神怪，有形可检，有数可推”，不是什么神仙鬼怪搞的，通过观测研究，是可以推算的，明知古历有误差，还偏要使用，成何道理！

由于戴法兴的顽固阻挠，一直到梁武帝天监 9 年（510 年）才被正式颁布采用。这已是祖冲之死后 10 年的事情了，也是《大明历》编成以后近 50 年的事情了。

祖冲之还是一个著名的机械专家，他曾经设计制造了水碓磨，是当时世

界上先进的粮食加工机器；还制造了当时已经失传的指南车；并做成了历史上有名的能日行百余里的“千里船”，在我国造船史上谱写了瞩目的一页。祖冲之除了以上的重大成就外，在数学方面还独有建树，他对圆周率π

研究，超过了当时任何国家的研究成果。

祖冲之充分汲取了古代科学文化的丰富营养，敢于在前人成就的基础 上，标新立异，通过自己的刻苦努力，加以发挥创造，不断攀登前人未曾攀登过的高峰。这对今天的我们，仍有借鉴意义。

祖冲之在天文历学、数学、机械制作等方面的卓越成就，将永远放射出绚丽夺目的光彩。