祖冲之改进古代测冬至技术,祖冲之《大明历》何时完成?
古代测定冬至日是用土圭,但由于这种仪器很简陋,所以用它来观测日影变化所定出的冬至日期并不很准确。祖冲之在观测实践中深深感到了这一点,他决心打破古人的观测方法,提高观测的精度。
祖冲之首先从观测技术上加以改进,他不直接观测冬至那天日影的长度,而是观测冬至前后近一个月的日影长度,然后再取它们的平均值,求出冬至发生的日期和时刻。这虽然要多花费很多时间,但用这种方法测定出的冬至日是很精确的。
祖冲之利用他测定的冬至日,然后算出了“回归年”的长度是365.24281481日。只有到了近千年后的南宋时才有人超过了这个水平。
祖冲之利用新的观测方法不仅精确地算出了回归年的长度,而且还发现了何承天所作的《元嘉历》(就是当时刘宋王朝所奉行的历法)有许多严重的错误。如其中所推日月的方位距实测已差三度,冬至、夏至几乎要差一天, 五大行星的出没要差四十天。祖冲之得出这些结论,当然不是一朝一夕能做到的,这是他长期测算的结果。
俗话说:“清明下种, 谷雨插秧”,历法和农业有着密切的关系。祖冲之发现了《元嘉历》的这些错误,他就想动手编部新历法。当时,祖冲之刚满三十岁,还很年轻。有些人听说他要改历,就劝他不要轻举妄动,免得劳而无功。祖冲之却不这样认为,他想,何承天的《元嘉历》虽然比以往的历法都精密,是何承天四十年心血的结晶,但有错误就应该去改,改历的任务虽然艰巨,但只要认真去做,没有不能成功的道理!即使失败了,也可以从中吸取经验教训。如果在困难面前缩手缩脚,就是等到胡子全白了,也不可能做出成绩来。
祖冲之下定改历的决心后,就更加废寝忘食地测量计算。同时,他还广泛翻阅、研究了古代的历法,如《古六历》、《太初历》、《四分历》 等,他还注意研究少数民族一一北京时代(公元412 —452年) 赵菲的《元始历》,从中吸取古今天文学家的研究精华。祖冲之那时候就懂得这样一个道理:只有站在前人的肩上,才能看得远。
到了公元四六二年,祖冲之终于编出了一部新历法。由于这一年是宋孝武帝大明六年,所以被称为《大明历》。
新历法是编出来了,可是它会碰到什么样的命运呢?到底能不能实行,谁也不得而知。这倒不是因为新历法编的不好,而是由于当时的社会制度决定的。在封建社会,皇帝是“天子”,是最高统治者,皇帝的话就是“圣旨”,就是法律,只有皇帝同意的事情才能够办,否则,你就别想办得成。所以,当祖冲之编出《大明历》后,就向宋孝武帝写了个“奏章”,要求改历。
祖冲之带着他的《大明历》和奏章,从南徐州赶赴京城。他要亲手把《大明历》献给宋孝武帝。一路上,别提他有多么高兴。他看着路边盛开的花卉,飞舞的蜜蜂,心情舒畅极了!他甚至所到采花粉的蜜蜂在“嗡嗡”地为自己唱歌:
春风吹兮好时光,
草木绿兮百花放。
群蜂舞兮采花粉,
酿出蜜兮甘且香。
……
你想,祖冲之编出了《大明历》,辛勤的汗水换来了丰硕(shuo数) 的成果,心中能不高兴吗?可是,祖冲之还不知道,一场激烈的辩论和尖锐的斗争正在等着他。
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