首頁 中國曆史讀本(全4冊)

69 祖衝之

祖衝之(429—500),是我國南北朝時期的一位偉大的科學家,他生活在南朝的宋朝和以後的齊朝。他在天文、數學、物理等方麵,都取得了巨大的成績。

他在天文曆法上的貢獻,主要是修訂新曆法。為了研究天文曆法,他參考了曆代所有的曆書。為了證明前人說得對不對,他常常拿著儀器去觀察日月星辰的運行,測量太陽影子的長短。經過這樣仔細的研究和實地測驗,他發現過去的曆法有很多地方不夠精確。比如,關於閏年,在舊的曆法裏,每19年中有7個閏年,用這種曆法每過兩百年就要比實際天數相差一天。於是,他根據自己研究的結果,編了一部新的曆法,叫作《大明曆》,糾正了舊曆法中的許多錯誤。在這部曆法中,他把19年7閏改為391年中設置144個閏年,就比舊曆法合理得多。同時,他還注意到了“歲差”(太陽從上一年冬至到下一年冬至,並沒有回到原來的位置,這種現象在天文學上叫“歲差”)

現象,並且把歲差應用到了《大明曆》中。這是我國曆法史上一件劃時代的事情。由於在曆法中應用了“歲差”,就使“回歸年”(指太陽連續兩次經過春分點所需要的時間)和“恒星年”(指地球繞太陽真正公轉的一個周期)有了區別。祖衝之非常精確地測出了一回歸年的日數是365.242 814 81日,這和近代科學測量所得的日數相比,隻差50秒,即僅有六十萬分之一的誤差。這個結果該是多麽驚人的精密啊!

祖衝之在數學方麵,把前人對“圓周率”的研究,大大往前推進了一步。圓周率指的是圓的周長和它的直徑之比,這是一個常數。也就是說,任何大小的圓,它的周長和它的直徑的比,都會得出這個常數。如果我們知道了這個常數,知道了圓的直徑(或半徑),再求圓的周長,就很方便了,隻要將直徑(或二倍半徑)乘上這個常數就可以得出。我國古代許多數學家,為了推算這個常數,做出了不少貢獻。特別是晉朝的大數學家劉徽,創造了用“割圓術”(用圓內接正多邊形以求圓周長的一種方法)來計算圓周率值的科學方法,更是取得了輝煌的成績。祖衝之為了天文曆法上的推算和度量衡的考核需要,也研究了圓周率。他在劉徽“割圓術”的基礎上,繼續精心推求,最後精確地算出圓周率是在3.141 592 6和3.141 592 7之間。把圓周率的數值推算到小數點後七位數字,他在全世界上是第一人。歐洲的科學家一直到他死後1000多年,才算出這個數值來。日本的學者曾建議,為了紀念祖衝之的貢獻,把圓周率改名為“祖率”。