渾天儀

　　“嫦娥三號(hào)”登月，引起了一股天文熱。或許你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在“嫦娥三號(hào)”降落月球的電視直播中，月球地貌圖上有不少古代中國(guó)名人的名字，其中張衡、祖沖之等最受關(guān)注。

張衡創(chuàng)制首架觀測(cè)天體的渾天儀

　　張衡，東漢時(shí)南陽(yáng)西鄂(今河南南陽(yáng)石橋鎮(zhèn))人，靠自學(xué)成為聞名鄉(xiāng)里的學(xué)者，后被推薦到京師洛陽(yáng)任職，從元初二年(公元115年)起兩度任太史令?！逗鬂h書(shū)?張衡傳》記載，張衡在數(shù)學(xué)、天文、地理、繪畫(huà)和文學(xué)等諸多領(lǐng)域，都表現(xiàn)出了非凡的才能和廣博的學(xué)識(shí)，除了制造出世界上第一架地震儀，還著有科學(xué)、哲學(xué)和文學(xué)著作32篇，其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。所以《張衡傳》中說(shuō)，“衡善機(jī)巧，尤致思于天文、陰陽(yáng)、歷算?！?

　　張衡在天文學(xué)上取得的成就最卓越，可以說(shuō)他是漢代天文界的代表人物，著有《靈憲》和《渾天儀圖注》二書(shū)。在書(shū)中，張衡全面闡述了自己的天文學(xué)思想和渾天學(xué)說(shuō)，可算是對(duì)漢代天文學(xué)的總結(jié)。

　　張衡科學(xué)地解釋了“月光”和“月蝕”兩種月球現(xiàn)象，還有“四季”“晝夜”變化的原因。張衡認(rèn)為，月球本身并不發(fā)光，月光其實(shí)是日光的反射，即月光生于日之所照，魄生于日之所蔽(照不到)，月相由于日光的“照”和“蔽”所引起。

　　張衡分析了月蝕的成因，認(rèn)為月蝕是因?yàn)榈赜?暗虛)遮蔽月光；且認(rèn)識(shí)到宇宙的無(wú)限性和行星運(yùn)動(dòng)的快慢與距離地球遠(yuǎn)近的關(guān)系。這些在今天看來(lái)可能是“小兒科”，但在當(dāng)時(shí)可是了不起的研究成果。

　　張衡觀測(cè)記錄了2500顆恒星，創(chuàng)制了世界上第一架能比較準(zhǔn)確地觀測(cè)天體的漏水轉(zhuǎn)渾天儀，還制造出了指南車(chē)、自動(dòng)記里鼓車(chē)等。

　　為了紀(jì)念張衡的貢獻(xiàn)，國(guó)際天文學(xué)界遂將月球背面的一個(gè)環(huán)形山，命名為“張衡環(huán)形山”。

祖沖之測(cè)量出冬至?xí)r刻

　　祖沖之在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)廣為人知，如他求出了圓周率值介于3.1415926和3.1415927之間，這一數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)的世界上是最先進(jìn)最精確的。其所撰寫(xiě)的《綴術(shù)》一書(shū)，在唐代時(shí)被定為國(guó)子監(jiān)的數(shù)學(xué)教材，且修業(yè)時(shí)間最長(zhǎng)，很可惜，此書(shū)今已失傳。

　　其實(shí)，祖沖之還是魏晉南北朝時(shí)期著名的天文專(zhuān)家。祖沖之青年時(shí)代進(jìn)入華林學(xué)省，從事科學(xué)研究，曾擔(dān)任過(guò)南徐州(今江蘇鎮(zhèn)江)刺史，還做過(guò)婁縣(今江蘇昆山)縣令，謁者仆射等官。到肖齊王朝，官至長(zhǎng)水校尉。他博學(xué)多才，在音律、機(jī)械、文學(xué)、天文諸方面都有成就。在天文歷法方面，編制了《大明歷》，首次引進(jìn)“歲差”算歷，使天周同回歸年長(zhǎng)度分開(kāi)，另外改革閏周，打破19年7閏的舊歷法。

　　祖沖之是通過(guò)對(duì)冬至日時(shí)刻的研究，取得科學(xué)突破的。祖沖之仔細(xì)研究了每日影長(zhǎng)的變化規(guī)律，利用冬至日前后影長(zhǎng)對(duì)稱(chēng)的關(guān)系，提出了確定冬至日時(shí)刻的新方法，該方法不受陰云蔽日不能測(cè)量日影的影響，能求出冬至?xí)r刻，此法為后世長(zhǎng)久沿用。

　　在古代，要進(jìn)一步提高歷法的精度，必須從冬至?xí)r刻的測(cè)量方法上改進(jìn)。西漢以后，古代天文學(xué)家已經(jīng)習(xí)慣使用“八尺高表”，來(lái)測(cè)定冬至的日期。但是，用“八尺高表”簡(jiǎn)單地進(jìn)行測(cè)量，并不能得到理想的結(jié)果。祖沖之首先從觀測(cè)技術(shù)上改進(jìn)，提高觀測(cè)精度，由于冬至前后的影長(zhǎng)變化不太明顯，這給冬至?xí)r刻的準(zhǔn)確測(cè)定帶來(lái)困難，更重要的是簡(jiǎn)單的測(cè)量只能得到冬至發(fā)生的日期，而不能得到一天中什么時(shí)刻是冬至。

　　祖沖之想出一個(gè)新的方法，他不直接觀測(cè)冬至那天日影的長(zhǎng)度，而是觀測(cè)冬至前后二十三四日的日影長(zhǎng)度，再取它們的平均值，求出冬至發(fā)生的日期和時(shí)刻，又由于離開(kāi)冬至日遠(yuǎn)些，日影的變化就快些，所以這一方法提高了冬至?xí)r刻的測(cè)定精度，使用這種觀測(cè)方法的，祖沖之是世界第一人。

　　祖沖之制定的《大明歷》的歲(一年)，實(shí)取365.2428日，比元代郭守敬的《授時(shí)歷》，僅差0.0002日，這在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)是很精密的。一直到了南宋以后，才有人達(dá)到或超過(guò)祖沖之的觀測(cè)水平。