第二章崇尚科學的故事2
民間天文學家落下閎
落下閎，字長公。西漢巴郡閬中(今四川閬中)人。生卒年不詳，活躍於公元前100年前後，天文學家。
西漢建立初始，仍沿用秦代曆法，即顓頊曆。至漢武帝元封年間(前110～前105)，曆經100餘年，誤差積累已很明顯，出現朔晦月見等實際月象超前曆譜的現象。另外，按當時的推算，元封七年(前104)十一月甲子日的夜半，恰逢合朔和冬至，合乎曆元要求。於是，太史令司馬遷等人上書建議改曆。漢武帝同意，並下詔廣泛征聘民間天文學家。落下閎在同鄉譙隆的推薦下，從四川來到京城長安參加改曆工作。
在改曆過程中，曾發生激烈的爭論。民間天文學家落下閎與鄧平和唐都等20多人以及官方的公孫卿、壺遂和司馬遷都各有方案，相持不下，最後形成了18家不同的曆法。經過仔細比較，漢武帝認為落下閎與鄧平的曆法優於其他17家，遂予采用，於元封七年頒行，並改元封七年為太初元年，因而新曆又稱為太初曆。
太初曆在行用後，受到包括司馬遷、張壽王等人的反對，張壽王甚至提議改回到殷曆。然而孰優孰劣，還要以實測為準。為此朝廷組織了一次為期3年的天文觀測，同時校驗太初曆和古六曆的數據，結果表明，太初曆更為符合天象。從此太初曆便站穩了腳跟，而且一直使用了將近200年(前104～84)。為表彰落下閎的功績，漢武帝特授以侍中之職，落下閎卻辭而不受，隱居於落亭。
太初曆仍用十九年七閨的置閏法，但取294381日為一朔望月，由於分母為81，所以太初曆又稱八十一分法。它在很多方麵超越顓頊曆，歸納起來主要有：
太初曆采用夏正，以寅月為歲首，與春種秋收夏忙冬閑的農業節奏合拍。
太初曆規定以無中氣之月為閏月。在二十四個節氣中，位於奇數者，即冬至、大寒、雨水、春分、穀雨、小滿、夏至、大暑、處暑、秋分、霜降、小雪，又叫做中氣。凡陰曆月中沒有遇到中氣的，其後應補一閏月。這種方法顯然要比以前的年終置閏法更為合理。
為製曆需要，落下閎親自製造了一架符合他渾天觀點的觀測儀器，即渾儀。據推測，落下閎的渾儀由赤道環和其他幾個圓環同心安置構成，直徑8尺。有的環固定，有的則可繞轉，還附有窺管以供觀測。
通過實際天文觀測，並參閱曆代積累的天文數據，太初曆第一次記載了交食周期，為135個朔望月有115個食季，即在135個朔望月中太陽通過黃白交點23次，可知l食年=34666日，比現代測量值大不到004日，循此規律可預報日月食。太初曆所測五星會合周期與現代測定值比較，誤差最大的火星為059日；誤差最小的水星，相差僅僅003日，已屬不易。另外，作為基本數據，落下閎測定的二十八宿赤道距度(赤經差)，一直沿用到唐開元十三年(725)，才被一行重新測定的值所取代。
可以說太初曆具備了後世曆法的主要要素，如二十四節氣、朔晦、閏法、五星、交食周期等，是我國現存第一部完整的曆法。
出於政治原因，太初曆的朔望月數值特意附會81這個數字，使得精度反而低於顓頊曆。
蔡倫發明造紙術
現代人類的日常生活離不開紙，紙早已是人類社會生活中的必需品，造紙工業已是許多國家的重要企業，一個國家紙的產量和消費量是衡量其文化發展水平的一種尺度。文化水平越高，紙的消費量越大。當人們享受著紙的好處和方便時，都不會忘記一千八百多年前，中國的一個偉大發明家——蔡倫，是他發明了造紙術。
在沒有發明紙以前，人們想出許多辦法來記錄文字和傳播文明，如利用樹葉、樹皮、麻布、獸皮、岩石等記錄文字和圖畫。在中國古代，我們的祖先也曾用龜甲、獸骨、石碑、石鼓、竹簡、木牘、縑帛、銅、鐵等材料來刻寫和鑄造文字。但這些記錄文字的材料使用起來都有一定的局限性和無法避免的缺點，使知識和文化的傳播受到很大的限製。就拿古代使用最普遍的竹簡來說吧，在竹簡上刻字，是一項浩大的工程，為了能夠長久保存，刻完後必須用火烤出水分，叫做“煞青”。然後還要用麻繩或牛皮繩一片片串起來，一長串的竹簡卷起來存放，稱為一“卷”或一“冊”，閱讀時從一頭展開。不過，那時一卷書的信息量比起現在的一卷書可差遠了，因為一卷書要適合人們拿在手中閱讀，太重了不方便，所以一部字數有限的書，刻在竹簡上就要分好多卷。古時的書可是龐然大物，戰國時的思想家惠施外出遊學，隨身攜帶的書就裝了五車，故有“學富五車”的典故。漢代的思想家東方朔寫了一篇文章獻給漢武帝，用了三千多片竹簡，進呈時，由兩個身材高大的太監吃力地抬進宮去。漢武帝每晚閱讀時，命太監搬上來一堆竹簡在龍書案上展開。這些竹簡和木牘用繩子串起來，天長日久，繩子磨斷了，簡片就會散亂；幾部不同的書堆在一起，一旦散開，整理起來也非常麻煩。
縑帛當然比竹簡木牘便於攜帶和保存，但這種以蠶絲為原料的東西太昂貴，一般讀書人根本用不起。
漢王朝是我國古代社會經濟文化空前發展，空前繁榮的時代之一。在這樣一個科學文化大發展的年代，竹簡、木牘早已滿足不了記錄和傳播文化知識的需要，全社會都在呼喚著一種物美價廉、使用方便的新型材料的誕生。
蔡倫正是為了滿足社會的這一強烈需求而發明了紙。造紙術的發明和推廣，使得蔡倫的名字進入了科學巨匠之列。紙的出現和傳播，迅速替代了傳統的書寫材料，使知識得到迅速而廣泛的傳播，文明獲得空前的發展；所以說紙的發明，是人類文化史上一件了不起的大事。蔡倫對於世界文化的貢獻是無法估量的。
蔡倫(?～121)，字敬仲，湖南耒陽縣人。東漢明帝永平末年(約公元75年前後)，蔡倫開始在洛陽京城皇宮內當差。和帝劉肇即位後(89)，蔡倫做了中常侍，實際上就是皇帝的侍從宦官，傳達詔令，掌管文書，有時也參與國家的軍政機密大事。他聰明能幹，很有才學，敦厚正直。以後又擔任高方令，掌管和監督製造皇宮用的刀劍及各種器械。蔡倫認真負責，精益求精，他監造的刀劍器械無不精良、堅固，為後世仿效。
蔡倫是個愛動腦筋肯鑽研問題的人，他注意到用竹簡、木牘記載文字太不方便，就下決心研製一種新型的書寫材料。據說，有一次地方官向宮中進獻荔枝，蔡倫望著包荔枝的“絮紙”出了神。事後，他深入民間了解到，這種包果品的“絮紙”是一種自然成型的絲質薄紙，是製造絲綿的下腳料。在養蠶區，質量高的蠶繭用來抽絲紡織，質量差的蠶繭用來製取絲綿。製絲綿采用漂絮法，工匠們將煮過的蠶繭放在透水容器中，浸泡在水裏反複捶打，將繭打爛使蠶絲連成片狀，攤在竹席上晾幹後揭下，就製成了絲綿。絲綿作為寒衣的填充物，穿起來又輕又暖。取下絲綿後，一般竹席上還會粘有薄薄的一層短纖維，工匠們稱為敝棉(或惡絮)，幹燥後揭下，就是那種包裝果品的“絮紙”。
後來，蔡倫又考察了加工麻的過程。在棉花未傳入我國的時候，達官貴人穿的綾羅綢緞是絲織品，而普通百姓穿的布衣則是用麻製成的。要想將麻的莖皮加工成可供紡織的纖維，需要將麻放在池塘中漚製。陽光使不流動的塘水溫度升高，而那些以麻中的果膠為食物的真菌就會繁殖起來，果膠被真菌吃光後，就剩下可作紡織材料的纖維縷，這就是“漚麻”。