地軸 連接地心和南極、北極的假想直線。即為地球斜軸,又稱“地球自轉軸”。是指地球自轉所繞的軸,北端與地表的交點是北極,南端與地表的交點是南極。地軸通過地心,連接南、北兩極,和地球自轉軌道麵,即赤道麵垂直。
恒星年 太陽連續兩次過同一恒星黃經圈的時間間隔。地球繞太陽一周實際所需的時間間隔,也就是從地球上觀測,以太陽和某一個恒星在同一位置上為起點,當觀測到太陽再回到這個位置時所需的時間,隻在天文學上使用。
黃道麵 是指地球繞太陽公轉的軌道平麵,與地球赤道麵交角為23.26度。由於月球和其他行星等天體的引力影響地球的公轉運動,黃道麵在空間的位置總是在不規則地連續變化。但在變動中,任一時間這個平麵總是通過太陽中心。黃道麵和地球相交的大圓稱為黃道。
冬至點 太陽在南方可以到達之最遠處。並不是一個在地球上存在的點。地球傾斜自轉又圍繞地球公轉,於是太陽光對地球的直射點在分分秒秒的改變,當太陽光直射到地球南回歸線的那一刻,地球在公轉軌道的哪一點就是冬至點。
唐堯 因曾為陶唐氏首領,故史稱唐堯。堯有聖德,有如天之涵養,如神之微妙,如日之光照臨天下。這位德化廣大的堯深受人們的愛戴。堯選擇舜為其繼任人,死後由舜繼位。這是戰國時期儒家學派推崇的禪讓。
何承天 (370年~447年),南朝宋大臣、著名天文學家、無神論思想家,東海郯人,就是現在的郯城。曆禦史中丞等。世稱“何衡陽”。元代嘉靖時期為著作佐郎,撰修宋書未成而卒。承天通覽儒史百家,經史子集,知識淵博。精天文律曆和計算,對天文律曆造詣頗深。
祖衝之 (429年~500年)。祖籍範陽郡遒縣,即今河北省淶水縣。南北朝時期傑出的科學家。他的主要成就是把圓周率推算到小數點後7位,人們他的名字被命名為“祖衝之圓周率”,簡稱“祖率”。他還創立了《大明曆》,是當時世界上最先進的曆法。
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虞喜博學好古、少年老成,年輕時就有很高聲望,受到人們讚揚。他曆經西晉數朝,一直為皇帝所看重。但他不願做官,隻喜歡一心研究學問。
東晉皇帝晉明帝司馬紹時期,虞喜被征召為博士,虞喜以生病為由推辭不赴任。後來,晉成帝司馬衍時,下詔用散騎常侍之職征召,虞喜又不應命。
後來的幾任皇帝都召他做官,先後竟達9次,但虞喜皆不應,被世人稱為“大隱虞喜”。可見虞喜安貧樂道,一生唯做學問而已。
祖衝之測算回歸年與曆法
回歸年是指太陽在空中的周年視運動,表現為從南至北,又從北至南的回歸性。在不同的季節,每天正午仰視太陽在正南方位的高度,會發現它是不一樣的。
在我國古代曆法中,回歸年長度值和朔望月長度值是否準確,直接決定了曆法的精度。因此古代天文曆法家十分重視對這兩個數值的測定,尤其是對回歸年長度值的精確測定,在這方麵取得了突出成就。
462年,祖衝之把精心編成的《大明曆》送給朝廷,請求宋孝武帝公布實行。宋孝武帝命令懂得曆法的官員對這部曆法的優劣進行討論。
在討論過程中,祖衝之遭到了以戴法興為代表的守舊勢力的反對。戴法興是宋孝武帝的親信大臣,很有權勢。由於他帶頭反對新曆,朝廷大小官員也隨聲附和,大家不讚成改變曆法。
祖衝之為了堅持自己的正確主張,理直氣壯地同戴法興展開了一場關於新曆法優劣的激烈的辯論。
戴法興首先上書皇帝,從古書中抬出古聖先賢的招牌來壓製祖衝之。他說:“冬至時的太陽總在一定的位置上,這是古聖先賢測定的,是萬世不能改變的。”他還說:“祖衝之以為冬至點每年有稍微移動,是誣蔑了天,違背了聖人的經典,是一種大逆不道的行為。”
戴法興又把當時通行的19年7閏的曆法,也說是古聖先賢所製訂,永遠不能更改。他甚至攻擊祖衝之是淺陋的凡夫俗子,沒有資格談改革曆法。
祖衝之對權貴勢力的攻擊絲毫沒有懼色。他寫了一篇有名的駁議。他根據古代的文獻記載和當時觀測太陽的記錄,證明冬至點是有變動的。他指出:事實十分明白,怎麼可以信古而疑今?!
祖衝之又詳細地舉出多年來親自觀測冬至前後各天正午日影長短的變化,精確地推算出冬至的日期和時刻,從此說明19年7閏是很不精密的。
他責問說:“舊的曆法不精確,難道還應當永遠用下去,永遠不許改革?誰要說《大明曆》不好,應當拿出確鑿的證據來。如果有證據,我願受過。”
當時戴法興指不出新曆到底有哪些缺點,於是就爭論到日行快慢、日影長短、月行快慢等問題上去。祖衝之一項一項據理力爭,都駁倒了他。
在祖衝之理直氣壯地駁斥下,戴法興沒話可以答辯了,竟蠻不講理地說:“新曆法再好也不能用。”
祖衝之並沒有被戴法興這種蠻橫態度嚇倒,卻堅決地表示:“絕不應該盲目迷信古人。既然發現了舊曆法的缺點,又確定了新曆法有許多優點,就應當改用新的。”
在這場大辯論中,許多大臣被祖衝之精辟透徹的理論說服了,但是他們因為畏懼戴法興的權勢,不敢替祖衝之說話。
最後,有一個叫巢尚之的大臣出來對祖衝之表示支持。他說:“《大明曆》是祖衝之多年研究的成果,根據《大明曆》來推算元嘉十三年、十四年、二十八年、大明三年的4次月食都很準確,用舊曆法推算的結果誤差就很大,《大明曆》既然由事實證明比較好,就應當采用。”
巢尚之所說的元嘉十三年、十四年、二十八年、大明三年,分別是436年、437年、451年和459年。
由於巢尚之言之鑿鑿,戴法興徹底啞口無言了,祖衝之取得了最後勝利。宋孝武帝決定在大明九年,即465年改行新曆。
誰知在新曆頒行之前孝武帝去世了,接著政局發生動蕩,改曆這件事就被擱置起來。直至51O年,新曆才被正式采用,可是那時祖衝之已去世10年了。
《大明曆》測定的每一回歸年的天數,跟現代科學測定的相差隻有50秒;測定月亮環行一周的天數,跟現代科學測定的相差不到一秒。可見它的精確程度了。
測定回歸年的長度是曆法的基礎,它是直接決定曆法精粗的重要因素之一。因此,我國古代天文曆法家十分重視對回歸年長度值的精確測定,而祖衝之在這方麵作出了突出貢獻。
回歸年在曆法中具有極其重要的特殊地位。任何一部曆法,都得拿出自己的回歸年數值,古人把它叫“歲實”。
歲實反映了太陽回歸運動周期,因此,隻要測出太陽在回歸運動中連續兩次過某一天文點的準確時間,就可以推算出回歸年的長度來。換句話說,隻要準確測出太陽到達某一地平高度的時間,就可以求出歲實來。
看來問題非常簡單:要推算出回歸年長度,隻要用渾儀觀測每天中午時太陽的地平高度就可以了。
可是,在實際操作中,此路卻不通。日光耀目,使人不能直視,用直接觀測法去測量太陽地平高度,很難辦到。要測算回歸年長度,必須另辟蹊徑。對此,古人選擇了用圭表測影的方法。