渾天儀

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

張衡創(chuàng )制首架觀(guān)測天體的渾天儀

　　張衡，東漢時(shí)南陽(yáng)西鄂(今河南南陽(yáng)石橋鎮)人，靠自學(xué)成為聞名鄉里的學(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，張衡在數學(xué)、天文、地理、繪畫(huà)和文學(xué)等諸多領(lǐng)域，都表現出了非凡的才能和廣博的學(xué)識，除了制造出世界上第一架地震儀，還著(zhù)有科學(xué)、哲學(xué)和文學(xué)著(zhù)作32篇，其中天文著(zhù)作有《靈憲》和《靈憲圖》等。所以《張衡傳》中說(shuō)，“衡善機巧，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(zhù)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)，可算是對漢代天文學(xué)的總結。

　　張衡科學(xué)地解釋了“月光”和“月蝕”兩種月球現象，還有“四季”“晝夜”變化的原因。張衡認為，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，認為月蝕是因為地影(暗虛)遮蔽月光；且認識到宇宙的無(wú)限性和行星運動(dòng)的快慢與距離地球遠近的關(guān)系。這些在今天看來(lái)可能是“小兒科”，但在當時(shí)可是了不起的研究成果。

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

　　為了紀念張衡的貢獻，國際天文學(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”。

祖沖之測量出冬至時(shí)刻

　　祖沖之在數學(xué)領(lǐng)域的貢獻廣為人知，如他求出了圓周率值介于3.1415926和3.1415927之間，這一數據在當時(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)被定為國子監的數學(xué)教材，且修業(yè)時(shí)間最長(cháng)，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(zhù)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，曾擔任過(guò)南徐州(今江蘇鎮江)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(cháng)水校尉。他博學(xué)多才，在音律、機械、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(cháng)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)對冬至日時(shí)刻的研究，取得科學(xué)突破的。祖沖之仔細研究了每日影長(cháng)的變化規律，利用冬至日前后影長(cháng)對稱(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量日影的影響，能求出冬至時(shí)刻，此法為后世長(cháng)久沿用。

　　在古代，要進(jìn)一步提高歷法的精度，必須從冬至時(shí)刻的測量方法上改進(jìn)。西漢以后，古代天文學(xué)家已經(jīng)習慣使用“八尺高表”，來(lái)測定冬至的日期。但是，用“八尺高表”簡(jiǎn)單地進(jìn)行測量，并不能得到理想的結果。祖沖之首先從觀(guān)測技術(shù)上改進(jìn)，提高觀(guān)測精度，由于冬至前后的影長(cháng)變化不太明顯，這給冬至時(shí)刻的準確測定帶來(lái)困難，更重要的是簡(jiǎn)單的測量只能得到冬至發(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(guān)測冬至那天日影的長(cháng)度，而是觀(guān)測冬至前后二十三四日的日影長(cháng)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)冬至日遠些，日影的變化就快些，所以這一方法提高了冬至時(shí)刻的測定精度，使用這種觀(guān)測方法的，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，這在當時(shí)來(lái)說(shuō)是很精密的。一直到了南宋以后，才有人達到或超過(guò)祖沖之的觀(guān)測水平。