祖沖之〈推算圓周率至小數點7位數〉(2) 江銘輝 五夢網
五、調離京都
預測月食的成功,極大地鼓舞了祖沖之。他為了能從事自己的研究,脫離了京都的是非之地,大約西元461年來到南徐州(現鎮江市)擔任從事吏,以便空出大部分空餘時間來研究天文。他在自己院子裡設置了不少儀器,如圭表、計時器、渾儀等。
不久被調到公府當參軍。
六、改良觀測技術
不久,祖沖之發現前人測定冬至日的圭表用具較簡陋,用它來測定冬至日期不很準確。於是他改進了觀測技術,觀測冬至前後近一個月的日影長度,取其平均值,終於精確地求出冬至發生的日期和時刻,進而算出了回歸年的長度。
七、天文貢獻
1. 將歲差引入曆法
中國上古時代的天文學家一直認為太陽每年從冬至點環繞一周到次年的冬至點,永遠一樣。但實際上,太陽環繞一年的冬至點,有一個差距,天文學稱為「歲差」。
事實上,每年太陽「歲差」西移50.2秒,也就是每71年又8個月差一度。祖沖之是第一個將「歲差」引入中國曆法的人,他推測每45個年又11個月差一度,雖然數據差一些,但是他在曆法引用歲差,卻是很大的革新。
2. 算出回歸年
此外,他精確算出一個回歸年有365.24281481天,與今日的科技相較,誤差不過60萬分之一。
3. 木星周期
另外中國古用歲星(木星)紀年,祖沖之還算出木星周期為11.859年,與現今測定的11.862年相差只有0.003年。
4. 編製大明曆
祖沖之在天文學上的最大貢獻是西元462年(南朝宋孝武帝6年),他針對當時通行的何承天《元嘉曆》使用19年有7個閏月的不精確的說法,重新編製一種新的曆法,並以製成的年代命名為《大明曆》,新的曆法已經考慮了歲差問題。同時確立391年有144個閏月的曆法。大明曆經過1739年才差一天,但元嘉曆220年就差一天。
八、上奏皇上
西元462年,祖沖之帶著他的《大明曆》和奏章,從南徐州趕赴京他要親手把《大明曆》獻給宋孝武帝。
新曆法送到了宋孝武帝的面前。孝武帝並不重視科學,可是曆法中講到許多天象,他卻很關心。於是,他召集顯要大臣和掌管曆法的官員,進行了一場激烈的改曆大辯論。
這時寵臣戴法興由於之前與祖沖之有過節,因此竭力反對。他說曆法是自古流傳下來,不能隨意改變,改了就是褻瀆上天,叛祖離道。朝中大臣懼怕得罪戴法興,都附和他,只有巢尚之一人支持祖沖之,主張採用《大明曆》。
祖沖之反駁說:「《大明曆》中的資料都是我十幾年如一日測量出來的。況且古人的曆法也是測日觀天才得到的,有了錯怎麼就不能改y事後,他又以科學的態度寫下了科學史上有名為文獻《駁議:辯戴法興難新曆》。進一步對戴法興的謬論作了駁斥。
由於戴法興的阻撓,在祖沖之生前,大明曆始終沒有能夠施行。