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一、仪器与星图 承继着两汉的遗风，魏晋南北朝的天文仪器制造呈现出一派兴盛的风光。 前赵的孔挺在公元323年制造了一架浑仪，这架浑仪本身并没有什么新奇处，但它却是第一次在文献中有了具体的结构记录，使得后世的人们能够知道古代的浑仪有些什么基本构件。 这个时期最为著名的浑仪，是北魏永兴四年(公元412年)由晁崇与鲜卑族天文学家斛兰主持制造的铁浑仪。这是古代中国唯一的一台铁制浑仪，在它十字形的底座上开有十字形的沟槽，灌上水后，就成为了十字水平校正仪，是一个既简单而又很精妙的创新。 这架浑仪一直使用了三百多年，直到唐代才为更先进的浑仪所替代，但它的盛名却留在了天文学史上。 与浑仪相比，这时期浑象显然更为丰富，更为多彩。三国时吴国的陆绩、王蕃、葛衡，南北朝时刘宋的钱乐之、梁代的陶宏景等人都造过浑象，尤其是陆绩与葛衡所制作的浑象特别有新奇感。 一般的浑象，主体都是正圆形的球体，而陆绩却根据浑天说宇宙天地“状如鸟卵”的说法，居然破天荒地真的把浑象主体做成了鸟蛋似的椭圆形。 那些曾经说过或信奉“状如鸟卵”的天文家们，在面对眼前这台真的“状如鸟卵”的浑象时，却都如好龙的叶公那样不能接受这么一个不伦不类的“创造”。于是，再也没有人敢步陆绩的后尘了。 其实，天壳根本就不存在，做成鸟卵形与做成正球体又有什么本质的不同呢？更何况是有“状如鸟卵”的说法在先，陆绩只是想做得更逼真一些而已。却不料想这鸟卵形的天壳实在有些难以入眼，一番苦心引来了一片责难声。 与陆绩的境遇不同，葛衡的创新则博得了无尽的赞美声。 葛衡比陆绩还要别出心裁，他所造的浑象主体是一个空心的大球，球上按天体的位置凿穿成孔窍，人能够进入球体的内部，由里向外看，透入小孔中的亮光就犹如天上闪烁的星光一般，极其逼真，极其形象。 这个构思绝巧的浑象，古人称为“假天仪”，实际上就是现代天象仪的鼻祖，它是古代中华民族高度智慧的又一个灿烂的结晶。 正因为假天仪是那么的别致引人，所以后来各代屡有重制，成为当时天象演示的最重要的仪器。 能有幸亲睹浑象的毕竟只是少数，而且浑象也不利于搬动，于是，智慧横溢的中国天文学家们又发明了星图。 图画性质的天象描绘，早在原始时期就已经产生，但与天文学所用的星图有着质的区别。中国的星图，据说起源于盖天说的演示图棗盖图。从盖图演变为星图，大约是在汉代时期。而最终奠定这种圆形盖天式星图的，是三国时期吴国与西晋时的太史令陈卓。 陈卓根据战国时期甘德、石申、巫咸这三家所观测到的恒星，汇总为一幅全天恒星图，共收有283官1464颗星。原图以红、黄、黑三种颜色来表示三家不同的记载，后人似乎感到没有必要区分，也就只用单色标画了。陈卓所定的这幅三垣二十八宿体系的恒星图，从此成为了古代天文学的基准星图，奠定了古代的星图体系。 二、发现与突破 这一时期最卓越的天文学成就，是一系列的发现与突破。 1.岁差现象 什么是“岁差”？ 岁差是一种很特殊的现象，由于受到日月行星的引力影响，使得地球的自转轴方向始终有着极微小的变化，这就造成了地球上的节气点也在不断地变化，使得地球上人们看到的太阳恒星年长度与回归年长度产生了差别，这就是“岁差”。 岁差现象的发现，经历了相当长的时期。早在西汉末年，刘歆就发现了冬至点有变动，东汉的贾逵把这个发现记录了下来(见《后汉书·律历志》)，东汉的刘洪也发现了这一现象，但他们都未能再进一步深究。 一直到东晋时的著名天文学家虞喜，才明确无误地指明了这就是岁差现象，并提出了五十年西移一度的岁差值。虞喜发现岁差现象虽然比古希腊的喜帕恰斯要晚，但他提出的五十年西移一度的岁差值，却比喜帕恰斯所提出的一百年移一度的值更为精确。 2.大气消光现象 您知道初升的太阳为什么不像正午时那么耀眼吗？ 东晋时的姜岌向世人揭示了这里面的奥秘，原来是由于大气消光现象在起作用。当太阳初升的时候，由于地球上有“游气”遮挡了部分的日光，所以就不那么炫目。到了正午时，这种“游气”消散，日光完全普照，就极其炫目耀眼。 姜岌的论述，虽然在深度上比不了现代的天文学理论，但在本质上却已经没有什么不同了。 3.天体视运动不均匀性现象 北朝时期有一位很了不起的民间天文学家张子信，他自制了一架浑仪，在一个海岛上专心于天体观测长达三十多年，终于取得了突破性发现，揭示出了天体视运动的不均匀性现象。 张子信先发现了太阳视运动的不均匀性(古人称为“日行盈缩”)，即太阳在春分以后运行得慢，秋分以后运行得快。张子信把太阳在一年内的视运动速度变化详细地列成表，成为我国古代最早的“日躔表”。 继而，张子信又发现了五星运动的不均匀性，也同样一天一天地加以辨明。 天体视运动不均匀性现象的发现，是天文学史上一个划时代的突破，它标志着对天体的研究进入了一个更为精确与深入的新阶段，对后世的历法精进产生了质的影响。 4.交食推算精度的飞跃 日食与月食的推算，是古代历法最主要的内容之一。它的精确与否，往往会决定一部历法的命运。 当日月相交的时候，怎样才会发生交食呢？ 东汉的刘洪曾提出了“食限”的概念，也就是说：只有当日、月在这个区域内相交，才会发生交食。 张子信在长期的观测后，更进一步发现：只有当月亮在太阳的北面时，才会在“食限”区域中发生交食，这是因为在观测中有一个“视差”影响。张子信的这一发现，具有极为重要的意义，不仅使交食推算的精确度大有提高，对天体的更精确化观测也大有促进。 三、历法的精进 魏晋南北朝时期，由于政权迭出，使得历法也特别多，总共大约有二十多部，占了整个古代历法的五分之一左右。在这些历法中，特别杰出的有三国时魏国杨伟编制的景初历、吴国采用东汉刘洪编制的乾象历、南朝刘宋时祖冲之编制的大明历，成就最高的自然要数大明历了。历法是天文学成就的集中体现。在这一时期的历法中，就集中体现出了这一时期诸多的天文学成就。如，景初历最先提出了交食亏起方位角与食分的计算方法，这是以往所没有的。又如，我国在春秋时期形成的十九年七闰的闰周，在此后的近千年中几乎被视为金科玉律，不容丝毫地改动。而北凉赵□编制的元始历，第一次勇敢地突破了旧的闰周，提出在600年中设221个闰月的新闰周。祖冲之的大明历又提出了每391年中设144个闰月的新闰周，使得闰月的设置更为精密。 大明历的成就当然远不止革新闰周这一点，除此以外，它的成就还有以下几个方面： 首先，大明历第一次将“岁差”发现编入了历法中。虞喜发现岁差以后，真正注重这一发现的并不多，也有的虽然很重视，却没有在 法中加以引进(如何承天)。祖冲之第一次将它引入了历法中，使得恒星年与回归年从此成为了天文学的基本概念。 其次，大明历第一次提出了“交点月”。 交点月是祖冲之的新发现，它是指月亮从黄道(太阳运行的轨道)与白道(月亮运行的轨道)的一个交点出发，在经过另一个交点后再回到起点所用的时间。 祖冲之还给出了他所测定的交点月长度棗27.212223日，这是一个极为精确的数值，与现代精确值相比，只差了近一秒钟，即误差不到二百七十万分之一。 发现交点月，其意义在于能更精确地预测、推算日月交食的时间。实际上大明历预测的日月交食，都得到了有效的印证。 第三，大明历提高了天文常数精确度。 大明历给出的回归年长度是365.2428148日，与现代的精确值相比只相差46秒。 大明历纠正了刘歆所测定的木星运行周期值，定出了84年走7□周天的新值，大幅度提高了精确度，与现代的精确值基本接近。大明历给出的水星周期值与现代精确值基本吻合，即使是误差最大的火星周期值，也在百分之一日以内。 有着如此先进水平的大明历，遭遇却十分坎坷。当祖冲之把这部历法呈进给宋武帝时，遭到了当时的权臣戴法兴的反对。 面对这位权势熏天的宠幸大臣，祖冲之毫不畏惧，写下了著名的《辨戴法兴难新历》(简称《驳议》)，并且当着宋武帝与满朝文武大臣的面，与戴法兴进行了一场大辩论。这是科学史上一场极其激烈的唇枪舌战，然而又是一场极其畸形的辩论。辩论的双方，一个拥有科学的真理，一个拥有政治的特权。尽管戴法兴讲不出半点科学的道理，尽管祖冲之占尽了上风，大明历仍然得不到施用。 一直到梁武天监九年(公元510年)，在祖冲之的儿子祖暅的再次荐举下，才启用了大明历，而这时离大明历的诞生已经将近半个世纪了，离祖冲之故世也有整整10年了。 与大明历取得的成就相比，祖冲之不惧权势、坚持真理的精神更是千古流芳，无愧于科学巨匠的高风亮节。 (责任编辑：admin) |