经过长期反复的研究和实际观测,祖冲之发现古代十一家历法 (《黄帝 历》、《夏历》、《商历》、《周历》、《鲁历》、《颛顼历》、《太初历》、
《三统历》、《四分历》、《乾象历》、《景初历》)都有不少的错误,推 算不够精密。/天¨禧`暁+说而当时,刘宋政府采用的历法是何承天所制的《元嘉历》。祖 冲之认为此历比以前的历法有了相当的改进和提高,可以说是一部较好的历 法,同时他也发现《元嘉历》存在不少的缺点和错误。他指出由于《元嘉历》 在推算日月等五个天体所在的位置上有差错,因而由此推算出来的节气和所 设的闰月也都不够精确。于是,祖冲之下决心改革以往的历法,制定一部更 好的、更符合自然实际的新的历法。他根据自己多年的天文观测实践、参考 了历代的历法,于宋孝武帝大明六年(公元462年)编成一部新的历书,命 名为《大明历》。这时祖冲之才三十四岁。
《大明历》是一部阴阳历合壁的新历法。包括推朔术、推二十四节气术、 推日所在度数、推月所在度数、推入阴阳历数、推五星 (金、木、水、火、 土)位置术等几个部分。′歆+捖^夲`鰰?栈. .更¢芯*最.快/它的内容收录在梁朝的一位学者沈约所著的一部历 史著作——《宋书》当中,流传至今。
《大明历》中有不少重大改革和天文历法上的先进成果。下面所要介绍 的是其中最重要的几项。
把岁差引入历法
什么是岁差呢?岁差是指春分点在黄道上的西移。由于日、月、行星的 吸引,地球自转轴的方向会发生缓慢而微小的变化,因此从这一年的春分到 下一年的春分,从地球上看,太阳并没有回到原来的位置,而是逐渐向西移, 因此春分点也在移动,随着春分点的移动,全部二十四个节气的位置也在动。 但是,在公元四世纪以前,我国还没有发现岁差现象,天文观测者和历法制 定者都认为太阳(实际是地球)从头一年的冬至日到下一年冬至运行一周天, 正好是一周年。也就是说,那时人们认为每年的冬至,太阳又回到原来出发 的位置上了。直到东晋的时候,有一位天文学家虞(音yú)喜,一生不愿做 官求禄,献身天文学,长期坚持天文观测。.咸,鱼\墈!书, ?追.罪.辛^璋-劫?当他把自己的观测记录和古代记 录下来的日月星辰的位置,尤其是冬至日的位置进行了仔细的比较,结果发 现了古今的不同。太阳从前一年的冬至到下一年的冬至,并没有回到原来的 位置上。岁差被发现了,这是我国天文学史上的一项重要发现。虞喜通过观 测和详细计算,求出岁差的值每五十年向西移动一度,这个结果虽然比实际 大了一些 (现代计算出来的岁差值为每年50.3秒,近72年移动一度),但 这是我国天文学史上的第一个岁差值。
岁差的发现对于历法的改革有巨大意义,可是在发现后的一百多年里研 究历法的人都没有注意和重视,何承天制定《元嘉历》时也未引入这项成果, 因而在改革历法上未能取得大的成效。祖冲之是把岁差引入历法的第一人。 他根据自己的实际测验和计算的结果,证实了岁差现象的存在。在编制《大 明历》时,他把岁差引进到历法中去。这是我国历法最早对岁差的应用,在 我国历法史上有划时代的意义。
由于历法中考虑了岁差,回归年和恒星年才有了区别。回归年是太阳连 续两次经过春分点所需要的时间,又叫太阳年,也就是我们在日常生活中所 说的“年”。恒星年是太阳连续两次经过某一恒星位置时所需要的时间,也 就是地球绕太阳公转的一个真正周期。现代计算表明,回归年要比恒星年短 二十分二十三秒,祖冲之也注意倒了回归年和恒星年的区别,经过实测和计 算,他求出了这两种“年”的日数,并且非常精确地测出一回归年的日数是 365.24281481日。现代天文学所测一回归年为365.24219879日,祖冲之的 计算结果和这个数字只差50秒,一年之中仅有六十万分之一的误差。这个结 果是多么的精确啊!
另外,由于引入了岁差,《大明历》在推算闰年率等方面要比古代历法 和《元嘉历》精确。下面,我们就来看看祖冲之在《大明历》中是如何修改 闰法的。
闰法的改革
远古时代的人们,由于畜牧业和农业生产的需要,经过长期观察,总结 经验,发现了日月运行的某些基本规律。我国人民早在四千年前就根据这种 规律和月相的变化而制定了阴历和阳历两种历法。阴