[陇文化]张衡首创浑天仪 祖冲之测出冬至时刻（图）

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嫦娥三号登月引发天文热。也许你已经发现，在嫦娥三号登月的电视直播中，月球地貌图上有很多中国古代名人的名字，其中张衡和祖冲之最为关注。

张衡创造了第一个观测天体的浑天仪

张衡，鄂西人，东汉南阳(今河南南阳石桥)人，自学成才，成为村里有名的读书人，被推荐到都城洛阳工作，从元朝第二年(公元115年)起两次担任太史陵。张衡传说，张衡在数学、天文、地理、绘画和文学等许多领域都表现出非凡的才能和广博的知识。除了制造世界第一台地动仪，他还写了32部科学、哲学和文学著作，其中天文学著作有《灵贤》、《灵贤图》等。所以《张衡传》说，善巧，就是想天文、想阴阳、想历法。

张衡在天文学方面成就最为突出。可以说他是汉代天文学的代表人物，著有《领显》和《浑仪注》两部书。张衡在书中全面阐述了他的天文思想和亨廷顿理论，可视为汉代天文学的总结。

张衡科学地解释了月色和月食这两种月球现象，以及四季昼夜更替的原因。张衡认为，月亮本身不发光，但月光实际上是阳光的反射，即月光生于阳光，精神生于太阳，月相是阳光造成的。

张衡分析了月蚀的原因，认为月蚀是因为地球阴影(暗虚)遮住了月光；并认识到宇宙的无限性以及行星运动速度与离地球距离的关系。这些在今天看起来可能像儿科学，但在当时却是伟大的研究成果。

张衡观测并记录了2500颗恒星，创造了世界上第一个能够精确观测天体的转漏浑天仪。他还做了指向南方的车，自动录音鼓，等等。

为了纪念张衡的贡献，国际天文学界将月球背面的一个陨石坑命名为张衡陨石坑。

祖冲之测量冬至的时间

祖冲之在数学领域的贡献是众所周知的。比如他算出了3.1415926到3.1415927之间的圆周率，这是当时世界上最先进最准确的数据。他写的《朱书》被指定为唐代国子监数学教材，学习时间最长。可惜这本书今天丢了。

事实上，祖冲之也是魏晋南北朝时期著名的天文学家。祖冲之年轻时进入华林大学从事科研工作。曾担任南徐州(今江苏镇江)刺史，也曾担任娄县(今江苏昆山)县令，谪之仆。到了小琪王朝，军官到了长水校尉。他博览群书，精通音乐、力学、文学和天文学。天文历法方面，编制了《大明历》，首次引入岁差历，将日、周长度与回归年长度分开。另外对闰周进行了改革，打破了19年7闰年的旧历法。

祖冲之通过研究冬至的时间取得了科学突破。祖冲之仔细研究了日影长的变化规律，提出了利用冬至前后影长的对称关系确定冬至时间的新方法。这种方法可以不受太阳阴影的影响，计算冬至的时间，在后世沿用已久。

在古代，为了进一步提高历法的准确性，有必要改进冬至的测量方法。西汉以后，古代天文学家习惯用八尺米来确定冬至的日期。但是单纯用一个八尺高的米来测量，并不能得到理想的结果。祖冲之首先改进了观测技术，提高了观测精度。由于冬至前后阴影长度变化不明显，给冬至时间的准确确定带来了困难。更重要的是，简单的测量只能得到冬至的日期，而不能得到冬至是一天中的什么时间。

祖冲之想出了一个新方法。他不是直接观察冬至当天的日影长度，而是观察冬至前后第234天的日影长度，然后取它们的平均值，找出冬至的日期和时间。此外，太阳阴影的变化更快，因为它离冬至更远，所以这种方法提高了冬至时间的测量精度。祖冲之是世界上第一个使用这种观察方法的人。

祖冲之制定的大李明的年龄(一年)实际上是365.2428天，只比当时非常精确的元代郭守敬的师李实短0.0002天。直到南宋才有人达到或超过了祖冲之的观察水平。