作者：管成学,赵骥民
出版社：吉林科学技术出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
圆周率计算接力赛：祖冲之的故事试读：
序言
十一届全国人大副委员长、中国科学院前院长、两院院士放眼21世纪，科学技术将以无法想象的速度迅猛发展，知识经济将全面崛起，国际竞争与合作将出现前所未有的激烈和广泛局面。在严峻的挑战面前，中华民族靠什么屹立于世界民族之林？靠人才，靠德、智、体、能、美全面发展的一代新人。今天的中小学生届时将要肩负起民族强盛的历史使命。为此，我们的知识界、出版界都应责无旁贷地多为他们提供丰富的精神养料。现在，一套大型的向广大青少年传播世界科学技术史知识的科普读物《世界五千年科技故事丛书》出版面世了。
由中国科学院自然科学研究所、清华大学科技史暨古文献研究所、中国中医研究院医史文献研究所和温州师范学院、吉林省科普作家协会的同志们共同撰写的这套丛书，以世界五千年科学技术史为经，以各时代杰出的科技精英的科技创新活动作纬，勾画了世界科技发展的生动图景。作者着力于科学性与可读性相结合，思想性与趣味性相结合，历史性与时代性相结合，通过故事来讲述科学发现的真实历史条件和科学工作的艰苦性。本书中介绍了科学家们独立思考、敢于怀疑、勇于创新、百折不挠、求真务实的科学精神和他们在工作生活中宝贵的协作、友爱、宽容的人文精神。使青少年读者从科学家的故事中感受科学大师们的智慧、科学的思维方法和实验方法，受到有益的思想启迪。从有关人类重大科技活动的故事中，引起对人类社会发展重大问题的密切关注，全面地理解科学，树立正确的科学观，在知识经济时代理智地对待科学、对待社会、对待人生。阅读这套丛书是对课本的很好补充，是进行素质教育的理想读物。
读史使人明智。在历史的长河中，中华民族曾经创造了灿烂的科技文明，明代以前我国的科技一直处于世界领先地位，涌现出张衡、张仲景、祖冲之、僧一行、沈括、郭守敬、李时珍、徐光启、宋应星这样一批具有世界影响的科学家，而在近现代，中国具有世界级影响的科学家并不多，与我们这个有着13亿人口的泱泱大国并不相称，与世界先进科技水平相比较，在总体上我国的科技水平还存在着较大差距。当今世界各国都把科学技术视为推动社会发展的巨大动力，把培养科技创新人才当做提高创新能力的战略方针。我国也不失时机地确立了科技兴国战略，确立了全面实施素质教育，提高全民素质，培养适应21世纪需要的创新人才的战略决策。党的十六大又提出要形成全民学习、终身学习的学习型社会，形成比较完善的科技和文化创新体系。要全面建设小康社会，加快推进社会主义现代化建设，我们需要一代具有创新精神的人才，需要更多更伟大的科学家和工程技术人才。我真诚地希望这套丛书能激发青少年爱祖国、爱科学的热情，树立起献身科技事业的信念，努力拼搏，勇攀高峰，争当新世纪的优秀科技创新人才。
测日影的小男孩
一个美丽的早晨。
东边山头上的天空染红了。紫红色的云像是被小孩用毛笔乱涂出一样，无意地成了巨大的天神的翅膀。山顶上一团浓云中间，露出了朝阳，好像是血红的可爱的双唇，向着人们微笑。
那月亮门内，一架瓜棚，半熟的瓜，垂垂欲坠。中间一条砖砌的甬道，两边扎着两重细巧的篱笆。篱笆上交缠着蔷薇、荼、木香，正在开放，灿如锦屏。再走几步，尽是名花异卉。一花未谢，一花又开。再往前是一大片空地，一个10多岁的男孩正在那里头不抬眼不睁地忙着什么。只见空地的南面立着一个表，此时他正忙着在那个表的后面立另一个表。一个书童走过来说：“少爷，该吃早饭了。”
男孩头也不抬地说：“待片刻就吃。”
书童近前看了看立着的表说：“又是测量日影！昨天还放得好好的，今天怎么都拆了？”
男孩说：“我又发现一种新的测量方法，待我做好之后再告诉你。”“吃完早餐再弄吧，不然夫人又该着急了。”
那男孩好像没听见，照样摆弄自己的。书童只得在一旁耐心等待。他突然发现了什么似的惊讶地问：“少爷，这是啥玩意？”“啊，这玩意是测量日影所用的仪器，叫做表。”“哟！还是金子做的哩！”
男孩笑了笑说：“此乃铜制的板形标杆，垂直立于地平面上，记录正午时的日影。这是一项很细致、很繁琐的工作，需要很大的耐心。你不要烦我，一会儿我就去用饭。”
书童无可奈何地走了，他咕哝着：“整日里不是观星星，就是看月亮、看日头，不知有何用处？”
这个观测日影的男孩子就是我国南北朝时期雄踞于世界之巅的科学巨星祖冲之（429—500）。
家世
祖冲之，字文远，祖籍范阳郡遒县（今河北省涞水县）。西晋末年，为避战乱，举家南迁。祖冲之生于南朝刘宋元嘉六年（429）。
祖冲之的家庭，是一个封建士大夫世家，同时又是一个科学文化气氛浓郁的家庭。他的曾祖父祖台之任东晋侍中，酷爱文学。曾写过一部名为《志怪》的小说。祖父祖昌任刘宋大匠卿，是管理土木建筑的官吏。他的父亲祖朔之，也在南朝刘宋当官。这个家庭的历代成员对天文历法都很有研究，对于科学、文化也同样有很深的造诣。
祖冲之出生于我国历史上的南北朝时期。南北朝以前是东晋。晋朝由豪族司马氏于公元265年建立，史称西晋。几十年以后，鲜卑等西北地区少数民族进入黄河流域，晋王朝于公元316年迁都建康（今南京市），史称东晋。到公元386年，鲜卑族统治者在黄河以北建立了北魏王朝，形成了南北对峙的局面。南朝从公元420年东晋大将刘裕夺取帝位，建立宋政权开始，经历了宋、齐、梁、陈四个朝代。同南朝对峙的是北朝，北朝经历了北魏、东魏、西魏、北齐、北周等朝代。祖冲之是南朝人，出生于刘宋时期，死的时候已是南齐时期了。
当时，由于南朝社会比较安定，农业和手工业都有显著的进步，经济和文化得到了迅速发展，从而也推动了科学的前进。这些，都是祖冲之进行科研的有利条件。
早年的科学实践
祖氏家族迁到江南。江南是全国经济、文化发达的地区，又集中了一大批儒生学士，造成了良好的经济、科学、文化发展环境。
在这样的家庭与社会环境的熏陶下，祖冲之自然就对自然科学、文学、哲学、音乐等产生了浓厚的兴趣，尤其对数学、天文学、机械制造情有独钟。
这天，他又跑到书房查找《汉书》。
前几日，他对东汉末年刘洪的《乾象历》和三国时杨伟的《景初历》等进行了研究。昨天，他听爷爷说《汉书》中提到了六种古代的历法，今日便来浏览一番。
他拿起《汉书》，如饥似渴地读起来，这部书是东汉初年班固写的。
读着读着，他发现书中确实提到了六种古代历法，即《黄帝历》、《颛顼历》、《夏历》、《殷历》、《周历》和《鲁历》。他越看越觉得疑惑。他两手托着腮，望着一处，陷入沉思。
这时，父亲走进来，见他这般模样，便问道：“冲儿，又为何事发呆？”
祖冲之若有所思地问道：“父亲，东汉班固所写的《汉书》中提到的六种古代历法都是何人所作？”
父亲不假思索地说：“当然是古代黄帝、颛顼和夏、殷、周、鲁时的人先后所作了。”
祖冲之不置可否地自言自语说：“我怎么觉得有些蹊跷呢？”
说着，又沉思起来。
父亲见他又陷入沉思，便不再打扰他。
过了些日子，他兴高采烈地找到父亲说：“父亲，您说《汉书》中提到的六种古代历法是古代黄帝、颛顼和夏、殷、周、鲁时的人先后所作，其实不然，都是后人假托前人的伪作。”
父亲非常惊讶地问：“不是他们，该是何人所为？”
祖冲之理直气壮地说：“古历之作，皆在汉初秦末。”
接着，他便把古历纰漏的地方讲给父亲听。祖朔之听了，频频点头说：“我儿所言极是，有理有理。”
祖冲之见父亲已经认可自己的见解。心中非常高兴。休息时，他的书童跑来，嬉皮笑脸地说：“少爷，您那天答应我，给我讲月亮为何有圆有缺。今天，该给我讲了吧？”
祖冲之满口应允说：“好！今日就还欠你的债。”
说完，便一字一句地讲起来：“有人说天狗吃月亮，其实不然，实际是地球遮住月球时就出现月缺现象。”
书童歪了歪头，好像明白了，又问：“今年为什么有十三个月？”
祖冲之解释说：“从月圆或月缺到第二次月圆或月缺的一段时间定为一个月。每一个月是29天多一点，12个月称为一年。这种计年方法叫做阴历。后来又观察到从一个冬至到另一个冬至共需365 1/4天，于是也把这一段时间称作一年。按照这种办法推算的历法通常叫做阳历。但是，阴历一年和阳历一年的天数，并不恰好相等。按照阴历计算，一年共计354天；按照阳历计算，一年应为365 1/4。阴历一年比阳历一年要少11天多。为了使这两种历法的天数一致起来，就必须想办法调整阴历一年的天数。对于这个问题，我们的祖先很早就找到了解决的办法，就是采用‘闰月’的办法。在若干年内安排一个闰年，在每个闰年中加入一个闰月。每逢闰年，一年就有13个月。由于采用了这种闰年的办法，阴历年和阳历年就比较符合了。”
书童聚精会神地听着，见祖冲之不讲了，便问：“那么多少年闰一年呢？”
祖冲之见他听得很认真，便高兴地说：“我们的祖先一向把19年定为计算闰年的单位，称为‘一章’。在每一章里有7个闰年。也就是说，在19个年头中，要有7个年头是13个月。这种闰法一直采用到现在，能有一千多年了。”
书童说：“你说的这事，那天老爷和老太爷也在说。我没有听懂，只听说这个历法有些不准了，说是北凉有个姓赵的又测出新的说道了。”
这时，有人喊书童，他便飞也似地跑了。祖冲之可犯了寻思。他思忖片刻，便向书房走去。他找了半天，看到了著名历算家何承天作的《元嘉历》。他急忙阅读起来。《元嘉历》中清楚地写着19年7闰的历法。他将《元嘉历》丢到一边，又找起来。他隐约记得书童说是北凉的，一直找到傍晚时分才在父亲的书房里看见一本《元始历》，是北凉赵所作。
公元316年到420年这一期间，我国北方广大地区先后建立过许多国家，史称“五胡十六国”。北凉是其中之一，在今甘肃省壮族市以西的地方。祖冲之拿到书，一鼓作气将它看完。此书乃412年赵所作。《元始历》打破了岁章的限制，规定在600年中间插入221个闰月。他感到疑惑：《元嘉历》晚于《元始历》31年，为什么现在还采用19年7闰的古法呢？他问父亲：“父亲，北凉的赵已规定600年中间插入221个闰月，为何何承天制作《元嘉历》时还采用19年7闰的古法呢？”
祖朔之说：“有可能赵的改革没有引起当时人的注意。另外，若想施行一种新法也很难，要受到许多阻力。人们习惯一种旧的习惯势力，很难接受新的东西。他们总认为旧的东西是天经地义的，是祖宗所定的规矩，不能轻易改变。若有人改变，定会遭到一些人的反对，要冒风险的。”
父亲的话他没有完全理解，可在他的心灵中却埋下了19年7闰的提法已经不适用了的看法，并要亲自动手测量一下，到底应该几年一闰。祖冲之博览群书，却从不盲从，从不迷信。他特别善于实践。他从小没有进过学堂，也没有拜过什么名师，但他天资超人，意志顽强，凭着自己的刻苦学习、勤奋钻研、锐于实践，终于在青年时代就成了一个常识渊博、善于创新的学者。
进入华林学省
天才加勤奋，使青年的祖冲之就已经因博学而颇有声誉了。
当时，孝武帝刘骏刚刚登基。
刘骏的生身母亲当年貌美被选入宫，拜为淑媛，后来年龄大了不再得宠，刘骏也随之不被父皇喜爱。而四弟刘铄、七弟刘宏却被父皇视为掌上明珠。当父皇欲废太子刘劭而另立太子时，竟不曾考虑在兄弟中排行老三的刘骏，反而倾向于立老四刘铄！那个刘铄平时自负才气，根本不把三哥刘骏放在眼里。
后来，太子刘劭弑帝自立，刘骏率领大军以讨伐弑君、弑父的刘劭为名，平定祸乱，荣登皇帝宝座。
刘骏自从做了皇帝，到了凌驾于万人之上、执掌生杀大权的滋味，确实惬意得很。为了巩固现有的地位，他收罗了一些饱学之士，建立了华林学省。这是一个研究学术的地方。
由于祖冲之有博学的名气，所以孝武帝要把他请到华林学省。
这一天，祖冲之正在书房读书，突然听到外面人声嘈杂，书童跑进来说：“少爷，朝廷的钦差来府上传达皇帝的圣旨了！”
祖冲之这才抬起头说：“我说哩，这会儿这般热闹！你可知为何事而来？”
书童摇摇头说：“不知道，我只见老爷去前堂了。”
没等书童说完，就听见似乎有许多人向书房走来。只见父亲三步并作两步跨进来说：“冲儿，皇帝传下旨意让你去华林学省做事，快去接旨去！”
看到父亲及家里的人无不紧张和兴奋，祖冲之觉得很奇怪。他无动于衷地说：“我不愿意做官！现在很好，我可以专心研究学问，不受任何干扰。”
祖朔之看到独生子这个样子，心急火燎，耐着性子说：“冲儿，皇帝能如此看重你，那是咱家的荣耀！再说，你进了华林学省，那里聚集了全国的饱学之士，你的学问也会大大长进的。你想研究什么，那儿的条件比家里要方便得多。你可大开眼界，如虎添翼了！”
祖冲之听了父亲的话，觉得言之有理，便随父亲去前堂接了圣旨。
进了华林学省，祖冲之觉得一切都很新鲜、有趣、有生气。那些饱学之士各有所长。华林学省的书籍堆积如山，应有尽有，比自家强上百倍。真像人们所说的那样，此番自己可有用武之地了。
他感到自己已经开始创造自己的故事了，而故事的开头就是精彩生动的场面。
他把油灯的灯芯向高处拨动了下，打开一本张衡所撰的有关圆周率的论述。
当初在家时，他也对圆周率很感兴趣，但家中只有一本《周髀算经》，书中有“周三径一”的记载，即圆周率为3。
在华林学省，他看到了王莽时刘歆制律嘉量所用的圆周率为3.1547和3.166这两个近似值。东汉著名的大科学家张衡则提出了“10的平方根”和92/29这两个近似值。这些，都比“周三径一”大有进展。到了三国时期，魏国的数学家刘徽确立了圆周率的科学计算方法——割圆术。
祖冲之越看越觉得过去所研究的东西都非常浅显，没有深度，太幼稚可笑了！此时他感到充实，感到愉快、幸福！
灯油耗尽，鸡啼声响起，他才搁下笔来，进入梦乡。
从此，祖冲之更加发愤学习、研究，日益向科学殿堂的巅峰攀登。
把岁差引进历法，改进闰法
当时南朝刘宋政府采用的历本是何承天（370—447）在公元443年编订的《元嘉历》，比以前的历法有不少改进，可以说是南北朝时期第一部好历法。但是，自从祖冲之进入华林学省后，通过对历法的深入研究，并经过10年来的长期实测，发现《元嘉历》也存在许多缺点。
祖冲之成年累月测量日影。这年冬天，为了确定冬至时间，他一连观测多次，用8米高的铜表测量，再经计算，确定该年的冬至在十一月三日。他又用此法测定了一年中二十四个节气的正午日影长度。
祖冲之为了准确地认识天体运动规律和测量时间长度，十分需要测定方位。方位不准确就会影响到其他测量的准确性。他用五个铜表立于地面，先立南表，再立中表于南表中午影末，第三立北表于中表之北，令中表、北表末端与北极星对直。在春分和秋分时候立第四表和第五表。第四表在春秋二分日入半体时立于中表之东，谓之东表，令中表、东表和太阳“相直”。第五表在春秋二分日入半体时立于中表之西，谓之西表，令中表、西表和太阳“相直”。五表立完之后，还要进行校正：看南、北、中三表是否在一条直线上，如果不在一条直线上，调整中表，使三表在同一直线上，就得到南北方位。也用同样方法调整东、西、中三表使它们在一条直线上，就得到东西方位，这时把中表所在的位置叫做“地中”。
祖冲之就这样长期进行天文观测，获得了丰富的第一手资料。
这时，皇帝第八子襄阳王刘子鸾出任南徐州刺史，辖境为今安徽凤阳以东、江苏淮河以南、长江以北地区，治所在今江苏镇江市。襄阳王刘子鸾此时才6岁。襄阳王傅平素一向赏识祖冲之的才学，于是将祖冲之调到刘子鸾手下做了一名从事。从事分掌一州诸事物。
南徐州是个物产丰饶的地区，交通也很方便。这种环境是有利于祖冲之从事科学研究工作的。
祖冲之不管做任何事都非常认真，自从到了南徐州，他经常到各地办理公事，从事管理繁杂琐碎的行政事务。
一天，祖冲之早早就上路了。刚走了两个时辰，太阳在雾气中红得同鲜血一样，显示出它今天的把行人晒焦的威力。
田里早已是插秧的时候了，可他看见还有不少的农夫仍在耙田，祖冲之不由叹道：“已经过节令十多天了，农夫们才开始插秧，岂不是误了农时吗！”
祖冲之心中默默算计着，十多天前他就观测出已经到夏末了。按道理应该提前抢收早稻，不失时机地抢种插秧，现在小苗该长出寸把高了。稻子的成熟期是100天，十多天要占生长期的八分之一。现在才插秧，收成起码要减二成。
一天，一个小差官跑来说：“祖大人，襄阳王有急事找您！让您速去。”
祖冲之近日接连跑了几个乡村，亲眼看到一些孤寡老人身无御寒衣，家无隔夜粮。他心中感到烦闷。昨日下午到家，本来很疲劳，应该美美地睡上一觉。可是刚闭上眼睛，那可怜的百姓，那企盼的眼神，一股脑浮现在他的眼前。
一个年近50岁的老头子，儿子应征，死在战乱中，家中只剩儿媳妇和老伴。去年因节气不准，种下的粮食收成不好，又要偿还一点债，大户家的量器竟将他家收的粮食全部装进去还不够，无奈只得将儿媳妇押给人家做用人。近来老伴又病了，已经奄奄一息，家中没有一粒米。
祖冲之想：
百姓本来最容易满足，他们只要有衣穿、有饭吃就会感动得五体投地，就会高呼万岁！可是，就这么一点点要求都满足不了！我还有何脸面做官呢？
焦躁和烦恼扰乱了他整个的心。他不停地翻着身，辗转难眠。他猛然意识到致使这些百姓穷困潦倒的原因是节气的误差，如果有一个准确的历法，百姓就可以按节令播种收割，日子就会好过些。
祖冲之又想：
大户家的量器怎么能将一年的收成都装去了呢？听老人说在家估算能有十斗，可是到了大户家一称还不到八斗。如此说来现今的量器也不准……
清早起来，他闷闷地嘘了一口气，睁大了眼，怅惘地看着那一轮刚从浮云中露出脸来的太阳。他觉得头有些晕眩。他用冷水洗了洗脸，稍好了些，但仍感到很烦躁。他赤着脚在房里来回踱着步。
接到襄阳王的命令，他立刻赶奔衙门。襄阳王刘子鸾和襄阳王傅看到祖冲之，像见了救星似的，热情地说：“辛苦了！近日又跑了几个乡呀？”
祖冲之没有直接回答襄阳王的问话。他见襄阳王今日满面春风，便乘势说：“下官辛苦点是尽责，只是百姓太苦了……”
还没等祖冲之说完，刘子鸾就说：“我找你是有大事相商。父皇要驾临此处游览，你我如何接驾呢？”
祖冲之看出了襄阳王刘子鸾年龄尚小，无心关怀百姓的疾苦，此时说了也是没有作用，只得迎合说：“大王有何吩咐尽管说，下官一定尽心尽力的。”“你与我去此地名胜看看如何？”“遵命！”
于是，他们带着几个随从，来到城东北江滨的北山。四周黛绿的群山，都裸露出身子，迎着鲜丽的朝阳。此山北临长江，山势陡峭，十分险固，因名北固山。朝日的霞光，点染在江那面的峰尖上，慢慢地抹到山脚。山脚下的林丛，江边的草莽，也渐次在晨光中很明晰地绘了出来。
他们登上山顶，北览长江壮丽景色。北固山犹如半岛伸入江中，三面临水。气势极为雄伟。只见云外遥山耸绿，江边近翻银浪，隐隐沙汀，飞起几行鸥鹭；悠悠小浦，就像刚刚生过婴儿的年轻母亲一样安详慈爱。天光水色真是柔和极了。江水像身躯拂丝绸，水天极目之处，那些小舟，就像一束一束雪白的花朵在蓝天下闪光。偶尔，雪浪拍空，凉风吹面。北固峰上接苍穹，清晖亭半临江岸。祖冲之指点着说：“此乃北固山的后峰，后峰临江，有甘露寺。寺前有清晖亭，寺后有多景楼和祭江宁。此处有一个传说，说的是三国时刘备在东吴招亲的故事。瞧，这便是狠石，那边那块是试剑石，再往前走还有走马涧……”
刘子鸾大开眼界，欣慰地说：“本王在此地为官，不曾知道南徐州还有这样好的地方哩！真乃遗憾！看起来，父皇定是知道此处，不然，怎能想起驾临南徐州呢？我还一直琢磨不透，以为父皇要来此地，能否有何不祥之兆呢。今日我算弄明白了。”
祖冲之继续介绍说：“大王还没有看完哩。临江石壁下尚有观音洞以及‘云房风窟’、‘勒马’等石刻呢。”
刘子鸾看了更是赞不绝口。
下午，他们唤来一条帆船，众人坐上，慢慢划去。北固山上树木郁郁苍苍，山坡上绿茵似锦，盛开着斗艳争奇的鲜花，如同一大片翡翠上镶着各色各样的奇异宝石。
划着，划着，突然下起雨来，顿时乌云密布，几个侍从连忙为他们撑起伞盖。他们正要进舱里避雨，忽听有人喊：“撒下去，准成功……我打深处下啊……李大头！你打岸上下网！”
祖冲之见此情景，没有进舱。他伫立在甲板上，目不转睛地看着那个叫李大头的渔夫。只见他用脚试探着江底，直到腰部都浸在水里。有黏性的冷气爬进了他的胸部，像一道铁箍似地箍住了心脏；波浪像鞭子一样，向他脸上、向紧眯起的眼睛上不住地打着。渔网像球一样。膨胀起来。李大头两脚站不稳了。水流猛烈地向江中心冲去，把人往水里吸。李大头使劲用右手划到岸边来，祖冲之这才松了一口气。他一直为那个不相识的李大头担着心。此时，他那颗悬着的心才算落下来。一个差役在旁催促道：“大人还是进舱吧。”
祖冲之像没听见似地说：“太危险了！渔夫在江上作业实在不易呀！”
差役听了也有同感。他深知祖冲之平素非常关心百姓疾苦，便毫不掩饰地说：“祖大人整日办理一些繁杂琐碎的行政事务，剌史大人非常器重您，南徐州是个物产丰饶之地，交通也很方便。按理说，百姓生活应该很富足，不必冒此风险。可见，偏偏适得其反，不知是何缘故？”
祖冲之颔首说：“所言极是，此地真乃宝地，只是百姓耕作不适时令，所以庄稼长势不好。”
差役没有明白祖冲之的意思，便又问：“大人所言，小人不明白。大人是否明示。”
祖冲之微笑着说：“春天该种地时，没有种上。当春风来临时，才播种。失去了农时，庄稼长势怎能好呢？”
差役这才恍然大悟说：“我明白大人的意思了。在春风来临前把种子播种到地里，当春风来临时，已经长出小苗。小苗借着春风会长得更快。风越吹，小苗长得越壮。这就叫赶上了时令。”
祖冲之点头说：“对！庄稼的生长与时令的关系非常密切，它离开了适应它生长的条件与环境是无法生存的。”
差役听了似懂非懂，但是明白了祖冲之所说的中心意思。他不解地问：“百姓怎么懂得这些学问？这些事本应由朝廷出告示。老百姓本是墙头草，哪个敢不听朝廷的？”
祖冲之若有所思地说：“言之有理。当今百姓就是按着朝廷颁布的历法播种的。”
差役听了不解地问：“难道朝廷的历法不准吗？”
祖冲之点头说：“正是。”
差役看了看祖冲之说：“大人既然知道历法过时，为何不上报朝廷？”
祖冲之摇摇头说：“谈何容易呀！”
差役在衙门做事多年，也知道些吃皇粮的苦衷，于是也就不再问了。他默默地站在祖冲之的身后。他知道眼前的大人是个为民做好事的官，只是官职太小，说了不算数。
祖冲之自从做了从事后，经常到民间办理各种事务。他亲眼看到农民辛勤劳作，辛苦一年，却因节气不准而前功尽弃。于是，他下定决心改革历法，无论遇到什么艰难险阻，他都要义不容辞地坚持历法改革。
祖冲之根据自己的长期实际观测，再加上赵改革闰法的启发，进一步认识到破除旧章法的重要性和必要性。经过他的认真研究、计算，发现19年7闰闰数过多，在200年内就要比实际多出1天来，因此他认为非改革不可。不过，祖冲之没有采取赵的闰法，而是根据自己的实测改为391年中设置144个闰月，以解决旧章法闰数过多的问题。
祖冲之改革闰法，同时也破除了章岁。过去，19个阴历年叫做一“章岁”。
祖冲之在天文历法上的第二项重要贡献，是他第一次把岁差引进了历法。
根据物理学原理，刚体（也就是刚强坚硬不易变形的物体）在旋转运动时，假如丝毫不受外力的影响，旋转的方向和角速度应该是不变的；如果受到外力的影响，它的旋转速度就要发生周期性的变化。
地球就是一个表面凹凸不平、形状不规则的刚体，在运行时常受其他星球吸引的影响，因而旋转的速度总要发生一些周期性的变化，不可能是绝对均匀一致的。因此每年太阳运行一周（实际上是地球绕太阳运行一周），不可能完全回到上一年的冬至点上，总要相差一个微小的距离。按现在天文学家的精确计算，大约每年相差50.2秒，每71年8个月后移1度。这种现象叫做岁差。
在5世纪以前，我国还没有发现岁差现象，都以为太阳（实际是地球）从头一年的冬至到下一年的冬至的一周天，正好是一周岁。也就是说，那时人们认为每年的冬至，太阳又回到原来的位置上了。到东晋的时候，有一位很有名的天文学家虞喜，一生不愿做官求禄，爱好天文，长期坚持天文观测。他把自己的观测记录和古代记录下来的星辰位置，特别是冬至点的位置进行了仔细的比较，结果发现古今不同。太阳从上一年的冬至到下一年的冬至，并没有回到原来的位置。于是他就将此现象叫做了岁差。这是我国天文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50年向西移动1度（我国古代把圆周分为365 1/4度）。这个结果虽然比实际大了些，但却是我国天文学史上第一个岁差值。
岁差的发现本来对历法改革有巨大意义，可是在100多年里，研究历法的人都置之不理。在祖冲之以前，没有一个人把岁差引进历法。祖冲之是这样做的第一人。他根据自己的实际观测和计算结果，首先证实了岁差现象的存在，同时还求出冬至点每100年向西移动1度（这个数值比实际有较大误差）。他在编制《大明历》时，就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，也是祖冲之在历法上的卓越贡献之一。
由于历法中应用了岁差，所以“回归年”和“恒星年”才能区别开来。回归年就是太阳连续两次经过春分点所需要的时间。我们知道春分点和秋分点是天球赤道（地球赤道面与天球的交线）与黄道的两个交点。地球在运动过程中由于受其他天体的吸引作用，略微地改变着地球自转轴的方向。使春分点和秋分点在黄道上慢慢地移动着。因为春分点和秋分点在黄道上移动，冬至点和夏至点也就随着在天空中的恒星间移动，全部二十四节气发生的时刻的位置（都在黄道上）都在动，因此冬至点、夏至点的移动也就是岁差，与春分点、秋分点的移动一样。所以回归年又叫做“太阳年”，也就是一周天。恒星年就是太阳连续两次经过某一恒星所需要的时间，即地球绕太阳公转的一个周期，也就是一周岁。这两种“年”相差很少。
回归年和恒星年的区别首先被祖冲之注意到了。他通过实测和计算，求出了这两种“年”的日数。祖冲之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，祖冲之的结果和这个数字只差约50秒，一年中仅有六十万分之一的相对误差。这是多么精密的结果啊！
这样，历法就准确多了。
唇枪舌剑的大辩论
祖冲之通过自己的观测和研究，千辛万苦地编出《大明历》。其中虽然不免还存在一些缺点，但是有不少革新和创见。自从将《大明历》交到朝廷后，他一直盼望着能早日推行，让天下的农民得到最佳的时令，使他们辛勤的劳动得到丰硕的果实。
那天傍晚，他望着山上的红叶。如火如荼的枫叶，有的浅红，有的深绛；有的作橙黄，有的作朱砂；经霜以后，越发显得鲜艳。登峰而望，千峦起伏，尽出足下；峰临长江，风帆隐现。似乎有人对他说：“江面上的黑影不是阴影，而是梦；迷人的江水以及那离奇的光辉，深不可测的天空和忧郁而沉思的江岸，都在述说我们生活的空虚。但人世间毕竟有一种高尚、永恒、幸福的东西啊！”
是呀，自己几十年的辛苦劳动不足惜，百姓成年累月的劳作毁于一旦，才是最痛心的！眼望着港湾，两岸良田万顷，阡陌纵横，他不由得又想起了《大明历》。若百姓们能准确掌握二十四节气，全国类似这样的万顷良田，该是何等丰收的景象呢！
面对着锦绣河山，他心潮起伏，百感交集。他再也无心观赏景物，他的心早就飞到《大明历》的命运如何中去了。
当时的宋孝武帝对历法并不太懂，无法判断《大明历》究竟是不是比《元嘉历》更好些。这一天早朝，宋孝武帝对群臣说：“祖爱卿呈上《大明历》，众家爱卿议一议该如何是好？”
宋孝武帝这样做，本来不失为一种比较明智的举措。但由于天文历法是一门专门的学问，真正懂的人很少。有些人虽然也粗通一些，但要说到精深的地方，也就只能望洋兴叹了。因此，面对《大明历》，满朝文武竟然一时间都说不出个所以然来。
这时，有位叫戴法兴的人出班奏道：“依臣之见，《大明历》不可用。《元嘉历》乃祖宗之法，不可轻易废弃。”
戴法兴官居太子旅贲中郎将，也就是太子的师傅。他曾做过专管内务的大臣，所以深得孝武帝宠信，权重一时。这位大臣的文才不错，对历法也懂，但不精深。可能是因为颇有才名而过于自负，经过如此一说，还有谁能提出反对意见呢。
祖冲之闻听，心中立刻好似悬了起来。他马上意识到《大明历》可能被扼杀在摇篮中。面对这位权势熏天、炙手可热的权臣，祖冲之毫不畏惧。于是，一场辩论开始了。从气氛上看，十分激烈。一来一往，互不相让，双方的出言吐语也都毫不客气。戴法兴说：“冬至时的太阳总在一定的位置上，这是古圣先贤测定的，是万世不能改变的。祖贤弟以为冬至点每年有稍微移动，是诬蔑了天，违背了圣人的经典，再者通行的19年7闰的闰法乃古圣先贤所制定，永远不能更改。”“19年7闰已经远远不能适应现在生产的需要。农民辛苦一年，到头来常因节气不准而前功尽弃。我任从事多年，亲眼看到百姓的疾苦，亲眼看到百姓深受其害。我们身为朝廷命官，怎能无动于衷呢！”
戴法兴闻言，愤怒地说：“简直是个浅陋的凡夫俗子、没有资格来谈改革历法。”
祖冲之对权贵们的攻击丝毫没有惧色。他根据古代的文献记载和当时观测太阳的记录，证明冬至点是有变动的。他说：“事实十分明白，怎么可以信古疑今呢！”
他又详细地举出多年来亲自观测冬至前后各天正午日影长短的变化。精确地推算出冬至的日期和时刻，以此说明19年7闰是很不精密的。他责问说：“旧的历法不准确，难道还应当永远用下去，永远不许改革吗？谁说《大明历》不好，应该拿出确凿的证据来。”
当时，戴法兴指不出新历法到底有哪些缺点，于是就争论到日行快慢、日影长短，月行快慢等等问题上去。祖冲之一项一项地据理力争，都驳倒了他。
从具体的内容看，双方的论点是明显的。戴法兴的诘难，还是只能引用《诗经》、《尚书》来作证，并没有能否定《大明历》的确凿证据。而他的出发点，核心就是“古人制章，此不可革”、“古法虽疏，永当循用”。再看祖冲之的辩论，就十分难辩，一连串的数据使得他的论点像磐石一样坚固。对于戴法兴的诘难，祖冲之一再说“浮词虚泛，窃非所惧”。“愿闻显据，以核理实”。对于戴法兴蛮不讲理地坚持古法反对新历，祖冲之感到又可气又可笑。他愤然反唇相讥：“若‘古法虽疏，永当循用’之谬论成立，那么，《四分历》还可以使用了？”《四分历》是东汉时编制的，到三国时就停止使用了，它的不足之处是很明显的。因此，面对祖冲之的反诘。戴法兴实在无言以对，便蛮不讲理地说：“新法再好也不能用。”
祖冲之并没有被戴法兴这种蛮横态度所吓倒，更坚决地表示：“绝不该盲目迷信古人，既然发现了旧历法的缺点，又确认新历法有许多优点，就应当改用新的。”
在这场大辩论中，许多大臣被祖冲之精辟透彻的理论说服了。但是，他们因为畏惧戴法兴的权势，不敢替祖冲之说话。这时，有一个叫巢尚之的大虑站出来说：“《大明历》是祖贤弟多年研究的成果，根据《大明历》来推算元嘉十三年、十四年、二十八年、大明三年的四次月食，都很准确。而用旧历法推算的结果，误差很大。《大明历》既然由事实证明比较好，就应当采用。”
这样一来，戴法兴哑口无言，祖冲之取得了最后胜利。
宋孝武帝决定在大明九年（465）改行新历。谁知大明八年，孝武帝死了。接着，朝廷内发生变乱，改历这件事就被搁置起来。一直到梁朝天监九年（510），新历才正式采用。那时，祖冲之已去世10年了。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]