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公元461年，南朝刘宋徐州（今江苏省镇江市）刺史刘子鸾手下的从事史祖冲之经过慎重考虑，作出一个破天荒的决定：修改《元嘉历》，制订新历法。 这一年，祖冲之只有32岁！ 亲戚和朋友知道这件事后，都劝祖冲之三思而行。原来，修改历法是中国古代的大事，连皇帝也不敢随意提出；再者，《元嘉历》是当时公认最成功的历法，已经被百姓所接受。 《元嘉历》到底是怎么一部成功的历法呢？要搞清楚这个问题，就得先从历法说起。 历法就是推算年、月、日和节气的方法。历法中的节气和农业生产关系很大，祖先很早就把一年中的24节气运用于播种、插秧、收割等农事中。“清明下种，谷雨插秧”等民谚，就是他们在生产中总结出来的，沿用至今。 历法的种类很多。古人经过长期的观测，依照日月运行的基本规律，把它划为两类：阴历和阳历。阴历是根据月亮的圆缺规律推算的。一般来说，上次月圆到下次月圆的时间是29天或30天，古人把这个周期叫一个月，一年共365天多一点。尽管那时候的人们不懂地球和太阳之间是什么关系，但凭着长期的摸索，所得到的结果基本正确。阳历是根据太阳的运转来推算的。一阳历年为365天，机械地分为12个月，每月30天或31天。每4 年中有一年再另加1天，为366天，叫闰年。阳历划分春夏秋冬四季和二十四节气。
阳历中，二十四节气等分一年(网络图) 阴历和阳历的产生本来是一件好事，说明古人在天文学方面的知识在不断丰富。如果把阴历和阳历单独使用，也没什么问题。可是，古代科学家们觉得两个历法分割开，不利于科学和农业的结合，于是他们便想办法把阴历和阳历合起来。这一合，麻烦产生了：因为阴历一年和阳历一年总不相等，阴历一年比阳历一年少11天左右。 怎么办呢？得想办法让它们一致才行。公元前6世纪，正是春秋时期中期，我们的祖先开始向阴阳合历的目标进军了。他们整天不厌其烦地进行大量观测、计算，终于有一天，办法找到了，这就是“闰法”。闰法是怎么回事呢？就是每隔两三年就在阴历里加上一个“闰月”，加了闰月的那一年，就被称为“闰年”。闰年与普通年的区别是，闰年有13个月，普通年是12个月。为了统一起见，古代历学家们还进一步规定，每19个阴历年闰7次，19年即为一“章岁”。这样，人们把这种闰法叫做“章岁法”。 “章岁法”发明以后，从朝廷到百姓都舒了一口气，因为古人最爱信天，和天有关的日子都对不上，怎么叫人踏实呢？
阴历里月亮的运行区别（网络图） 这样，自从“章岁法”实行以后，人们心安理得地一直把它沿用了1000多年。 然而，事物总是在变化的，人的认识水平也随之不断提高.公元五世纪初，有个“好事者”提出“章岁法”不合理，原因是按“章岁法”的19年7闰，日子虽然合上了，但同季节的变化却产生了出入。而这一出入又导致对农事安排的不合理。自从这个想法出现后，天文历法家们又忙碌起来，他们进行了一系列尝试和改革，光历史上有记载的，就有46种之多，真是花了大功夫呀。 第一个敢于站出来向“章岁法”挑战的是南北朝时期北凉科学家的赵厞（fěi）。他于公元412年制订了一个新历法，名叫《元始历》。在这部历法中，他毅然放弃19年7闰的方法，提出改为600年221闰。这种闰法比之前的闰法更精确，更有利于天文研究。《元始历》的最宝贵之处在于，赵厞不墨守成规，具有一种明确的意识，这种意识就是就是力图使阴阳历更为合理。可惜当时没有人认识到这种历法的可贵之处，因此《元始历》也被人们冷落。 到了南朝刘宋时期，著名科学家何承天（注二）继承舅父徐广40多年积累的天文观测资料，自己又精心观测40多年，于公元443年创造了新的历法——《元嘉历》。此历法订正了旧历所定的冬至时刻和冬至日所在位置；利用月食重新了测定日度；同时实测出二十四节气晷影长度的数值，并用以推算节气……这些成就都是对之前历法的修改或更正，数据更趋精确，因此一问世就得到朝廷的认可，百姓们的信服。
北京天坛神乐署里的何承天雕塑（网络图） 只有一个人对《元嘉历》不满意。他就是青年时代的祖冲之。 其实，论年龄，何承天完全可以做祖冲之的爷爷；论学问，何承天相当于当时科学界的泰斗，祖冲之只有佩服的份儿。但是，祖冲之是一个较真的人，他只在乎《元嘉历》的缺陷，不在乎这个历法出自谁。 经过仔细、全面的推敲，祖冲之对对《元嘉历》总结出三点修改意见。第一点是改闰法。他认为“章岁法”闰数过密，因为每200年阳历和阴历就要差一天。赵厞的新闰法又太稀。为此，祖冲之提出新的建议，就是391年中插入144个闰年。后来，人们经过实践证明，祖冲之的这种闰法的确比前人先进：他的闰法经过1739年差一天，而古法220年就差一天。受祖冲之影响，后世的天文学家研究历法时，入手的一般都是闰法问题。 第二个修改意见是引入“岁差法”。所谓岁差，就是地球围绕太阳转一圈后，它的终点并不在一个起点上，起点和终点之间总会出现一个小小的差距值。“岁”即年的意思。根据现代天文学家计算，岁差每年有50.2秒，每71年8个月就差1小时。 祖冲之根据自己的推算，大胆提出《元嘉历》中没有考虑岁差，这是一个很大的疏漏。研究岁差也为以后各朝各代新历法改革提供了参考。 第三个修改意见是加上“交点月”。宇宙中，太阳、月亮、地球都有自己运行的轨道。太阳运行的轨道叫“黄通”，月亮运行的轨道叫“白道”。日、月两个轨道的交点，就叫“黄白交点”。“交点月”就是月球从“黄白交点”出发，环行一周的时间。计算“交点月”对推算日食、月食有十分重要的意义：计算得越精密，对日食和月食的预测就越准确。 祖冲之是我国第一个计算“交点月”的天文学家，他测的数字是27.212223日，与今人所测的27.212220日相差不到70万分之一。要知道，他只是用算筹——一根根小棍子算出来的。算出来只是第一步。为此，祖冲之运用这一数据，验证了从公元436年到公元459年这23年当中的4次日食，每次都完全准确。由此可见，祖冲之的“交点月”计算法完全经得起实践的考验！ 对这三处失误都研究得差不多了，祖冲之开始着手编写新的历法。因为这一年正是宋孝武帝大明五年，所以，他把这部历法叫做《大明历》。在这部历法中，祖冲之除了修改《元嘉历》的三处失误外，还加了两点新突破。
祖冲之刻像（网络图） 一是区别了“恒星年”和“回归年”，计算出回归年的日数。所谓“恒星年”，是指太阳连续经过某一恒星所需要的时间，也就是地球绕太阳真正公转的一个周期。“回归年”则是指太阳连续两次经过春分点所需要的时间，又名“太阳年”。这两个概念是历法制订的基础。此外，他还计算出一个“回归年”的日数：365.24281481。这个数据与近代人计算的数字仅60万分之一的误差！ 二是祖冲之在《大明历》中加上木星在天空绕行一周的数字：11.859年。这一数字与现今测定的11.862年只有万分之2.5的误差。 公元462年的一天，祖冲之怀着激动的心情走出房间。因为自己终于制订好了《大明历》，这可是他十多年的研究成果。当他第三次仔细检查、推算后，自信地认为这部历法是成功的。“我要向皇帝建议全国通用这部历法，让它尽快地造福百姓！”看到四野花红草柳，耳里充满鸟鸣啁啁，祖冲之的心情也随之兴奋起来。他一边漫步，一边构思给当朝皇帝的上书，题目就叫《上<大明历>表》。 事实证明，《大明历》是当时最标准的历法。这个标准持续了200多年。 我国历史上，为历法的准确性做出贡献的可远不止祖冲之、何承天，比如这位“春节老人”落下闳
注释： 注一： 本文创作主要参考《南史》、《中国科学家史话》（1975）等资料。 注二：何承天，南朝宋科学家、无神论思想家，东海郯（今山东郯城 ）人。五岁丧父，由母亲抚养成人。历官街阳内史，御史中丞等职，世称何衡阳。他通览儒史百家，经史子集，知识渊博。何承天是中国古代科学史上不可多得的科学艺术通才：天文学上，他制订的《元嘉历》，订正旧历所订的冬至时刻和冬至时日所在位置，一直通行于宋、齐及梁天监中叶，在我国天文律历史上占有重要地位；数学上，他论周天度数和两极距离相当于给出圆周率的近似值约为3.1429，对后世历法影响很大；他通音律，发明一种接近十二平均律的新律，还会弹古筝；艺术上，他擅长下围棋，处于当时的国手级别；文学上，他著有《达性论》、《与宗居士书》、《答颜光禄》、《报应问》等作品。 |
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