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　　一、儀器與星圖

　　承繼著兩漢的遺風(fēng)，魏晉南北朝的天文儀器制造呈現(xiàn)出一派興盛的風(fēng)光。

　　前趙的孔挺在公元323年制造了一架渾儀，這架渾儀本身并沒有什么新奇處，但它卻是第一次在文獻中有了具體的結(jié)構(gòu)記錄，使得后世的人們能夠知道古代的渾儀有些什么基本構(gòu)件。

　　這個時期最為著名的渾儀，是北魏永興四年(公元412年)由晁崇與鮮卑族天文學(xué)家斛蘭主持制造的鐵渾儀。這是古代中國唯一的一臺鐵制渾儀，在它十字形的底座上開有十字形的溝槽，灌上水后，就成為了十字水平校正儀，是一個既簡單而又很精妙的創(chuàng)新。

　　這架渾儀一直使用了三百多年，直到唐代才為更先進的渾儀所替代，但它的盛名卻留在了天文學(xué)史上。

　　與渾儀相比，這時期渾象顯然更為豐富，更為多彩。三國時吳國的陸績、王蕃、葛衡，南北朝時劉宋的錢樂之、梁代的陶宏景等人都造過渾象，尤其是陸績與葛衡所制作的渾象特別有新奇感。

　　一般的渾象，主體都是正圓形的球體，而陸績卻根據(jù)渾天說宇宙天地“狀如鳥卵”的說法，居然破天荒地真的把渾象主體做成了鳥蛋似的橢圓形。

　　那些曾經(jīng)說過或信奉“狀如鳥卵”的天文家們，在面對眼前這臺真的“狀如鳥卵”的渾象時，卻都如好龍的葉公那樣不能接受這么一個不倫不類的“創(chuàng)造”。于是，再也沒有人敢步陸績的后塵了。

　　其實，天殼根本就不存在，做成鳥卵形與做成正球體又有什么本質(zhì)的不同呢？更何況是有“狀如鳥卵”的說法在先，陸績只是想做得更逼真一些而已。卻不料想這鳥卵形的天殼實在有些難以入眼，一番苦心引來了一片責(zé)難聲。

　　與陸績的境遇不同，葛衡的創(chuàng)新則博得了無盡的贊美聲。

　　葛衡比陸績還要別出心裁，他所造的渾象主體是一個空心的大球，球上按天體的位置鑿穿成孔竅，人能夠進入球體的內(nèi)部，由里向外看，透入小孔中的亮光就猶如天上閃爍的星光一般，極其逼真，極其形象。

　　這個構(gòu)思絕巧的渾象，古人稱為“假天儀”，實際上就是現(xiàn)代天象儀的鼻祖，它是古代中華民族高度智慧的又一個燦爛的結(jié)晶。

　　正因為假天儀是那么的別致引人，所以后來各代屢有重制，成為當(dāng)時天象演示的最重要的儀器。
　　能有幸親睹渾象的畢竟只是少數(shù)，而且渾象也不利于搬動，于是，智慧橫溢的中國天文學(xué)家們又發(fā)明了星圖。

　　圖畫性質(zhì)的天象描繪，早在原始時期就已經(jīng)產(chǎn)生，但與天文學(xué)所用的星圖有著質(zhì)的區(qū)別。中國的星圖，據(jù)說起源于蓋天說的演示圖蓋圖。從蓋圖演變?yōu)樾菆D，大約是在漢代時期。而最終奠定這種圓形蓋天式星圖的，是三國時期吳國與西晉時的太史令陳卓。

　　陳卓根據(jù)戰(zhàn)國時期甘德、石申、巫咸這三家所觀測到的恒星，匯總為一幅全天恒星圖，共收有283官1464顆星。原圖以紅、黃、黑三種顏色來表示三家不同的記載，后人似乎感到?jīng)]有必要區(qū)分，也就只用單色標(biāo)畫了。陳卓所定的這幅三垣二十八宿體系的恒星圖，從此成為了古代天文學(xué)的基準(zhǔn)星圖，奠定了古代的星圖體系。

　　二、發(fā)現(xiàn)與突破

　　這一時期最卓越的天文學(xué)成就，是一系列的發(fā)現(xiàn)與突破。

　　1.歲差現(xiàn)象

　　什么是“歲差”？

　　歲差是一種很特殊的現(xiàn)象，由于受到日月行星的引力影響，使得地球的自轉(zhuǎn)軸方向始終有著極微小的變化，這就造成了地球上的節(jié)氣點也在不斷地變化，使得地球上人們看到的太陽恒星年長度與回歸年長度產(chǎn)生了差別，這就是“歲差”。

　　歲差現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷了相當(dāng)長的時期。早在西漢末年，劉歆就發(fā)現(xiàn)了冬至點有變動，東漢的賈逵把這個發(fā)現(xiàn)記錄了下來(見《后漢書?律歷志》)，東漢的劉洪也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，但他們都未能再進一步深究。

　　一直到東晉時的著名天文學(xué)家虞喜，才明確無誤地指明了這就是歲差現(xiàn)象，并提出了五十年西移一度的歲差值。虞喜發(fā)現(xiàn)歲差現(xiàn)象雖然比古希臘的喜帕恰斯要晚，但他提出的五十年西移一度的歲差值，卻比喜帕恰斯所提出的一百年移一度的值更為精確。

　　2.大氣消光現(xiàn)象

　　您知道初升的太陽為什么不像正午時那么耀眼嗎？

　　東晉時的姜岌向世人揭示了這里面的奧秘，原來是由于大氣消光現(xiàn)象在起作用。當(dāng)太陽初升的時候，由于地球上有“游氣”遮擋了部分的日光，所以就不那么炫目。到了正午時，這種“游氣”消散，日光完全普照，就極其炫目耀眼。

　　姜岌的論述，雖然在深度上比不了現(xiàn)代的天文學(xué)理論，但在本質(zhì)上卻已經(jīng)沒有什么不同了。

　　3.天體視運動不均勻性現(xiàn)象

　　北朝時期有一位很了不起的民間天文學(xué)家張子信，他自制了一架渾儀，在一個海島上專心于天體觀測長達三十多年，終于取得了突破性發(fā)現(xiàn)，揭示出了天體視運動的不均勻性現(xiàn)象。

　　張子信先發(fā)現(xiàn)了太陽視運動的不均勻性(古人稱為“日行盈縮”)，即太陽在春分以后運行得慢，秋分以后運行得快。張子信把太陽在一年內(nèi)的視運動速度變化詳細地列成表，成為我國古代最早的“日躔表”。

　　繼而，張子信又發(fā)現(xiàn)了五星運動的不均勻性，也同樣一天一天地加以辨明。

　　天體視運動不均勻性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是天文學(xué)史上一個劃時代的突破，它標(biāo)志著對天體的研究進入了一個更為精確與深入的新階段，對后世的歷法精進產(chǎn)生了質(zhì)的影響。

　　4.交食推算精度的飛躍

　　日食與月食的推算，是古代歷法最主要的內(nèi)容之一。它的精確與否，往往會決定一部歷法的命運。

　　當(dāng)日月相交的時候，怎樣才會發(fā)生交食呢？

　　東漢的劉洪曾提出了“食限”的概念，也就是說：只有當(dāng)日、月在這個區(qū)域內(nèi)相交，才會發(fā)生交食。

　　張子信在長期的觀測后，更進一步發(fā)現(xiàn)：只有當(dāng)月亮在太陽的北面時，才會在“食限”區(qū)域中發(fā)生交食，這是因為在觀測中有一個“視差”影響。張子信的這一發(fā)現(xiàn)，具有極為重要的意義，不僅使交食推算的精確度大有提高，對天體的更精確化觀測也大有促進。

　　三、歷法的精進

　　魏晉南北朝時期，由于政權(quán)迭出，使得歷法也特別多，總共大約有二十多部，占了整個古代歷法的五分之一左右。在這些歷法中，特別杰出的有三國時魏國楊偉編制的景初歷、吳國采用東漢劉洪編制的乾象歷、南朝劉宋時祖沖之編制的大明歷，成就最高的自然要數(shù)大明歷了。歷法是天文學(xué)成就的集中體現(xiàn)。在這一時期的歷法中，就集中體現(xiàn)出了這一時期諸多的天文學(xué)成就。

　　如，景初歷最先提出了交食虧起方位角與食分的計算方法，這是以往所沒有的。

　　又如，我國在春秋時期形成的十九年七閏的閏周，在此后的近千年中幾乎被視為金科玉律，不容絲毫地改動。而北涼趙□編制的元始歷，第一次勇敢地突破了舊的閏周，提出在600年中設(shè)221個閏月的新閏周。祖沖之的大明歷又提出了每391年中設(shè)144個閏月的新閏周，使得閏月的設(shè)置更為精密。

　　大明歷的成就當(dāng)然遠不止革新閏周這一點，除此以外，它的成就還有以下幾個方面：

　　首先，大明歷第一次將“歲差”發(fā)現(xiàn)編入了歷法中。虞喜發(fā)現(xiàn)歲差以后，真正注重這一發(fā)現(xiàn)的并不多，也有的雖然很重視，卻沒有在歷法中加以引進(如何承天)。祖沖之第一次將它引入了歷法中，使得恒星年與回歸年從此成為了天文學(xué)的基本概念。

　　其次，大明歷第一次提出了“交點月”。

　　交點月是祖沖之的新發(fā)現(xiàn)，它是指月亮從黃道(太陽運行的軌道)與白道(月亮運行的軌道)的一個交點出發(fā)，在經(jīng)過另一個交點后再回到起點所用的時間。

　　祖沖之還給出了他所測定的交點月長度27.212223日，這是一個極為精確的數(shù)值，與現(xiàn)代精確值相比，只差了近一秒鐘，即誤差不到二百七十萬分之一。

　　發(fā)現(xiàn)交點月，其意義在于能更精確地預(yù)測、推算日月交食的時間。實際上大明歷預(yù)測的日月交食，都得到了有效的印證。

　　第三，大明歷提高了天文常數(shù)精確度。

　　大明歷給出的回歸年長度是365.2428148日，與現(xiàn)代的精確值相比只相差46秒。

　　大明歷糾正了劉歆所測定的木星運行周期值，定出了84年走7□周天的新值，大幅度提高了精確度，與現(xiàn)代的精確值基本接近。大明歷給出的水星周期值與現(xiàn)代精確值基本吻合，即使是誤差最大的火星周期值，也在百分之一日以內(nèi)。

　　有著如此先進水平的大明歷，遭遇卻十分坎坷。當(dāng)祖沖之把這部歷法呈進給宋武帝時，遭到了當(dāng)時的權(quán)臣戴法興的反對。

　　面對這位權(quán)勢熏天的寵幸大臣，祖沖之毫不畏懼，寫下了著名的《辨戴法興難新歷》(簡稱《駁議》)，并且當(dāng)著宋武帝與滿朝文武大臣的面，與戴法興進行了一場大辯論。這是科學(xué)史上一場極其激烈的唇槍舌戰(zhàn)，然而又是一場極其畸形的辯論。辯論的雙方，一個擁有科學(xué)的真理，一個擁有政治的特權(quán)。盡管戴法興講不出半點科學(xué)的道理，盡管祖沖之占盡了上風(fēng)，大明歷仍然得不到施用。

　　一直到梁武天監(jiān)九年(公元510年)，在祖沖之的兒子祖的再次薦舉下，才啟用了大明歷，而這時離大明歷的誕生已經(jīng)將近半個世紀(jì)了，離祖沖之故世也有整整10年了。

　　與大明歷取得的成就相比，祖沖之不懼權(quán)勢、堅持真理的精神更是千古流芳，無愧于科學(xué)巨匠的高風(fēng)亮節(jié)！

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