祖冲之在数学领域的贡献广为人知,如他求出了圆周率值介于3.1415926和3.1415927之间,这一数据在当时的世界上是最先进最精确的。其所撰写的《缀术》一书,在唐代时被定为国子监的数学教材,且修业时间最长,很可惜,此书今已失传。

  其实,祖冲之还是魏晋南北朝时期着名的天文专家。祖冲之青年时代进入华林学省,从事科学研究,曾担任过南徐州(今江苏镇江)刺史,还做过娄县(今江苏昆山)县令,谒者仆射等官。到肖齐王朝,官至长水校尉。他博学多才,在音律、机械、文学、天文诸方面都有成就。在天文历法方面,编制了《大明历》,首次引进“岁差”算历,使天周同回归年长度分开,另外改革闰周,打破19年7闰的旧历法。

  祖冲之是通过对冬至日时刻的研究,取得科学突破的。祖冲之仔细研究了每日影长的变化规律,利用冬至日前后影长对称的关系,提出了确定冬至日时刻的新方法,该方法不受阴云蔽日不能测量日影的影响,能求出冬至时刻,此法为后世长久沿用。

  在古代,要进一步提高历法的精度,必须从冬至时刻的测量方法上改进。西汉以后,古代天文学家已经习惯使用“八尺高表”,来测定冬至的日期。但是,用“八尺高表”简单地进行测量,并不能得到理想的结果。祖冲之首先从观测技术上改进,提高观测精度,由于冬至前后的影长变化不太明显,这给冬至时刻的准确测定带来困难,更重要的是简单的测量只能得到冬至发生的日期,而不能得到一天中什么时刻是冬至。

  祖冲之想出一个新的方法,他不直接观测冬至那天日影的长度,而是观测冬至前后二十三四日的日影长度,再取它们的平均值,求出冬至发生的日期和时刻,又由于离开冬至日远些,日影的变化就快些,所以这一方法提高了冬至时刻的测定精度,使用这种观测方法的,祖冲之是世界第一人。

  祖冲之制定的《大明历》的岁(一年),实取365.2428日,比元代郭守敬的《授时历》,仅差0.0002日,这在当时来说是很精密的。一直到了南宋以后,才有人达到或超过祖冲之的观测水平。

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