天文学家的故事 - 请讲2个天文学家的故事？

IT88户外光学

所在位置：首页 > 天文望远镜知识 > 天文学家的故事

请讲2个天文学家的故事？

1. 回答人: 匿名时间: 07-22 10:52:46

张衡是一位具有多方面才能的科学家。他的成就涉及到天文学、地震学、机械技术、数学乃至文学艺术等许多领域。
　　张衡在天文学方面有两项最重要的工作——著《灵宪》，作浑天仪。此外，在历法方面也有所研究。
　　《灵宪》是张衡有关天文学的一篇代表作，全面体现了张衡在天文学上的成就和发展。原文被《后汉书·天文志》刘昭注所征引而传世。文中介绍的天文学要点如下：
　　(1)宇宙的起源。《灵宪》认为，宇宙最初是一派无形无色的阴的精气，幽清寂寞。这是一个很长的阶段，称为“溟滓”。这一阶段乃是道之根。从道根产生道干，气也有了颜色。但是，“浑沌不分”，看不出任何形状，也量不出它的运动速度。这种气叫做“太素”。这又是个很长的阶段，称为“庞鸿”。有了道干以后，开始产生物体。这时，“元气剖判，刚柔始分，清浊异位，天成于外，地定于内”。天地配合，产生万物。这一阶段叫做“太玄”，也就是道之实。《灵宪》把宇宙演化三阶段称之为道根、道干、道实。在解释有浑沌不分的太素气时引了《道德经》里的话：“有物混成，先天地生。”这些都说明了《灵宪》的宇宙起源思想，其渊源是老子的道家哲学。《灵宪》的宇宙起源学说和《淮南子·天文训》的思想十分相像，不过《淮南子》认为在气分清浊之后“清阳者薄靡而为天，重浊者凝滞而为地”。天上地下，这是盖天说。而《灵宪》主张清气所成的天在外，浊气所成的地在内，这是浑天说。　　总之，张衡继承和发展了中国古代的思想传统认为宇宙并非生来就是如此，而是有个产生和演化的过程。张衡所代表的思想传统与西方古代认为宇宙结构亘古不变的思想传统大异其趣，却和现代宇宙演化学说的精神有所相通。
　　(2)关于宇宙的无限性。战国时代的《尸子》定义说，“上下四方曰宇，往古来今曰宙”。宇就是空间，宙就是时间。中国的传统思想是把空间和时间联系在一起的。这一点也和西方古代把二者看成是两个互相割裂的概念大不相同。但是，中国和西方一样，在二者是有限还是无限的问题上历来也有争论。《庄子》一书中就有宇宙在空间和时间上都是无限的说法。而西汉末年的扬雄却认为“阖天为宇，辟宇为宙”，在空间上是有限的，在时间上是有起点的。张衡虽然长期研究扬雄的《太玄经》，并受到扬雄较深的影响，但在宇宙的无限性上却不愿遵循扬雄。《灵宪》认为人目所见的天地是大小有限的，但是，超出这个范围，人们就“未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷”。宇宙在空间上没有边界，在时间上没有起点。扬雄的思想和目前天文学界最负盛名的大爆炸宇宙学说在终极本质上是相通的。而张衡的结论却和当代的辩证唯物主义哲学相合。看来，宇宙有限无限的问题还得长期争论下去。
　　(3)关于天地的结构。《灵宪》把天描述成是恒星所在的地方，它是一个偏心率极小的椭球：“八极之维，径二亿三万二千三百里。南北则短减千里，东西则增广千里。通而度之，则是浑已。”天上有一个北极，枢星正好在这个位置上。日、月、五星都绕它旋转。天还有个南极，是在地底下，人不可见。人目所见的地表面是平的，正在天的中央，“自地至天，半于八极；则地之深亦如之”。可见，张衡心目中的地是个半球。在地面上来说，如以8尺高的表在同一天正午测量日影长度，则南北相距千里的两个地点所量得的表影长度相差1寸。
　　为什么把天地要设想成是个椭球结构？我们已无法了解，或许，一种可能是囿于传统。早在《吕氏春秋·有始览》中就提到：“凡四海之内，东西二万八千里，南北二万六千里”，东西比南北长了二千里。《淮南子·坠形训》中也引了这两个数值。可见古人大概相当相信天、地的东西要比南北来得长。
　　地平说和“表影千里差1寸”的理论，过去人们曾以为是盖天说的内容。但若据此即认为《灵宪》的天地结构模形是盖天说，那就不当了。浑天模型和盖天模型最主要的不同在于：浑天的天是球状的，天可以转到地下去。天不仅有出于地上的北极，还有隐于地下的南极。盖天的天则或像一个盖子笼罩着平地(近人称之为第一次盖天说)，或者和地构成二片平行的曲面(近人称之为第二次盖天说)。总之，天永远在地之上。天只有北极而不可能有南极。因此，从对天的结构认识来看，《灵宪》只能划入浑天说而不能视之为盖天说。关于地的问题，必须指出，历史上的浑盖之争，主要在于天而不在于地。直到唐代一行彻底否定了日影千里差1寸的旧说之前，水平大地的观念还一直存在于浑天说中。就是在一行之后，直到西方天文学传入之前，我国仍然未能建立起明确的球形大地的数理模型。反倒是《灵宪》中的那种“天圆地平”说仍然占有重要地位。
　　(4)关于日、月的角直径。《灵宪》记载，日、月角直径为整个天周的“七百三十六分之一”。化成现代通用角度单位即为29′21″，[根据钱宝琮的研究，认为《灵宪》的“(日、月)其径当天周七百三十六分之一，地广二百四十二分之一”当校改为“(日、月)其径当天周七百三十分之一，地广二百三十二分之一”。如此则日、月的角直径当为 29′35.3″]。这和近代天文测量所得的日和月的平均角直径值31′59″和31′5″相比，误差都只有2′左右。以二千年前的观测条件而论，张衡测值可谓精确。
　　在张衡之前的《周髀算经》中也介绍过一个观测：用一根8尺高的竿子垂直立于地面，每当太阳过子午线时量竿影长度。当影长正为6尺时，用一根8尺长、孔径1寸的竹管观看太阳。《周髀算经》认为此时太阳视圆面正好充满竹管。由此，《周髀算经》按照“千里差1寸”的比例关系，求得此时太阳距人目为10万里，进而求得太阳的线直径为1250里。由于“千里差1寸”等基本出发点都是错误的，因而《周髀算经》所得极为荒谬(太阳的线直径实际为139.1万公里)。就观测本身而论，《周髀算经》的结果也是相当粗疏的。按竹管长8尺，孔径1寸计算，太阳角直径为42′58″。误差比《灵宪》所载大多了。
　　(5)关于月食原因。在张衡之前，人们已对日食的原因有所认识。西汉的刘向就说过：“日蚀者，月往蔽之”(见《开元占经》卷九所引)。东汉王充在《论衡·说日篇》中引述过别人的一种更明确的说法：“或说，日食者月掩之也。日在上，月在下，障于日之形也。”而对于月食原因，则在张衡之前尚无明晰的解释。大概正是针对这种状况，张衡在《灵宪》中就未及日食原因，而是专门论述了月食的原因：“月，光生于日之所照；魄生于日之所蔽。当日则光盈，就日则光尽也。众星被耀，因水转光。当日之冲，光常不合者，蔽于地也，是谓虚。在星星微，月过则食。” 这段话中说到，月亮本身是不发光的，太阳光照到月亮上才产生光月。月亮之所以出现有亏缺的部分，就是因为这一部分照不到日光。所以，当月和日正相对时，就出现满月。当月向日靠近时，月亮亏缺就越来越大，终至完全不见。这样一种月相理论，在《周髀算经》中已有大概：“日兆(按：通照)月，月光乃生，故成明月。”西汉京房说得更为明确：“先师以为日似弹丸，月似镜体；或以为月亦似弹丸，日照处则明，不照处则暗”(《开元占经》卷一引)。张衡的月相理论和他们没有本质的差别，所突出的是张衡强调了月相与日、月相对位置的关系。但这样一来人们自然要问，既然“当日则光盈”，那么何以有时候当日时会有月食呢？对此，张衡回答说：“蔽于地也”，即大地挡住了日光，使日光照不到月亮上去了。张衡把这块大地所产生的影子起个名字叫“虚”。月亮进入虚时就发生月食。《灵宪》对月食原因的阐述是很科学的。
　　不过，再仔细思考一下虚，人们又会提出问题。按照《灵宪》所说的天地结构，地是其下部与天球相密合的半椭球。那么：(i)要使日、月能没入地平且能在地下运动，日、月就只能是两个无厚的圆面，这就和上面说的月相理论相矛盾。(ii)太阳没入地平后光线就会被地半球完全挡住，无论什么时候也不会投射上月亮。这样，晚上的月亮应该总是看不见的，这也就根本谈不上月食的问题了。要解释这两个矛盾，只能认为《灵宪》中的地有二层不同的含义。第一层含义是相对天来说的地，那是个半椭球。第二层含义是相对日、月来说的，那是孤悬在天球中央的一个较小的固体物。或者，可以把这二层含义统一起来说：孤悬在天内的是一片陆地，此外的地则全是水，故能与天球下半相密合。这样理解之下，则日、月仍可是个圆球；而日到水下之后日光仍能穿透水而照射到月亮上，只有那块相对较小的陆地才能产生一块虚。当然，在这样推测的时候还得再补充一点，即应该认为在张衡看来，水是一种透明度较高的物质，所以深入地下之后的日光仍能穿透厚厚的水层而射到月亮，产生皓然明月。
　　(6)关于五星的运动。《灵宪》中提出了4点极有价值的见解。第一，日、月、五星并非是在天球球壳上，它们是在天地之间运行，距地的远近各有不同。第二，这7个天体的运动速度也不同，离地近的速度快，离地远的速度就慢。第三，《灵宪》用天的力量来说明行星之所以有留、逆、迟、速等运动变化现象(“天道者贵顺也。近天则迟，远天则速。行则屈，屈则留回，留回则逆，逆则迟，迫于天也”)。第四，按照五星离地远近及其运行的快慢，可以将它们分成两类。一类附于月，属阴，包括水星和金星。另一类附于日，属阳，包括火星、木星和土星。
　　《灵宪》上述这4点都很有意思。其中第一点可以说基本上是正确的，虽然实际情况要比这种概括复杂得多。第二点则与古希腊人的思想完全相合。而在中国，则在张衡之前还没有人提起过，并且在他之后也未对此点给予重视，这就使中国古代数理天文学的发展受到很大的局限。第三点虽然说得非常含混难解，而且完全不正确，但它却显然是在寻求说明行星运动之所以有顺逆迟速的力学原因。这种努力的本身值得在整个天文学史上大书一笔。1500多年之后，王锡阐在《五星行度解》里提到了类似的思想，并进一步提出了天对日、月、五星有一种类似磁石吸针的力量。王锡阐的思想的力学性就更明确了。虽然张衡、王锡阐的思想都并不正确，但是行星和它们的卫星(月亮是地球的卫星，地球是一颗行星)的运动，的确都是受到万有引力定律所支配的。因此，追究这些天体运动中的力学原因无疑是一个正确的方向。在西方，对于这种力学原因的探讨在张衡之后的1000多年里仍然是没有的。许多伟大的希腊天文学家都只有对日、月、五星的运动作精细的运动学描述，而从未想到过解释其力学原因。力学原因的探讨要直到16世纪科学革命开始之后才被提出来。第四点也很有意思。《灵宪》的行星分类正好是太阳系中内行星与外行星的分类。当然，现在我们知道，所有的行星，包括地球，都是绕太阳转的，而月亮则是绕地球转的。所以，“附于月”的说法当然是错误的。之所以会有这样的错误，是因为张衡和其他古人一样，把月亮作为阴的代表。不过，从金、水两内行星的运动来说，人目所见的鲜有和外行星有截然不同的地方。那就是，外行星只能从晨出于东方开始一个会合周期。而内行星则在一个会合周期不但可以晨出于东方，而且还可以像月亮一样，昏出于西方。正是由于这种昏出于西方的相似性，《灵宪》才提出“附于月”的说法。
　　(7)关于星官。满天繁星，古人将它们组合成一个个星组，以便于对它们进行辨认和观测。这些星组少则一星，多则数十星。这样的星组古人称之为星官。由于各个天文学家的取舍、组合方法并不都相同，因此形成了许多家不同的星官体系。直到张衡时代，流传于世的星官体系有以《史记·天官书》为代表的体系，有石氏、甘氏、黄帝以及“海人之占”等等的体系。对这些各有特色的体系，张衡作了一番比较、整理和汇总的工作，发展出了一整套收罗恒星最多的新体系。《灵宪》记载，其中“中外之官常明者百有二十四，可名者三百二十，为星二千五百，而海人之占未存焉”。张衡的这一星官体系整理工作比(三国吴)天文学家陈卓总结甘、石、巫咸三家星官的时代要早100多年，而且所包括的星官、星数比陈卓要多得多(陈卓所总结的有283官1464星)，成就当然要比陈卓大。可惜张衡星官体系已经失传，这是我国恒星观测史上的重大损失。
　　与恒星星官有关的一个问题是，《灵宪》中提出了星空里还存在一种“微星”即很暗弱的星，其数有11520颗。这个数字并非严格得自实测，而是来自《易经》中神秘的“万物之数”。数字当然是不正确的。但张衡认为有微星存在，且星数比亮星多得多，这却是符合客观实际的。
　　(8)流星和陨星。天空中除了日、月、星(古称三光。星包括行星和恒星)这些常见成员外，还不时见到流星之类的天体。《灵宪》认为“及其(按：指三光)衰也，神歇精■，于是有陨星。然则奔星之所坠，至地则石矣”。这里，张衡继承了前人“星坠至地则石也”(《史记·天官书》)的思想，对陨石的来源予以较正确的解释。同时，张衡还探讨了陨星产生的原因，认为是与日、月、星的衰败有关。虽然这个想法不正确(太阳系内有一些大大小小的流星体，当它们在运行中与地球相遇，进入大气层后因摩擦而燃烧，便成为流星；较大的流星体在大气层中未及烧尽而坠落地面，便成为陨星，或称陨石)，但是，每个天体都有发展到“衰”败死亡的阶段，这却是非常科学的结论。张衡的这个思想非常合乎辩证法，而且也正是西方古代天文学中所缺乏的。
　　与陨石相联系，《灵宪》中对恒星的产生也有一种解释：“地有山岳，以宣其气，精种为星。星也者，体生于地，精成于天。”这种星生于地的见解当然是完全错误的。它是当时已流行了几百年的天地相应的思想的反映。《灵宪》说道：“在天成象，在地成形。天有九位，地有九域。天有三辰，地有三形。有象可效，有形可度。情性万殊，旁通感薄，自然相生，莫之能纪。”这些所谓天地之间的对应，纯粹出于人的主观附会，毫无内涵上的科学联系。例如，所谓天的九位(即古人所谓九天)和地的九域(即所谓九州)全都是中国古人的人为划分。所以，这种相应纯属数字偶合。不过，张衡之所以会有山岳之精气上升为星的想法，原因即在于他见到的陨星至地都是石头，而山岳则正是最多石头的地方。石头又怎能上天？所以必然会想到这是山岳的精气，这就可以上升到天上成为星。这些反映了陨石来自天外的思想。而在西方，直到17世纪，还有天文学家认为陨石并非来自地外的说法。
　　《灵宪》作为一篇杰出的古代天文学著作，当然仍会有许多不足的地方。除了前面已经提到的各点外，比如文中还把嫦娥奔月的神话当作事实记载在内，甚至说嫦娥入月后化成了蟾蜍。至于文中流露的种种星占术思想，那是当时整个时代的风气，倒也不必去苛求张衡。总之，尽管《灵宪》有一些缺点，但是它在天文学史上的意义并不因此而逊色。梁代刘昭赞颂张衡是“天文之妙，冠绝一代”，其评价的主要根据之一就是《灵宪》这篇杰出的著作。　　
祖冲之在天文历法方面的成就，大都包含在他所编制的《大明历》及为大明历所写的驳议中。
在祖冲之之前，人们使用的历法是天文学家何承天编制的《元嘉历》。祖冲之经过多年的观测和推算，发现《元嘉历》存在很大的差误。于是祖冲之着手制定新的历法，宋孝武帝大明六年（公元462年）他编制成了《大明历》。大明历在祖冲之生前始终没能采用，直到梁武帝天监九年（公元510年）才正式颁布施行。《大明历》的主要成就如下：
区分了回归年和恒星年，首次把岁差引进历法，测得岁差为45年11月差一度（今测约为70.7年差一度）。岁差的引入是中国历法史上的重大进步。
定一个回归年为365.24281481日（今测为365.24219878日），直到南宋宁宗庆元五年（公元1199年）杨忠辅制统天历以前，它一直是最精确的数据。
采用391年置144闰的新闰周，比以往历法采用的19年置7闰的闰周更加精密。
定交点月日数为27.21223日（今测为27.21222日）。交点月日数的精确测得使得准确的日月食预报成为可能，祖冲之曾用大明历推算了从元嘉十三年（公元436年）到大明三年（公元459年），23年间发生的4次月食时间，结果与实际完全符合。
得出木星每84年超辰一次的结论，即定木星公转周期为11.858年（今测为11.862年）。
给出了更精确的五星会合周期，其中水星和木星的会合周期也接近现代的数值。
提出了用圭表测量正午太阳影长以定冬至时刻的方法。
为纪念这位伟大的古代科学家，人们将月球背面的一座环形山命名为祖冲之环形山，将小行星1888命名为祖冲之小行星。

【祖冲之与圆周率】

　　求算圆周率的值是数学中一个非常重要也是非常困难的研究课题。中国古代许多数学家都致力于圆周率的计算，而公元5世纪祖冲之所取得的成就可以说是圆周率计算的一个跃进。祖冲之经过刻苦钻研，继承和发展了前辈科学家的优秀成果。他对于圆周率的研究，就是他对于我国乃至世界的一个突出贡献。祖冲之对圆周率数值的精确推算值，用他的名字被命名为“祖冲之圆周率”，简称“祖率”。
　　什么是圆周率呢？圆有它的圆周和圆心，从圆周任意一点到圆心的距离称为半径，半径加倍就是直径。直径是一条经过圆心的线段，圆周是一条弧线，弧线是直线的多少倍，在数学上叫做圆周率。简单说，圆周率就是圆的周长与它直径之间的比，它是一个常数，用希腊字母“π”来表示，为算式355÷113所得。在天文历法方面和生产实践当中，凡是牵涉到圆的一切问题，都要使用圆周率来推算。
　　如何正确地推求圆周率的数值，是世界数学史上的一个重要课题。我国古代数学家们对这个问题十分重视，研究也很早。在《周髀算经》和《九章算术》中就提出径一周三的古率，定圆周率为三，即圆周长是直径长的三倍。此后，经过历代数学家的相继探索，推算出的圆周率数值日益精确。西汉末年刘歆在为王莽设计制作圆形铜斛（一种量器）的过程中，发现直径为一、圆周为三的古率过于粗略，经过进一步的推算，求得圆周率的数值为3.1547。东汉著名科学家张衡推算出的圆周率值为3.162。三国时，数学家王蕃推算出的圆周率数值为3.155。魏晋之际的著名数学家刘徽在为《九章算术》作注时创立了新的推算圆周率的方法——割圆术。他设圆的半径为1，把圆周六等分，作圆的内接正六边形，用勾股定理求出这个内接正六边形的周长；然后依次作内接十二边形，二十四边形……，至圆内接一百九十二边形时，得出它的边长和为6.282048，而圆内接正多边形的边数越多，它的边长就越接近圆的实际周长，所以此时圆周率的值为边长除以2，其近似值为3.14；并且说明这个数值比圆周率实际数值要小一些。在割圆术中，刘徽已经认识到了现代数学中的极限概念。他所创立的割圆术，是探求圆周率数值的过程中的重大突破。后人为纪念刘徽的这一功绩，把他求得的圆周率数值称为“徽率”或称“徽术”。
　　刘徽以后，探求圆周率有成就的学者，先后有南朝时代的何承天，皮延宗等人。何承天求得的圆周率数值为3.1428；皮延宗求出圆周率值为22／7≈3.14。以上的科学家都为圆周率的研究推算做出了很大贡献，可是和祖冲之的圆周率比较起来，就逊色多了。
　　祖冲之认为自秦汉以至魏晋的数百年中研究圆周率成绩最大的学者是刘徽，但并未达到精确的程度，于是他进一步精益钻研，去探求更精确的数值。它研究和计算的结果，证明圆周率应该在3.1415926和3.1415927之间。他成为世界上第一个把圆周率的准确数值计算到小数点以后七位数字的人。直到一千年后，这个记录才被阿拉伯数学家阿尔·卡西和法国数学家维叶特所打破。祖冲之提出的“密率”，也是直到一千年以后，才由德国称之为“安托尼兹率”，还有别有用心的人说祖冲之圆周率是在明朝末年西方数学传入中国后伪造的。这是有意的捏造。记载祖冲之对圆周率研究情况的古籍是成书于唐代的史书《隋书》，而现传的《隋书》有元朝大德丙午年（公元1306年）的刊本，其中就有和其他现传版本一样的关于祖冲之圆周率的记载，事在明朝末年前三百余年。而且还有不少明朝之前的数学家在自己的著作中引用过祖冲之的圆周率，这些事实都证明了祖冲之在圆周率研究方面卓越的成就。
　　那么，祖冲之是如何取得这样重大的科学成就呢？可以肯定，他的成就是建立在前人研究的基础之上的。从当时的数学水平来看，祖冲之很可能是继承了刘徽所创立和首先使用的割圆术，并且加以发展，因此获得了超越前人的重大成就。在前面，我们提到割圆术时已经知道了这样的结论：圆内接正n边形的边数越多，各边长的总和就越接近圆周的实际长度。但因为它是内接的，又不可能把边数增加到无限多，所以边长总和永远小于圆周。
　　祖冲之按照刘徽的割圆术之法，设了一个直径为一丈的圆，在圆内切割计算。当他切割到圆的内接一百九十二边形时，得到了“徽率”的数值。但他没有满足，继续切割，作了三百八十四边形、七百六十八边形……一直切割到二万四千五百七十六边形，依次求出每个内接正多边形的边长。最后求得直径为一丈的圆，它的圆周长度在三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽到三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽之间，上面的那些长度单位我们现在已不再通用，但换句话说：如果圆的直径为1，那么圆周小于3.1415927、大大不到千万分之一，它们的提出，大大方便了计算和实际应用。
　　要作出这样精密的计算，是一项极为细致而艰巨的脑力劳动。我们知道，在祖冲之那个时代，算盘还未出现，人们普遍使用的计算工具叫算筹，它是一根根几寸长的方形或扁形的小棍子，有竹、木、铁、玉等各种材料制成。通过对算筹的不同摆法，来表示各种数目，叫做筹算法。如果计算数字的位数越多，所需要摆放的面积就越大。用算筹来计算不象用笔，笔算可以留在纸上，而筹算每计算完一次就得重新摆动以进行新的计算；只能用笔记下计算结果，而无法得到较为直观的图形与算式。因此只要一有差错，比如算筹被碰偏了或者计算中出现了错误，就只能从头开始。要求得祖冲之圆周率的数值，就需要对九位有效数字的小数进行加、减、乘、除和开方运算等十多个步骤的计算，而每个步骤都要反复进行十几次，开方运算有50次，最后计算出的数字达到小数点后十六、七位。今天，即使用算盘和纸笔来完成这些计算，也不是一件轻而易举的事。让我们想一想，在一千五百多年前的南朝时代，一位中年人在昏暗的油灯下，手中不停地算呀、记呀，还要经常地重新摆放数以万计的算筹，这是一件多么艰辛的事情，而且还需要日复一日地重复这种状态，一个人要是没有极大的毅力，是绝对完不成这项工作的。
　　这一光辉成就，也充分反映了我国古代数学高度发展的水平。祖冲之，不仅受到中国人民的敬仰，同时也受到世界各国科学界人士的推崇。1960年，苏联科学家们在研究了月球背面的照片以后，用世界上一些最有贡献的科学家的名字，来命名那上面的山谷，其中有一座环形山被命名为“祖冲之环形山”。
　　祖冲之在圆周率方面的研究，有着积极的现实意义，适应了当时生产实践的需要。他亲自研究过度量衡，并用最新的圆周率成果修正古代的量器容积的计算。
　　古代有一种量器叫做“釜”，一般的是一尺深，外形呈圆柱状，那这种量器的容积有多大呢？要想求出这个数值，就要用到圆周率。祖冲之利用他的研究，求出了精确的数值。他还重新计算了汉朝刘歆所造的“律嘉量”（另一种量器，与上面提到的都是类似于现在我们所用的“升”等量器，但它们都是圆柱体。），由于刘歆所用的计算方法和圆周率数值都不够准确，所以他所得到的容积值与实际数值有出入。祖冲之找到他的错误所在，利用“祖率”校正了数值。为人们的日常生活提供了方便。
　　以后，人们制造量器时就采用了祖冲之的“祖率”数值。祖冲之在前人的基础上，经过刻苦钻研，反复演算，将圆周率推算至小数点后7位数，并得出了圆周率分数形式的近似值。祖冲之究竟用什么方法得出这一结果，现在无从查考；如果设想他按刘徽的“割圆术”方法去求的话，就要计算到圆内接16000多边形，这需要花费多少时间和付出多么巨大的劳动啊！
　　据《隋书·律历志》记载，祖冲之以一忽（一丈的一亿分之一）为单位，求直径为一丈的圆的周长，求得盈数为3.1415927、肭数为3.1415926，圆周率的真值介于盈肭两数之间。《隋书》没有具体说明祖冲之是用什么方法计算出盈肭两数的。一般认为，祖冲之采用的是刘徽的割圆术，但也有别的多种猜测。这两个近似值准确到小数第7位，是当时世界上最先进的成就。直到一千多年以后，15世纪阿拉伯数学家卡西和16世纪法国数学家F.韦达才得到更精确的结果。祖冲之确定了π的两个渐近分数，约率22/7和密率355/113。其中密率355/113（≈3.1415929）西方直到16世纪才由德国人V.奥托发现。它是三个成对奇数113355再折两段组成，优美、规整、易记。为了纪念祖冲之的杰出贡献，有些外国数学史家把圆周率π的密率叫做“祖率”。
　　祖冲之在数学领域的成就，只是中国古代数学成就的一个方面。实际上，14世纪以前中国一直是世界上数学最为发达的国家之一。比如几何中的勾股定理，在中国早期的数学专著《周髀算经》（大约于公元前2世纪成书）中即有论述；成书于公元1世纪的另一本重要的数学专著《九章算术》，在世界数学史上最早提出负数概念及正负数加减法法则；13世纪时，中国就已经有了十次方程的解法，而直到16世纪，欧洲才提出三次方程的解法。

2. 回答人: 匿名时间: 07-15 10:36:41

天文巨才——开普勒
　　开普勒（Johannes Kepler，1571-1630），德国天文学家。1571年12月27日生于符腾堡。
　　开普勒幼年体弱多病，12岁时入修道院学习。1578年进入蒂宾根大学，在校中遇到秘密宣传哥白尼学说的天文学教授麦斯特林。在他的影响下，很快成为哥白尼学说的忠实维护者。1591年获文学硕士学位，后曾想当路德教派牧师而学神学。但是，1594年他得到大学的有力推荐，中止了神学课程，去奥地利格拉茨的路德派高级中学任数学教师。在那里，他开始研究天文学。1596年出版《宇宙的神秘》一书而受到第谷的常识，应邀到布拉格附近的天文台做研究工作。1600年，来到布拉格成为第谷的助手。次年，第谷去世，开普勒成为第谷事业的继承人。
　　开普勒视力不佳，但做了不少天文观测。1604年9月30日在蛇夫座附近出现一颗新星，最亮时比木星还亮。开普勒对这颗新星进行了十七个月的观测并发表了观测结果。历史上称它为开普勒新星（现在知道，这是一颗银河系内的超新星）。1607年，他观测了一颗大彗星，这就是后来的哈雷彗星。开普勒对光学很有研究。1604年发表《对威蒂略的补充，天文光学说明》。1611年出版《光学》一书。

亚当斯 (Adams, John Couch)(1819 - 1892)
英国天文学家，自幼就显露出其在数学方面的天才。一八三九年，他考入剑桥大学的圣若翰书院 (St. John"s College)，并于一八四三年夺得学院内数学科最高奖项 - 以 Senior Wrangler 的荣誉毕业及获得第一届 Smith"s Prizeman 的殊荣。早在一八四一年，亚当斯已经阅读到关于天王星不正常轨道的数据，但直到他大学毕业后才有机会仔细研究。一八四三年十月，他利用牛顿的动力学原理，推断出天王星的不正常轨道是受另一颗未知行星的影响。一年后，他根据御用天文学家艾里 (Sir George Biddell Airy) 对天王星轨道的观察数据确信自己的推算是正确的。可是艾里对亚当斯的计算及推断并未予以重视，搜寻新行星的工作延至一八四六年七月才正式展开。与此同时，法国天文学家勒威耶也作出同样的计算，并向柏林天文台的伽勒提出未知行星存在的推论，终于在一八四六年九月廿三日，伽勒根据勒威耶的资料发现一颗新行星 - 海王星。勒威耶旋即成为世人的焦点，而亚当斯则备受冷落，但他们之间并未因此而出现嫌隙，最后反而成为了好朋友。一八四七年，亚当斯谢绝了接受封爵，而他的铜像今天正好放置在西敏寺 (Westminster Abbey) 他最崇拜的牛顿的陵墓旁边。

3. 回答人: 匿名时间: 07-11 21:54:48

哈勃 (Hubble, Edwin Powell)(1889 - 1953)，美国天文学家。他对星系、宇宙膨胀和宇宙的大小的研究贡献良多。他发现漩涡状的星云其实是好象我们银河系般的星系。他又确认出仙女座大星系 (Andromeda Galaxy) 中的造父变星，证明河外星系的存在，并把它们分类，同时又发现星系光谱中的红移现象，证明星系间正互相远离，这发现给予宇宙膨胀理论极大的支持。

胡克是17世纪英国最杰出的科学家之一。他在力学、光学、天文学等多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与伦比的。
在光学方面，胡克是光的波动说的支持者。1655年，胡克提出了光的波动说，他认为光的传播与水波的传播相似。1672年胡克进一步提出了光波是横波的概念。在光学研究中，胡克更主要的工作是进行了大量的光学实验，特别是致力于光学仪器的创制。他制作或发明了显微镜、望远镜等多种光学仪器。

4. 回答人: 匿名时间: 07-02 15:08:13

张衡
张衡，别号平子，南阳西鄂人，（就是现今河南省南阳县人），县城之北，有一鄂城寺，就是汉朝西鄂的故址。他出生于汉章帝建初三年，也就是民前1834年。
他的学术思想是多方面的，从他的著作中来看，有哲学、有政治、有历史、有地理、有数学、有训诂，还有文学等等。其中最为重要的是两篇天文著作，一是「浑仪」，一是「灵宪」。而成为我国古代千余年中「宇宙观」的正宗学派。
张衡的家世，出于春秋时代晋国大夫的张老，他的曾祖父及祖父都很富有，到了他的父亲却很贫穷。张衡自幼聪颖好学，多才多艺，且善绘画，尤其喜欢天文阴阳历算，后来也引起皇帝对他才华的注意。派他当一名「郎中」。他的创作天才，逐渐开展。制造「三轮自动车」、「自飞木雕」、「指南车」、「土圭」等器具。他对于天文历数的嗜好，也有心得，进而研究天文、历法、数学等之自然科学。他的成绩为当代的人所钦佩。四年后升为「太史令」。掌管「天时」、「星历」。凡岁之将终之时，启奏新历。国家祭祀丧娶之事，掌拜良日及时节禁忌。这就是后代「钦天监」的职务。直到清朝采用外国官员担任钦天监时，如南怀仁之辈也不例外。他虽然不懂中国星相这一套，可也不能推辞不干，至于纪录瑞应灾异，在普通的见解，也许认为无聊。但国史上却是一份异常宝贵的资料。我国古代保有最古的日食纪录。以及最丰富的流星陨石纪录，这些都是科学史上重要的资料。
六年后出任「公车司马令」，这个职位作用现代语解释，应该是管理「人事」或「公共关系」的官员。他对这职位甚感头痛，他的朋友还讥笑他不长进。他扼要答复数句是「不患位之不尊，而患德之不崇，不耻禄之不伙，而耻智之不博」。可见他是个多么宁静淡泊的人。
后来又恢复太史令工作，居八年之久，在这期间创造「候风地动仪」，就是近代的地震仪，为中国史上，最科学化的仪器。这时顺帝终于把他调为「侍中」，这是皇帝的机要秘书，从此就被宦官嫉忌，终于在五十九岁离开了机要重地，出任「河间相」，张衡到任后，严整法度，收擒奸党，上下肃然。做了三年之后，大家都佩服他的政绩。张衡辞去支河间相后，改官为「尚书」，但不久就与世长辞，享年六十二岁。

落下闳
落下闳,中国西汉民间天文学家。生卒年不详，活动在公元前100年前后。字长公，巴郡阆中（今四川阆中）人。汉武帝元封年间（公元前110~前104年）为了改革历法，征聘天文学家，经同乡谯隆推荐，落下闳由故乡到京城长安。他和邓平、唐都等合作创制的历法，优于同时提出的其他17种历法。
汉武帝采用新历，于元封七年（公元前104年）颁行，改元封七年为太初元年，新历因而被称为《太初历》。汉武帝请落下闳担任侍中（顾问），他辞而未受。
落下闳是浑天说的创始人之一，经他改进的赤道式浑天仪，在中国用了两千年。他测定的二十八宿赤道距度（赤经差），一直用到唐开元十三年（公元725年），才由一行重新测过。落下闳第一次提出交食周期，以135个月为“朔望之会”，即认为11年应发生23次日食。他知道《太初历》存在缺点：所用回归年数值（356.2502日)太大，有预见地指出“后八百年，此历差一日，当有圣人定之。”（事实上，每125年即差一日，到公元85年就实行改历。）

虞喜
虞喜（公元281--356年），字仲，会稽余姚（今浙江余姚）人，东晋天文学家，宣夜说的继承和发展者。
虞喜于西晋太康二年（公元281年）出生于刚刚亡国的孙吴官宦世家。父亲虞察，是孙吴的征虏将军。族曾祖虞翻，是吴国的名士，训注《易》、《老子》、《论语》、《国语》。族祖虞耸，在吴国曾任越骑校尉、河间太守，入晋以后，为河间相，著有《穹大论》。胞弟虞预，在东晋成帝（公元326--342年在位）、康帝（公元343--344年在位）、穆帝（公元345--361年在位）时曾任著作郎、散骑常待等官，进爵平康县侯，好经史，著有《晋书》、《会稽典录》等。
虞喜博学好古，少年老成，年轻时就有很高的声望，受到人们的赞扬。西晋帝（公元307—313年在位）诏他出任官职，他坚辞。东晋元帝（公元317--323年在位）时，诸葛恢任会稽太守，强迫虞喜充任他手下的功曹，对他刺激很大，下决心以后终生不仕。东晋明帝（公元323--326年在位）和成帝都多次诏他做官，都被一一拒绝。成帝时，内使何充曾称赞虞喜“博闻强识，钻坚研微，有弗及之勤”，成帝则下诏嘉奖他“守道清贞，不营世务，耽学高尚，操拟古人”。可见虞喜安贫乐道，一生惟做学问而已。
虞喜不愿做官，便在家中做学问，他“释《毛诗略》，注《孝经》，为《志林》三十篇”，主要还是偏重于对经典著作的阐释和训注，但他从古代史志书中，发现汉代最初沿用古历，以冬至起于牵牛初度，太初历制定时根据实测，以牵牛西斗宿中央附近的建星为冬至点，刘款对冬至点西遇的现象甚为疑，最后犹豫其辞，认为“冬至进退牛前四度五分”，贾逵才明白他说冬至在斗。不过，中国古代天文学家们对于冬至点移动的记录都存而不论，没有把“周天”（恒星年）和“周岁”（回归年）区分开来。
事实上，由于月球、太阳和行星的引力影响，使赤道部分比较突出的椭形地球的自转轴绕黄作缓慢的移动，相应的春分点治黄道以每年50.24分速度西退，差不多71年西移1度，大约26000年移动一周。
虞喜当时虽然不知道也不可能知道上述道理，但是他从古代冬至点位置的实测数据发生西退现象的分析中，得出了太阳一周天并非冬至一周岁的结论，即天自为天，岁自为岁。冬至一周岁要比太阳一周天差一小段，虞喜将之命名为“岁差”，这就发现了回归年同恒星年的区别。
更进一步，虞喜根据《尧典》记载“冬至日短星昴”，而当时实测冬至点在“东壁中”，即壁宿九度。从昴宿经胃宿十四度、娄宿十二度、奎宿十六度，至壁宿九度，合计退行五十多度，虞喜估计唐尧时代相距“二千七百余年”，由此可求得岁差值为约“五十年退一度”。
岁差的发现，是中国天文学史上的一件大事。虞喜发现岁差，虽然比古希腊的依巴谷晚，但却比依巴谷每百年差一度的数值精确。而且自南北朝祖冲之将岁差引进《大明历》后，隋刘悼《皇历》、宋杨忠辅《统天历》和元郭守敬《授时历》的岁差值日趋精确。而当时的欧洲，制历家们还在墨守成规地沿用百年差一度的差数据。两相比较，相形见绌。
虞喜对宇宙理论也颇有研究。他对汉代以来的盖天说、张衡的浑天说、郗萌的宣夜说三家进行分析比较，认为盖天说“天象盖笠，地法复盘”(大意：天像个斗笠，地像反盖的盘子)太粗疏；浑天说“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内，天大而地小，天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄，天地各乘气而立，载水而浮。”(大意：整个宇宙就像个鸡蛋，大地就像是蛋中的黄。天大地小，天的表面和内部都有水，天和地的关系就像蛋壳和蛋黄一样。天和地都是由气组成的，且都是飘浮在水上。)虽比盖天说先进，但仍非至善；于是在成帝咸康中（约公元340年）乃著《安天论》。
虞喜说：“天高穷于无穷，地深测于不测。天确乎在上，有常安之形；地魄焉在下，有居静之体。当相覆冒，方则俱方，圆则俱圆；无方圆不同之义也。其光耀布列，各自运行，犹江海之有潮汐，万品之有行藏也。”(大意：宇宙是无边无际的，却也相对安定；天和地无方圆木同之理；所有天体都有自己的运动周期，以自己的轨道运行，并不是附着在一个固定的球壳上。) 《晋书·天文志》称：“虞喜因‘宣夜’之说作《安天论》。”的确，虞喜的《安天论》既否定了天圆地方的盖天说，又批判了天球具有固体壳层的浑天说。他信仰主张宇宙无限的宣夜说，并予以继承和发展，这在天文学史上，占据了重要的地位。英国著名的研究中国科学史的李约瑟博士，这就样评价过“宣夜说”：“这是宇宙观的开明进步，同希腊的任何说法相比，都毫不逊色。”

（以上观点仅代表回答人观点，不代表本网站观点）