在沒望遠鏡的古代, 祖沖之怎麼精確推算出日食月食發生時間的?

中國古代牛人輩出，很多都是文理兼備的全科大神，因為貢獻突出，甚至在全世界都廣受讚譽。比如我們熟悉的數學家

祖沖之

，他不光在數學方面有突出貢獻，而且在天文學、機械學、文學等方面都做出了巨大的貢獻，具體都有什麼呢？

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祖沖之簡介

祖沖之是中國古代著名的數學家，而他的科學成就和他良好的家庭教育脫不開關係。他爺爺祖昌是劉宋朝的大匠卿，主要管理朝廷的土木工程。他爸爸祖朔之是“奉朝請”，因為學識淵博，常被邀請參加皇室的典禮、宴會，可見其家學淵源。良好的家教，加上他自己的努力，從小就對自然科學和文學、哲學，尤其是是天文學有很大的興趣，甚至在他青年時期就已經因為博學而聞名了。

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因為從小就博覽群書，興趣廣泛，祖沖之被派至當時朝廷的學術研究機關華林學省做研究工作，後來又到任職。當時的總明觀是全國最高的科研學術機構，相當於現在的中國科學院。在明觀使他接觸了當時外界難以接觸的書籍，為他以後的研究打下來堅實的基礎。後來其功績可謂是遍佈當時的很多的方面，比如數學、天文學、機械學、文學等領域都有巨大的貢獻，那具體的貢獻都有哪些呢？

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數學方面的貢獻

說起他的數學貢獻，只要是讀過小學的中國人都知道，那就是將圓周率的精準度大大的提高了，他在前人劉徽的基礎上，將（π）的值確定在了在3。1415926和3。1415927之間，也就是現代所說的小數點後七位，還將其簡化記錄為3。1415926，祖沖之也因此入選世界第一位將圓周率值計算到小數第7位的

科學家

。

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為什麼因為推算圓周率到小數點後七位，就能夠獲得如此大的認可呢？因為圓周率的應用範圍非常的廣泛，比如在古代很重視的天文學、曆法等方面，只要和圓有關的問題都需要用圓周率來計算、推算，它的精確度很是重要。在《九章算術》和《周髀算經》中，中國的科學家們就已經提出圓周率為三，是圓周長是直徑長的三倍。後來在祖沖之的演算中其精確值得到了最大的提升，比西方領先了800年。

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只是他是怎麼得出的呢？古代又沒有精確的儀器？計算機更是不可能？因為他運用了中國古人“化曲為直”的理念，將很多完全的等腰三角形，放在同一個中心點，擺成圓的形狀。並且數量越多，擺出的圓就越規範，以此借用等腰三角形的底邊長，來得出圓的周長，並借用周長的數值，來推算現實中擺不出來的更大的圓（因為圓越大，得出的圓周率就越精確）。這樣比傳統的直接量一個圓的周長再來計算，要先進的多。

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他的貢獻在古代的製造業上也有很大的用處，比如大型建築的建造就可以藉此來製造模型，來更好的推算真實的建築，因為早在古代就已經有了比例的概念。此外，他還創造了“祖率”、《綴術》等數學概念和數學著作，他又和兒子一起發現了計算球體積的方法，對後世都是巨大的貢獻。

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天文方面的成就

古代的天文學家就已經發現，過一段時間就會有一個閏年，於是古人將十九年定為計算閏年的單位，古人將其稱為“一章”，而一章中有七個閏年。就是說每十九個年頭中，要有七個年頭是十三個月。公元412年，北涼趙厞創作《元始歷》，認為六百年中要插入二百二十一個閏月。

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而祖沖之認為這兩個方法都不準確，他提出了每391年144閏月的新閏法。按照祖沖之的演算法，一個迴歸年的時間跨度是365。2428141日，和現在依靠現代儀器計算的時間只相差46秒，一分都不到。除了厲害，不知道該怎麼誇他了。

而且祖沖之繼承了前人的科學研究成果，不但證實了歲差現象（每年太陽執行一週（實際上是地球繞太陽執行一週），不可能完全回到上一年的冬至點上，總要相差一個微小距離。按現代天文學家的精確計算，大約每年相差50。2秒，每七十一年八個月向後移一度。）的存在，算出歲差是每四十五年十一個月後退一度。

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祖沖之還是我國天文學史上第一次提出“交月點”的概念（月亮相繼兩次透過黃道、白道的同一交點的時間），推算出時間為27．2123日，和現在科學家用計算機計算的資料只相差十萬分之一日，連一秒都不到。而他的這個貢獻對於古代預測

日食

、

月食

意義很大，因為日食、月食都發生在黃道、白道附近。而後來祖沖之用自己推算出來的天文學知識，重新制定了曆法《大明曆》，他所標註的日食、月食的時間，和後來日食、月食真正發生的時間，相差時間並不大。

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並且他還在前人的基礎上更確切的推算出了，木、、火、金、等五大行星在天空執行的軌道和執行一週所需的時間：木星為11。858年，現代科學家測出的時間為11。862年；火星為780。031，和現在的科學家計算出來的時間僅僅相差0。094日；土星為378。070日，和現代科學家檢測出來的具體時間只相差0。022日，金星為583。931日，和現在科學家檢測出來的時間僅僅相差0。009日，水星為115。88。日。和現在科學家檢測出來的時間僅僅相差0。002日。在古代沒有計算機的情況下，得出這樣精確的時間他真是厲害。

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機械方面的成就

作為一個傑出的數學家和天文學家，他還設計改良了很多機械，比如：水碓磨、銅製機件傳動的、、定時器等，甚至相傳他還製造了“木牛流馬”。史書上對他的貢獻也有記載：

"使衝之追修古法。衝之改造銅機，圓轉不窮而司方如一，馬鈞以來未有也。"

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文學方面的成就

上文介紹的都是他理工科方面的成就，可是最頂尖的科學家，卻也在文學方面做出了巨大的成就。比如他對於古代的典籍，進行了註釋，並集結成冊，有：《易義》、《老子義》、《莊子義》、《釋論語》、《釋孝經》，很可惜的已經失傳。目前他流傳於世的文學作品，只能在《太平御覽》中可以看到，如：《述異記》、《安邊論》等，其中《安邊論》還是關於邊防的文章。並且，他還精通音律、下棋。

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如此之人，貢獻巨大，怪不得頻頻被國外的郵票選中，作為優秀科學家的代表出現。祖沖之這樣的全能型科學家，實在是值得我們自豪千年。