當前位置: 華文世界 > 科學

他是祖沖之的兒子,發現星象秘密,卻被沈括否定

2024-06-27科學

祖沖之是南北朝時期的數學家、天文學家,他的兒子名叫祖暅(gèng),也是一位優秀的天文學家、數學家。祖暅在觀測天象時,發現了一個驚天秘密,他雖然未能推測出原因,但將這些情況如實記了下來。然而到了北宋時期,著名科學家沈括卻否定了祖暅的發現。那麽,祖暅到底發現了什麽,這個驚天秘密又是怎麽一回事呢?

一、祖暅是誰

作為祖沖之的兒子,祖暅深受父親的影響,自幼就對天文、禮法、數學很有興趣,史書上說他「少傳家業,究極精微,亦有巧思」,「入神之妙,般、倕無以過也」。當祖暅思考科學問題時,「雷霆不能入」。年輕的祖暅很快成為父親的得力幫手,祖沖之編寫【大明歷】時,就是在祖暅三次建議的基礎上完成的。

祖暅在數學方面的造詣也很高,他修補、編輯祖沖之的數學著作【綴術】,並且獨創性的提出了開立圓術,解決了球體面積的問題,人稱祖暅原理。祖暅也是一位天文學家,研制了銅日圭、漏壺等多種精密觀測儀器。有一天夜晚,祖暅在利用儀器觀測天象時,發現了一個十分震撼的現象——北極星居然有問題!

二、祖沈之爭

【論語】上說,「為政以德,譬如北辰,居其所,而眾星拱之」。「北辰」就是北極星,在中國古代上,北極星具有非比尋常的意義,它位於北天極,在眾星環繞之下。杜甫有詩雲,「北極朝廷終不改,西山寇盜莫相侵」。在這首詩中,杜甫將唐朝朝廷比作北極星一樣。在中國古人看來,北極星是居於北天,似乎是不可動搖的。

祖暅所處的時代是公元5世紀,他透過精密的觀測儀器發現,當時的北極星偏離北極有1度多。祖暅的發現是轟動性的,因為人們一直認為北極星永遠位於北極。其實,祖暅的觀測是沒有問題的,但是到了北宋時期,天文學家沈括卻認為祖暅的觀測不準,是存在重大問題的,因為沈括發現北極星偏離北極3度多!

三、誰是北辰

祖暅、沈括,到底誰對誰錯呢?其實,他們都沒錯!因為當時的科技手段有限,所以他們並未徹底了解北極星。原來,北極星不是固定不變的。由於地球自轉的原因,會產生相應的「歲差」。受到歲差的影響,北極星會發生改變。據天文學家的研究、推測,公元前5000年左右,紫微垣的左樞位於北極的位置。到了公元前3000年,右樞扮演著北極星的角色。

公元前2600年左右,天乙星位於北極的位置。又過了四百年,北極轉移到了太一星附近。公元前1000年,北極距離帝星較近。兩漢時期,天樞星被視為北極,之後不斷移動,才出新了祖暅、沈括觀測結果不同的現象。從元明至今,勾陳一被視為北極星。從2100年開始,勾陳一將離開北極的位置,勾陳四將成為新的北極星。