【正見新聞網2014年01月01日】
《張衡首創渾天儀 祖沖之測出冬至時刻》
“嫦娥三號”登月，引起了一股天文熱。或許你已經發現，在“嫦娥三號”降落月球的電視直播中，月球地貌圖上有不少古代中國名人的名字，其中張衡、祖沖之等最受關注。
張衡創製首架觀測天體的渾天儀
張衡，東漢時南陽西鄂(今河南南陽石橋鎮)人，靠自學成為聞名鄉裡的學者，後被推薦到京師洛陽任職，從元初二年(公元115年)起兩度任太史令。《後漢書·張衡傳》記載，張衡在數學、天文、地理、繪畫和文學等諸多領域，都表現出了非凡的才能和廣博的學識，除了製造出世界上第一架地震儀，還著有科學、哲學和文學著作32篇，其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。所以《張衡傳》中說，“衡善機巧，尤致思於天文、陰陽、歷算。”
張衡在天文學上取得的成就最卓越，可以說他是漢代天文界的代表人物，著有《靈憲》和《渾天儀圖注》二書。在書中，張衡全面闡述了自己的天文學思想和渾天學說，可算是對漢代天文學的總結。
張衡科學地解釋了“月光”和“月蝕”兩種月球現象，還有“四季”“晝夜”變化的原因。張衡認為，月球本身並不發光，月光其實是日光的反射，即月光生於日之所照，魄生於日之所蔽(照不到)，月相由於日光的“照”和“蔽”所引起。
張衡分析了月蝕的成因，認為月蝕是因為地影(暗虛)遮蔽月光；且認識到宇宙的無限性和行星運動的快慢與距離地球遠近的關係。這些在今天看來可能是“小兒科”，但在當時可是了不起的研究成果。
張衡觀測記錄了2500顆恆星，創製了世界上第一架能比較準確地觀測天體的漏水轉渾天儀，還製造出了指南車、自動記裡鼓車等。
為了紀念張衡的貢獻，國際天文學界遂將月球背面的一個環形山，命名為“張衡環形山”。
祖沖之測量出冬至時刻
祖沖之在數學領域的貢獻廣為人知，如他求出了圓周率值介於3.1415926和3.1415927之間，這一數據在當時的世界上是最先進最精確的。其所撰寫的《綴術》一書，在唐代時被定為國子監的數學教材，且修業時間最長，很可惜，此書今已失傳。
其實，祖沖之還是魏晉南北朝時期著名的天文專家。祖沖之青年時代進入華林學省，從事科學研究，曾擔任過南徐州(今江蘇鎮江)刺史，還做過婁縣(今江蘇崑山)縣令，謁者僕射等官。到肖齊王朝，官至長水校尉。他博學多才，在音律、機械、文學、天文諸方面都有成就。在天文曆法方面，編制了《大明曆》，首次引進“歲差”算曆，使天周同回歸年長度分開，另外改革閏周，打破19年7閏的舊曆法。
祖沖之是通過對冬至日時刻的研究，取得科學突破的。祖沖之仔細研究了每日影長的變化規律，利用冬至日前後影長對稱的關係，提出了確定冬至日時刻的新方法，該方法不受陰雲蔽日不能測量日影的影響，能求出冬至時刻，此法為後世長久沿用。
在古代，要進一步提高曆法的精度，必須從冬至時刻的測量方法上改進。西漢以後，古代天文學家已經習慣使用“八尺高表”，來測定冬至的日期。但是，用“八尺高表”簡單地進行測量，並不能得到理想的結果。祖沖之首先從觀測技術上改進，提高觀測精度，由於冬至前後的影長變化不太明顯，這給冬至時刻的準確測定帶來困難，更重要的是簡單的測量只能得到冬至發生的日期，而不能得到一天中什麼時刻是冬至。
祖沖之想出一個新的方法，他不直接觀測冬至那天日影的長度，而是觀測冬至前後二十三四日的日影長度，再取它們的平均值，求出冬至發生的日期和時刻，又由於離開冬至日遠些，日影的變化就快些，所以這一方法提高了冬至時刻的測定精度，使用這種觀測方法的，祖沖之是世界第一人。
祖沖之制定的《大明曆》的歲(一年)，實取365.2428日，比元代郭守敬的《授時歷》，僅差0.0002日，這在當時來說是很精密的。一直到了南宋以後，才有人達到或超過祖沖之的觀測水平。