中国古代文明与科技/优秀青少年科普趣味读物丛书

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中国古代一贯是阴阳历并用的，因此在历法上存在一个根本问题，就是 阴阳历之间的调和问题。我们知道，月亮绕地球的运转周期为29．530588天 ，地球绕太阳的运转周期则为365．242216天，这两个数互除不尽。这样， 以12个月来配合二十四节气的阴阳合历法始终存在矛盾。虽然我们的祖先很 早就采用了闰月的办法来进行调整，但是历日与节气脱节的现象还是时有发 生。 为了解决这个问题，沈括进行了长期周密细致的研究。他说，寒去暑来 ，万物生长衰亡的变化，主要是按照二十四节气进行的，而月亮的圆缺与一 年农事的好坏并没有很大关系。以往的历法仅仅根据月亮的圆缺来定月份， 节气反而降到了次要地位，这是不应该的。正是从以上考虑出发，他提出了 一个彻底改革的方案：以纯阳历取代阴阳合历，这就是十二气历。沈括指出 ，只有纯阳历才能把节气固定下来，从而更好地满足农业生产对历法的需要 。 十二气历是完全按节气来定历的历法制度。它把一年分为四季，每季分 为孟、仲、季三个月，以立春那天为孟春之月的首日，以下类推，用节气来 定月份。每月有大有小，大月31日，小月3 0日，一般大小月相间，一年最 多有一次2个小月相连。即使有“两小相并”的情况，也不过一年中出现一 次。有“两小相并”的年份为365天，没有的年份为366天。至于月亮的圆缺 ，虽与节气无关，但为着某些需要，可在历书上注明“朔”“望”。这是一 种纯太阳历的历法制度，既与实际星象和季节相合，又便于各种生产活动。 沈括十二气历的提出，是历法制度方面一项根本性的变革，这是中国与 世界历法史上的一次革命性的突破，它既简便又科学，既符合天体运行的实 际情况，又十分有利于农事的安排，从根本上解决了历法适应农业生产需要 的问题，是中国古代历法中的一个优秀代表。遗憾的是，在古代中国守旧思 想极为严重的环境下，由于传统习惯根深蒂固，十二气历最终未能颁发实行 。章帝在位的时期，东汉的政治比较稳定。汉章帝去世时，继承皇位的汉和 帝才10岁，窦太后临朝执政，让他的哥哥窦宪掌握了朝政大权，东汉王朝从 此开始走下坡路。在这个时期，出了一位著名的科学家张衡。 张衡(公元78年-公元139年)，字平子，南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇) 人。17岁那年，他离开家乡，先后到了长安和洛阳，在太学里用功读书。他 特别爱好数学和天文研究。朝廷听说张衡是个有学问的人，召他到京里做官 ，先是令他在宫里做郎中，后来，担任太史令，负责观察天文。这个工作正 好符合他研究的兴趣。 东汉时期，经常发生地震。有时候一年一次，也有一年两次。一次大地 震，就影响到好几十个郡，城墙、房屋发生倒坍，还会死伤许多人畜。当时 的封建帝王和一般人都把地震看做是不吉利的征兆，有的还趁机宣传迷信、 欺骗人民。但是，张衡却不信神，不信邪，他对记录下来的地震现象经过细 心的考察和试验，发明了一个测报地震的仪器，叫做“地动仪”。 地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似酒樽。表面作金黄色， 上部铸有八条金龙，分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南8 个方向。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上仰蹲张嘴的蟾蜍 相对。地动仪空腔中央，立一根铜柱，上粗下细。铜柱周围有8根横杆，称 为“八道”，各与一龙头相连。铜柱是震摆装置，8道用来控制和传导铜柱 运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜柱就倒向发生地震的方向，推 动同一方向的横杆和龙头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声 ，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。P7-9