祖冲之是南北朝时期的数学家、天文学家,他的儿子名叫祖暅(gèng),也是一位优秀的天文学家、数学家。祖暅在观测天象时,发现了一个惊天秘密,他虽然未能推测出原因,但将这些情况如实记了下来。然而到了北宋时期,著名科学家沈括却否定了祖暅的发现。那么,祖暅到底发现了什么,这个惊天秘密又是怎么一回事呢?

一、祖暅是谁

作为祖冲之的儿子,祖暅深受父亲的影响,自幼就对天文、礼法、数学很有兴趣,史书上说他“少传家业,究极精微,亦有巧思”,“入神之妙,般、倕无以过也”。当祖暅思考科学问题时,“雷霆不能入”。年轻的祖暅很快成为父亲的得力帮手,祖冲之编写《大明历》时,就是在祖暅三次建议的基础上完成的。

祖暅在数学方面的造诣也很高,他修补、编辑祖冲之的数学著作《缀术》,并且独创性的提出了开立圆术,解决了球体面积的问题,人称祖暅原理。祖暅也是一位天文学家,研制了铜日圭、漏壶等多种精密观测仪器。有一天夜晚,祖暅在利用仪器观测天象时,发现了一个十分震撼的现象——北极星居然有问题!

二、祖沈之争

《论语》上说,“为政以德,譬如北辰,居其所,而众星拱之”。“北辰”就是北极星,在中国古代上,北极星具有非比寻常的意义,它位于北天极,在众星环绕之下。杜甫有诗云,“北极朝廷终不改,西山寇盗莫相侵”。在这首诗中,杜甫将唐朝朝廷比作北极星一样。在中国古人看来,北极星是居于北天,似乎是不可动摇的。

祖暅所处的时代是公元5世纪,他通过精密的观测仪器发现,当时的北极星偏离北极有1度多。祖暅的发现是轰动性的,因为人们一直认为北极星永远位于北极。其实,祖暅的观测是没有问题的,但是到了北宋时期,天文学家沈括却认为祖暅的观测不准,是存在重大问题的,因为沈括发现北极星偏离北极3度多!

三、谁是北辰

祖暅、沈括,到底谁对谁错呢?其实,他们都没错!因为当时的科技手段有限,所以他们并未彻底了解北极星。原来,北极星不是固定不变的。由于地球自转的原因,会产生相应的“岁差”。受到岁差的影响,北极星会发生改变。据天文学家的研究、推测,公元前5000年左右,紫微垣的左枢位于北极的位置。到了公元前3000年,右枢扮演着北极星的角色。

公元前2600年左右,天乙星位于北极的位置。又过了四百年,北极转移到了太一星附近。公元前1000年,北极距离帝星较近。两汉时期,天枢星被视为北极,之后不断移动,才出新了祖暅、沈括观测结果不同的现象。从元明至今,勾陈一被视为北极星。从2100年开始,勾陈一将离开北极的位置,勾陈四将成为新的北极星。

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