祖冲之·小行星·陨石雨

指着太阳说日

　◎编者的话从去年开始，我市把每年的3月14日确定为祖冲之纪念日。为让昆山市民全面了解祖冲之的科学成就及天体碰撞和陨石雨现象等，3月14日，市委宣传部和市科协特地邀请南京紫金山天文台研究员、“祖冲之星”发现者之一、紫金山天文台小行星命名委员会秘书长杨捷兴来昆举办天文知识讲座。现将杨捷兴的讲座观点整理刊发，敬请关注。

　　祖冲之是数学家，是世界上第一个把圆周率的准确数值计算到小数点后第7位数字的人；他还是天文学家和机械师，编制了《大明历》，重新制造出失传已久的指南车，发明了千里船、水碓磨等。

　　在古代，科学家并不太受重视，而祖冲之是少有的、以科学贡献在正史中有传记的一位。因此，他可以用“多才多艺”来形容，其成就不只是在数学领域，在天文、机械制造等领域也颇有建树。

　　祖冲之是南北朝时期杰出的数学家，在汉以前，中国一般用三作为圆周率数值，即“周三径一”，这在计算圆的周长和面积时误差很大。祖冲之在刘徽创造的用“割圆术”求圆周率的科学方法基础上，运用开密法，经过反复演算，求出圆周率为3.1415927＞π＞3.1415926，这是当时世界上最精确的数值，他也成为世界上第一个把圆周率的准确数值计算到小数点后第7位数字的人。

　　直到1000多年后，这个纪录才被欧洲人打破。圆周率的计算，是祖冲之在数学史上的一项杰出贡献，有外国数学家把π叫做“祖率”，甚至连现在的不少IT界人士都认祖冲之为“祖宗”。因为当年英特尔公司推出的奔腾芯片，正是通过运行π的计算，才发现芯片运算有问题，现在计算π，已经成为一个标准的电脑测试程序，以此来验证计算机的各项性能。

　　人人皆知圆周率，但祖冲之在天文学、机械制造等方面的贡献却鲜为人知。在天文学方面，编制《大明历》是祖冲之最重要的成就，他采用每391年加144个闰月的新闰法，首次引入“岁差”计算，首次精密测出交点月的日数为27.21223天，回归年的日数为365.2428天，发明了用圭表观看正午时太阳影子长度测定冬至时刻的方法，因此，祖冲之测出的交点月和回归年的日数在当时是非常精确的。

　　他还是一位杰出的机械制造师。据史料记载，他的祖父祖昌做过刘宋的大匠卿，这是掌管土木工程的大官。祖冲之天生就心灵手巧，加上受到良好的教育，因此在机械制造上也有很多发明。他重新制造出已失传的指南车，发明了千里船、水碓磨等机械，其构思新颖，制作精巧。

　　杨捷兴将“祖冲之精神”概括为三点：“不虚推古人，而要搜炼古今”的治学态度；“不论为官为民，都要有利于国计民生”的人生哲学；“坚持科学真理，不畏强权”的做人品格。

　　1978年，国际小行星中心发布命名公报，南京紫金山天文台发现并提出命名的四颗小行星（“张衡星”、“祖冲之星”、“一行星”和“郭守敬星”）榜上有名，“祖冲之星”位列其中。

　　1978年8月，国际小行星中心发布了一批新小行星命名公报，其中四颗小行星用中国古代著名科学家的名字命名，即“张衡星”、“祖冲之星”、“一行星”和“郭守敬星”。这四颗小行星都是紫金山天文台发现并提出命名申报的，国际命名公报的发表，标志着祖冲之的名字镶上了太空星辰，“祖冲之星”将永远闪烁在宇宙星空之中。

　　时间回到1964年11月9日，杨捷兴与其他研究员一起用双筒望远镜对准金牛星座进行小行星照相观测时，惊喜地发现了一颗新小行星。随后，中国科学院紫金山天文台以中国南北朝时期的杰出天文学家、数学家祖冲之名字命名。这一发现得到德国海德堡天文台、桑尼堡天文台、前苏联克里米亚天文台等多次观测认证，并于1974年12月给予第1888号国际编号，确认紫金山天文台拥有发现命名权。据了解，该星沿着偏心率为0.167的椭圆轨道绕日运行，到太阳的平均距离为3.82亿公里，绕太阳一周需4.07年，倘若宇航员在“祖冲之星”上住上一年，地球上已度过了四五度春秋。

　　小行星命名一旦获国际批准，将成为该天体永久星名，并为世界各国所公认，将永载天文史册。因此，小行星命名具有国际性和历史性，是一项崇高的国际荣誉。但是随着小行星发现数量增多，许多国家、城市等地方名字纷纷上“天界”，成为小行星的名字。因为小行星是太阳系中重要天体，大多运行在火星与木星的轨道之间，早期发现的小行星很多用神仙的名字命名，如谷神星、灶神星、婚神星、爱神星等。

　　1955年以来，我国发现了许多小行星、彗星等太阳系新天体，迄今已命名了100多颗新小行星，大多用我国省、市、县地方名字和知名人士名字命名。杨捷兴介绍，以人士命名，旨在彰显被命名人士在科学、教育、文化、慈善等方面所作出的贡献，弘扬其奉献精神；以地方命名，可以提高被命名地方的国际知名度，增强城市凝聚力，倡导崇尚科学的精神，对科教兴市起推动作用。

　　陨石雨是一个普通的天文现象，是由于陨星体在高空燃烧时内部温度不一致发生爆炸而形成的，它是浩瀚的宇宙送给地球的礼物。

　　2013年2月15日，俄罗斯乌拉尔地区车里雅宾斯克市突然遭到陨石雨的袭击。陨石雨陨落时天空出现火流星飞过，一颗直径15米左右、重约7000吨的陨星体在高空爆炸。爆炸的冲击波震塌了一座建筑物的屋顶，震碎了全城的玻璃，导致1200人受伤。

　　这就是陨石雨，它是一个普通的天文现象，是由于陨星体在高空燃烧时内部温度不一致发生爆炸而形成的。

　　我国曾多次发生过陨石雨，早在2600多年前，我国存有世界上最早的陨石雨记录。《春秋左传》中记载：“庄公七年四月辛卯，夜中星陨如雨。”《史记·天官书》中认为：“星坠至地，则石也。”这一科学认识比西方早1900多年。

　　1976年3月8日，陨石雨陨落在吉林市郊区，产生了世界上最大的一块陨石，重达1770公斤。这次陨石雨陨落在吉林郊区三个县500多平方公里的范围内，收集到100多块陨石，创造了“陨石多，陨石重，雨区大”的陨石雨世界纪录。此外，这块吉林陨石有三种不同的燃烧面，表明陨星体在空中发生了二次爆炸，世所罕见。

　　1983年6月25日，在陕西宁强县陨落了一次特殊的陨石雨，在三四公里长的地带落下了黑色陨石，当时在地里干活的农民听到闷雷般的响声，看到天上落下石头，拾起来还有点烫手。这是中国唯一的一次碳质球粒陨石，在陨石研究样本中十分珍贵。

　　小行星含有铁、镍、铜、铝等各种金属，有的还可能含有贵金属和稀土元素。例如重达30吨的新疆大陨铁，95%以上的成分是铁镍合金，其中镍含量占10%左右；吉林陨石由橄榄石、辉石、硅酸盐、硫化物、金属等组成，金属含量在20%~25%……绝大多数陨石来源于小行星，大致分为碳质陨石、石陨石、石铁陨石、铁陨石等，因此，被称为“天外来客”的陨石是浩瀚的宇宙送给地球的礼物，也成为人类研究小行星的珍贵样品。

　　据国外一些媒体报道，一颗直径1公里左右的金属型小行星，其价值高达几万亿美元。紫金山天文台发现的“祖冲之星”体积是比较大的，估计直径15公里，表面积在700平方公里左右，重达5.6×1012吨，假如“祖冲之星”是石质小行星，其金属含量也有1.1×1012吨，里面蕴藏的财富难以估量！

　　本报记者 史赛 金晶 整理

眼浮雲シ

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