由于畜牧业和农业生产的需要，我国古代劳动人民经过长时间的观察，发现了日月运行的基本规律。他们将第一次月圆或月缺到第二次月圆或月缺之间的一段时间规定为一个月，每个月为29天多一点，将12个月称为一年。这种计年的方法叫做阴历。
同时人们又观察到：从第一个冬至到下一个冬至(实际上就是地球围绕太阳运行一周的时间)共需要365天又四分之一天，于是将这一段时间称做一年。按照这种办法推算出来的历法，通常称为阳历。
然而，阴历一年和阳历一年的天数并不恰好相等。按照阴历计算，一年共有354天；而按照阳历来计算，一年应为365天5小时48分46秒。也就是说，阴历的一年比阳历的一年要少11天多。
为了使这两种历法的天数一致起来，就必须调整阴历。而对于这个问题，我们的祖先很早就找到了解决的办法，就是采用“闰月”的办法，即在若干年内安排一个闰年，在每个闰年中再加入一个闰月。每逢闰年，一年就有13个月。采用了这种方法后，阴历年和阳历年就比较符合了。
在古代，我国历法家一向都将19年定为计算闰年的单位，称为“一章”。在每一章里，共有7个闰年。也就是说，在19个年中，要有7年是13个月。
这种闰法一直采用了1000多年，直到412年北凉赵欧创作《元始历》，才打破了岁章的限制，规定在600年中间插入221个闰月。可惜，赵欧的改革在当时并未引起人们的重视。
后来，祖冲之汲取了赵欧的先进理论，加上自己的观察，认为19年7闰的闰数过多，每200年就要差一天。因此，他提出于391年内144闰的新闰法。这个闰法在当时算得上是最精密的了。
除了改革闰法外，祖冲之在历法研究上还有一项重大成就，就是破天荒第一次应用了“岁差”。
根据物理学原理，球体在旋转运动时，如果丝毫不受外力的影响，旋转的方向和速度应该是一致的；如果受了外力的影响，其旋转速度就要发生周期性变化。我们所居住的地球就是一个表面凹凸不平、形状不规则的刚体，在运行时经常受到其他星球吸引力的影响，因而旋转的速度总要发生一些周期性的变化，不可能是绝对均匀一致的。因此，每年太阳运行一周(实际上是地球绕太阳运行一周)后，都不可能完全回到上一年的冬至点上，总要相差一个微小距离。按照现在天文学家的精确计算，大约每年要相差50.2秒，每71年8个月向后移一度。这种现象称为岁差。
祖冲之在历法研究方面的第三个巨大贡献，就是能够求出历法中通常称为“交点月”的日数。
所谓交点月，就是月亮连续两次经过“黄道”和“白道”的交叉点前后所相隔的时间。黄道指的就是地球上的人看到的太阳运行的轨道，白道则是在地球上的人看到的月亮运行的轨道。交点月的日数是可以推算得出来的。当时祖冲之测得的交点月的日数是27.21223日，比以前天文学家测得的要精密得多，同近代天文学家所测得的交点月的日数27.21222日已经极为近似。在当时的天文学水平下，祖冲之能够得出这样精密的数字，可谓实在了不起。
由于日食和月食都是在黄道和白道交点的附近发生，所以推算出交点月的日数以后，就更能准确地推算出日食或月食发生的时间。祖冲之在他制订的《大明历》中，应用交点月推算出来的日、月食时间比过去准确，和实际出现日、月食的时间都很接近。
祖冲之根据上述的研究成果，终于制成了当时最科学、最进步的历法——《大明历》。这是祖冲之科学研究的天才结晶，也是他在天文历法上最卓越的贡献。
祖冲之不但精通天文、历法，在数学方面也取得了基础的成就，尤其是对“圆周率”的研究，更是超越前代。
在推算圆周率时，祖冲之付出了无数的心血。如果要从正六边形算起，算到24576边时，就要把同一个运算程序反复进行十二次，而且每一运算程序又包括加减乘除和开方等十多个步骤。当时，祖冲之进行这样繁难的计算，只能用算筹(小竹棍)来逐步推演。如果头脑不是十分的冷静精细，缺乏坚忍不拔的毅力，是根本不会成功的。
祖冲之去世后，他的儿子祖暅之继续进行着父亲的研究，进一步发现了计算圆球体积的方法。
祖冲之还曾写过《缀术》五卷，是一部内容极为精彩丰富的数学书，很受人们重视。唐朝官办学校的算学科中规定：学员要学《缀术》四年；朝廷举行数学考试时，也多从《缀术》中出题。后来，这部书曾经传到朝鲜和日本等地。可惜到了北宋中期，这部有价值的著作便失传了。
祖冲之制造了许多很有用的劳动工具。当他看到劳动人民舂米、磨粉很费力时，就创造了一种粮食加工工具，叫作水碓磨。古代劳动人民很早就发明了利用水力舂米的水碓和磨粉的水磨。西晋初年，杜预曾经加以改进，发明了“连机碓”和“水转连磨”。一个连机碓能带动好几个石杵一起一落地舂米；一个水转连磨能带动八个磨同时磨粉。祖冲之又在这个基础上对其进一步加以改进，把水碓和水磨结合起来，生产效率更加提高了。这种工具，现在我国南方有些农村还在继续使用。
祖冲之还根据春秋时期的文献记载，发明了一个“欹器”，送给齐武帝的第二个儿子萧子良。欹器是古人用来警诫自满的器具。器内没有水时是侧向一边的。里面盛水后，如果水量适中，它就竖立起来；如果水满了，它又会倒向一边，把水泼出去。
这种器具，晋朝的学者杜预曾试制过三次，但都没有成功；祖冲之却仿制成功了。由此可见，祖冲之对各种机械都有着深刻的研究。
祖冲之在天文、历法、数学及机械制造等方面的辉煌成就，充分表现了我国古代科学的高度发展水平。祖冲之不仅是我国历史上杰出的科学家，而且在世界科学发展史上也有崇高的地位。
◎故事感悟
祖冲之勤于治学，善于分析思考，博访前故，远稽昔典，搜集自古以来的大量文献资料和观测记录，并对之进行系统深入的分析研究，从前人的科学思想和成就中吸收了丰富的营养。他不虚推古人，富于批判的精神和探索的勇气。他在掌握大量资料的同时，坚持实际考核验证，既发扬了前人的成就，又纠正了前人的错误，攻克了一个又一个科学难关。他这种求是创新、勇于探索的精神也是一切科学家和改革家所应具备的宝贵品格。
◎史海撷英
祖冲之的儿子祖暅之
祖冲之的儿子祖暅之也像他的父亲一样，是一位杰出的数学家。他继承了父亲的研究，创立了球体体积的正确算法。
在天文方面，祖暅之也能继承父业，曾著《天文录》三十卷和《天文录经要诀》一卷。可惜，这些书都已经失传了。
祖冲之制定的《大明历》，就是经祖暅之三次向梁朝政府建议才被正式采用的。
此外，祖暅之还制造过记时用的漏壶，造得很准确，并且作过一部《漏刻经》。
◎文苑拾萃
《大明历》
《大明历》也称《甲子元历》，是我国南北朝时期的一部先进的历法。由祖冲之创制。
《大明历》规定，一个回归年为365.2428日，这是我国南宋统天历(1199年)以前最理想的一个数据。在制历时，首先要考虑到岁差。所谓“岁差”，就是由于地球在运行过程中受到其他天体的吸引作用，地球自转轴的方向发生缓慢而微小的变化。因此，从这一年的冬至到下一年的冬至，从地球上看，太阳并没有回到原来的位置，而是岁岁后移，这也就引起了24节气位置的变动。祖冲之经过研究，确定地球自转每45年11个月会差1度。
这个“岁差值”虽然很不精确，但却引进了“岁差”编制历法，使历法有了更加科学的基础。而且在天文学中，“回归年”和“恒星年”两个概念也被区分开来。
农业科学家贾思勰
◎非弘不能胜其重，非毅无以致其远。——朱熹
贾思勰(生卒年不详)，北魏(386—543年)时人，汉族，益都(今属今山东省寿光市西南)人，生活于我国北魏末期和东魏(公元六世纪)，曾经做过高阳郡(今山东临淄)太守。是中国古代杰出的农学家。
贾思勰是山东益都人，出生在一个世代务农的书香门第家庭。他的祖上并不属于那种“日出而做，日落而息”的农民，在劳作的同时，还喜欢读书、学习，尤其重视农业生产技术知识的学习和研究。这些都在无形中影响了贾思勰的成长。
成年后的贾思勰开始走上了仕途，曾担任过高阳郡(今山东临淄)太守等官职。中年以后，他又回到家乡，开始亲自从事养羊、种庄稼等农业生产劳动和放牧活动。在经营农牧业的过程中，贾思勰对农业生产也有了亲身体会。在遇到问题时，他还时常到各地向有经验的农夫请教。
后来，贾思勰又陆续去过河南、河北、山西、山东等地方。每到一处，他都虚心向当地有经验的老农请教，学习农民多年积累下来的宝贵的生产经验。比如，长着茅草的地要先让牛羊在上面踩过一遍，七月份翻地后，茅草才会死去；长得饱满的、颜色纯正的穗子，一般是首选的种子类型，把它们割下来高高挂起，等到第二年春天再脱下粒播种，庄稼长势才好；不同的地理位置，不同的气候环境，要选不同的作物种类。风大霜重的山地种谷子，要选用茎秆坚强的品种；温暖潮湿的低地种谷子，就得选用生长旺盛产量最高的品种。
贾思勰在认真的探索、实践过程中，逐步掌握了许多丰富的生产经验。
贾思勰认为，农业生产和人民的生产生活息息相关，国家能否强盛起来，几乎也取决于君主是否重视农业生产。而农业生产要想得到发展，就必须依靠提高政府官员和农民的科学技术水平。他曾亲自进行农业生产活动，总结当时的经验，研究前人的成果。
大约在北魏永熙三年(534年)到东魏武定二年(544年)期间，贾思勰将自己积累下来的许多农业技术资料、请教老农获得的丰富经验以及自己亲身实践后的体会加以分析和总结，写成了我国历史上第一步农业科学技术巨著《齐民要术》。
《齐民要术》共分10卷，92篇，11万字，书前还各有“自序”、“杂说”各一篇。在“序”中，贾思勰广泛地摘录了圣明的君主、贤明的宰相以及有识之士等重视农业生产，从而令国富民强的事例。
《齐民要术》所论述的内容十分丰富，涉及面也极广，既包括各类农作物、纤维作物、油料作物、染料作物、香料作物、绿肥作物、饲料作物等田间作物，也包括水生植物、蔬菜、瓜果、实用木材等等，就连养猪、养鸡、制造酱醋等农副产品，也都有详细的说明。可以说，《齐民要术》是我国最早的一部农业百科全书，为后人研究我国古代农业生产提供了极为真实的详细史料。
值得一提的是，贾思勰十分重视对农业生产、科学技术与经济效益的综合分析。当时，贾思勰能在书中将科学技术与农业生产结合起来，依据一定的理论，从科学道理出发，描述了多种可以增加经济效益的经营方法，从而增加了农民的收入。
贾思勰的《齐民要术》获得了各界史学家的高度评价，这与他本人严肃认真、一丝不苟的治学态度是分不开的。在《齐民要术》中，贾思勰引用的古书就有一百五六十种。这些古书中有不少都已经失传了，幸亏贾思勰将其中的一部分精华摘录下来。比如西汉时期的《氾胜之书》、《四民月令》等许多农学著作。
贾思勰虽然重视前人的经验，但却不迷信古书。如《氾胜之书》中说，黍子的种植要稀一点。可贾思勰通过实践发现，如果密植，棵虽然发得小些，但籽粒匀称饱满，米色比较白，比稀植的效果要好。于是在《齐民要术》一书中，他就纠正了《氾胜之书》中关于黍子种植的说法。
贾思勰不仅善于吸收前人书本中的精华，同时还亲自参加农业劳动，积极向群众学习，仔细观察，认真思考，从而获得了大量确切的第一手资料。因此，《齐民要术》中很多知识的描述都相当精确。如果不是亲自实践，是根本无法做到这一点的。
《齐民要术》由于内容广泛，记述丰富，内容翔实，不仅在我国产生了深远的影响，在国外也有一定的影响。例如，日本早在宽平年间(889—897年)，藤原估世编撰的《日本国见在书目》中，其中便收录了《齐民要术》中的内容。欧洲的一些学者也翻译出版了英、德文本的《齐民要术》。
总之，贾思勰本人尊重劳动，敬重劳动人民，具有一定的远见卓识，能将富国的根本放在农业上，这是十分可贵的见解。而且，他还拥有丰富的知识，通晓多方面的知识和技术，将实践放在很重要的位置上，不只靠空想，具有实事求是的科学精神。这些优秀品质，在其所著的《齐民要术》中都得到了充分展示。
贾思勰所著的《齐民要术》反映了我国古代劳动人民无限的聪明才智，为保留我国古代农业生产的宝贵经验，推动我国古代农业生产的发展，作出了重大贡献。《齐民要术》称得上是一部不朽的、具有很高科学价值的农学巨著。
◎故事感悟
《齐民要术》，顾名思义，就是治理百姓的重要方法。贾思勰能把政治问题、社会问题同经济问题，具体地说是农业生产问题，联系起来加以考察，并能对农业生产经验进行专门探索，他的思想可谓博大精深。这种贯穿古今综合各类的探索方法，为后人进行科学研究和探索提供了宝贵的经验。
