登陆注册
14551200000002

第2章 祖冲之

祖冲之,我国南北朝时期著名的数学家、天文学家。他是世界上将圆周率精确到小数点后七位的第一人,这一研究发现比西方早了1100多年。

祖冲之字文远,原籍范阳遒县(今河北涞源县),后来为了躲避北方战乱,祖先迁居江南。他出生于一个士大夫家庭,父亲和祖父对天文、历法都很有研究。祖冲之受家庭的影响,从小就热爱科学。成人之后,祖冲之决定致力于圆周率的研究,计算出更加准确的圆周率。

圆是自然界中最常见的几何图形,许多物体都是圆形。可是怎样计算圆的周长和面积呢?古人很早就进行了研究和探索。古人发现圆的周长与直径的比是一个常数,称为圆周率。如果能准确地求出圆周率,再用直尺量出直径的长度,圆的周长和面积就容易求出来了。圆周率到底是多少呢?我国古代有一本算书叫《周髀算经》,这是我国最早的数学著作之一,书中提出了“径一周三”的概念,这个圆周率称为古率,这当然太粗略了。两汉末年的刘歆求出圆周率的值为3.1547。东汉张衡计算出的圆周率为3.1622。三国末年刘徽创造出包含有极限思想的“割圆术”,计算出了内接正192边形的周长和面积,得出圆周率为3.14。后来他又计算出圆内接3072边形的周长和面积,得出圆周率为3.1416(3927/1250)。

祖冲之认为前人的这些计算结果还是太粗略了,误差很大。但他并没有蔑视前人的研究成果,而是对他们的研究方法进行了认真的研究与思考。后来,他在前人研究成果的基础上,对计算圆周率的方法进行了革新,这种新的计算方法被命名为“缀术”。运用此方法,祖冲之比较精确地计算出了圆周率在3.1415926到3.1415927之间,并用22/7(疏率)和355/113(密率)这两个分数值来表示。这是当时世界上最先进的圆周率。西方直到1573年才由德国奥托较为精确地计算出圆周率,比祖冲之晚了1100多年。

祖冲之准确地计算出圆周率后七位数字以后,很快在实践中得到了运用。他自己曾用他的圆周率研究过度量衡的问题,并用之于鉴定古量器的计算。北周武帝保宝元年(公元561年)所制的玉斗就是以3.1415926为圆周率计算出来的。祖冲之将他的研究成果写成了《缀书》一书。隋唐时期,《缀书》一直是数学教育的基本内容之一。可惜后来因为战乱该书失传了,这是我国数学史上的一大损失。

除了数学外,祖冲之在天文学上也颇有建树。由于从小就受到祖父和父亲的影响,祖冲之学到了一些天文学方面的知识。长大后他兴趣不减,经常进行一些实际测量和推算。他曾说过:“亲量圭尺,躬察仪漏,目尽毫厘,心穷筹策。”意思是说,他经常亲自观察测量日影长短的圭尺,用以校订节气,测定一年的时间到底有多长;也常常亲自察看古代计时用的器具“漏刻”,从而证实日月星辰的升落时辰;他还经常摆弄用于观测、计量实验和检验的各种仪器。祖冲之有着严谨的治学态度,每次观察,他都非常认真,尽量避免任何细小的误差,在此基础上认真进行思考、计算,想出解决问题的办法。

祖冲之将他在天文历法上的观测数据和其他资料做了认真的整理,自己摸索出一些规律。他发现传统的《元嘉历》中有很多错误,于是根据自己的观察做了修改,编成了一本新历法——《大明历》,并向朝廷上奏,希望在全国推行。当朝皇帝是宋孝武帝刘骏,他自己不懂历法,于是组织了一些懂得历法的大臣在金殿上进行“廷议”,号令祖冲之参加,让他与大臣们就两种历法的优劣进行辩论。

公元462年的一天,一场关于历法的大辩论展开了。双方的代表人物是祖冲之和戴法兴。戴法兴首先提出:“日有恒度,宿无改位,这是万世不变的,你并无变法之理。”

祖冲之马上反驳道:“旧历法十九年七闰,每二百年就会相差一天,如果改用大明历,每三百九十一年设一百四十四个闰月,就能与天数符合了。”他又接着说道:“旧历法的夏至和冬至都比天象早,五星(金、木、水、火、土)的出现和隐伏也比实际天象差40多天。历法不符合天象,当然要改革。”

“日月星辰的长落,自有其天数,非凡夫所能测定。”戴法兴不甘心自己的失败。

“日月星辰皆有形可检验,有数据可以推算,并非出于神性,怎么能说凡夫不能测定呢?在下十多年的观测发现每年夏至与冬至的圭尺都没有误差。”他又转身向宋孝武帝道:“据臣推算,每45年11个月要后退1度。”

“你这是削闰坏章,诬天背经。”戴法兴有些恼羞成怒了。

“商朝时的历法是三年一闰,周朝时改为五年二闰,春秋中叶起,才确定十九年七闰,难道他们是削闰坏章吗?至于历法,在《元嘉历》之前已经有《太阳历》,后来才改的,这是不是也是诬天背经呢?”

辩论最终以祖冲之的大获全胜而告终。经过进一步的研究,证实了《大明历》的科学性。于是宋孝武帝颁布诏书,通令全国于公元465年起改行新历。遗憾的是宋朝不久就发生了战乱,《大明历》实际上并未推行。祖冲之死时仍沿用《元嘉历》。

梁武帝时,祖冲之的儿子祖日桓上奏朝廷,请求皇帝下令启用《大明历》。梁武帝派人深入研究,证实了《大明历》的优越性后,颁令于公元510年起施行《大明历》。祖冲之在天文学上的成就最终得到了认可。

同类推荐
  • 智力闯关西游记(第5集)

    智力闯关西游记(第5集)

    《智力闯关西游记(第5集)》犹如一个“现代版西游记作战沙盘”,请你参与故事的设计和问题的解决。英雄和魔鬼与你纠缠在一起,你们之间会发生一件件好玩而有趣的事情,比一比,谁更聪明?谁更智慧?古老的《西游记》故事加入现代生活元素,重新设计的故事情节,让几百年前的故事犹如发生在你的身边。
  • 科学知识大课堂——创造新思维

    科学知识大课堂——创造新思维

    作为一套普及科学知识的通俗读物,本书有别于专业的学术论著,侧重于知识性、趣味性、实用性,注重对青少年科技素质的培育、科学兴趣的培养、科学精神的塑造与科学方法的启迪,不求面面俱到,但求言之有物,物有所指,指有所发。
  • 青少年应该知道的废物利用

    青少年应该知道的废物利用

    本书着重介绍了有色金属、水、废纸、固体废弃物等的循环再利用,通过阅读本书,让青少年掌握如何变废为宝、如何节能环保,如何爱护大自然,能增强青少年的科学环保意识。
  • 太空宇航知识篇(六)

    太空宇航知识篇(六)

    本书结合当前最新的知识理论,根据青少年的成长和发展特点,向青少年即全面又具有重点的介绍了宇宙、太空、地理、数、理、化、交通、能源、微生物、人体、动物、植物等多方面、多领域、多学科、大角度、大范围的基础知识。
  • 最受网络追捧的新寓言:白色狮子王

    最受网络追捧的新寓言:白色狮子王

    本书刊载的100余篇作品中,就包括有这样的畅销品,如《乌龟的形象策划》《雪兔克拉拉》《幸运的箱子》等,相信一定不会辜负了您的期望!
热门推荐
  • 钦差相公仵作妻

    钦差相公仵作妻

    女主丁可人容貌很可人,清丽,脱俗!但她的爱好却一点也不可人,她最熟悉的香水味道是福尔马林。她最喜欢的玩具自然就是死人骨头!她也喜欢男人,——躺在手术台上被谋杀的男人。她准确的鉴定报告,把无数谋杀者送进了监狱。而谋杀终于拜访了她。一场蓄意的车祸把她送到了古代。在一个黑漆漆的山洞中醒来,在荒郊野外救了一个男人的命。他在古代的传奇故事因此展开。
  • 少爷的奇妙冒险

    少爷的奇妙冒险

    继承中英俄三种血统的威廉·斯拉尔王子十一世继承所罗门之王,跟随纯中州血统的祖母意愿来到中州后发生的一系列故事……
  • 鱼你相依

    鱼你相依

    于小鱼一直知道自己的理想型,皮肤白皙,看起来干干净净的,斯斯文文的,最好还带着眼镜。简而言之,就是帅气的学霸!所以在看到林烁的那一刻她决定她爱上他了!
  • 先婚后爱:初恋老公吃定你

    先婚后爱:初恋老公吃定你

    三年前,云言深爱郑宜良,却不得抛下他只身远赴海外。三年后,她终于回国,郑宜良却已视她为陌生人,不闻不问。她进入了他的公司,他百般刁难,处处责罚。如果这是对她半途放弃的惩罚,那么她奉陪。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 魔帝传

    魔帝传

    一个学生,在遭受打击后,不小心被撞死,灵魂穿越后,依旧被欺负,在一次比武中,觉醒魔帝邪精,以后神挡杀神,,,,,,,,,,,,,,,,,,
  • 鬼修通天

    鬼修通天

    内生阴死力,吾为自在仙。且看一介凡人,携带上古邪木种子,辗转几世轮回,修鬼通天!我为鬼修,欲通天!!!
  • 哈利波特之凡人的崛起

    哈利波特之凡人的崛起

    无家族,无实力,无传承的三无主角。如何从泥巴种崛起呢?嗯!主要看作者心情。
  • 重返末日之前

    重返末日之前

    2120年,天外流星坠落,丧尸围城,末日时代正式降临!陈琛意外重生,返回到了末日时代降临前的三个月。实验体、丧尸、觉醒者……陈琛蹒跚前行,于黑暗中前往光明。(简介无力,大家随意看看就好)
  • 圣道之殇

    圣道之殇

    谨以此小说献给80后的同胞其实80后也是有这样那样的烦恼的我们不是没大脑只是有心无脑。80后的兄弟你们有心痛吗,你们的空虚和我一样吗。当你感觉到绝望时看看我写的故事吧。刻骨铭心的痛,我不希望故事发生在你们身上,我们要把握,因为我们的青春只有一次,我们的每一天都有一次,我们所做过的所有事都只有一次,不要把遗憾留下,如果你悲哀了,如果你绝望了,找一个大口袋,把曾经通通装进去。把痛留在心里,把眼泪堵在胃里,再不行,就狼心狗肺自己,总之,不要让自己后悔。