登陆注册
15176800000007

第7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
  • 海底奇异世界

    海底奇异世界

    本书主要讲述了一个时代的诞生,那就是宇航时代。该书一步一步告诉小读者们,人类是怎样开发宇宙的、又是怎样进入宇宙的?读者关心的很多重要问题在这里都有一个充分的讲述。书中既有科学原理的生动讲解,又综合运用图片、图标等具象形式加以表现,从而使读者直观、迅速、深刻地理解了作者所要传达的知识和理念。
  • 爱心故事(影响青少年一生的中华典故)

    爱心故事(影响青少年一生的中华典故)

    《爱心故事》中每个典故包括诠释、出处和故事等内容,简单明了,短小精炼,具有很强的启迪性、智慧性和内涵性,非常适合青少年用于话题作文的论据,也对青少年的人生成长以及知识增长具有重要的作用,是青少年阅读和收藏的良好版本。
  • 实验科学的奠基人:伽利略的故事

    实验科学的奠基人:伽利略的故事

    本书中介绍了科学家们独立思考、敢于怀疑、勇于创新、百折不挠、求真务实的科学精神和他们在工作生活中宝贵的协作、友爱、宽容的人文精神。使青少年读者从科学家的故事中感受科学大师们的智慧、科学的思维方法和实验方法,受到有益的思想启迪。从有关人类重大科技活动的故事中,引起对人类社会发展重大问题的密切关注,全面地理解科学,树立正确的科学观,在知识经济时代理智地对待科学、对待社会、对待人生。阅读这套丛书是对课本的很好补充,是进行素质教育的理想读物。
  • 大自然的困惑(学生最想知道的未解之谜)

    大自然的困惑(学生最想知道的未解之谜)

    《学生最想知道的未解之谜:大自然的困惑》编排体例合理,图文并茂,语言通俗易懂,可以满足青少年读者的求知欲,激发其探索“谜底”的兴趣。同时也可作为中小学教师进行科普教育的参考书,配合学校素质教育的目的,提高青少年素质与思想素质。
  • 奇幻宇宙大探秘

    奇幻宇宙大探秘

    一本新潮、超炫、酷辣的探索书!一次炫丽夺目、时尚无敌的谜之旅!一堂奇妙鲜活、充满趣味的科学课!一份世界优秀科学家给孩子的最新报告!这里飞翔着让孩子耳目一新的奥秘、知识、惊奇和想象,以超级趣味的形式和无法抵挡的吸引力,瞬间点燃孩子内心好奇心的火山,让求知欲、创新力、探索力、思考力喷薄而出!本书是宇宙卷,讲述包括读者感兴趣的诸如星座、ufo、外星人等百科知识。
热门推荐
  • THE PEASANT WAR IN Germany

    THE PEASANT WAR IN Germany

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 晚清豪侠传

    晚清豪侠传

    晚清时期,外侮内乱,国家风雨飘摇。从王公贵族到江湖豪杰,都在寻找一条救国救民的新道路。谭嗣同,大刀王五,袁世凯等一批英雄豪杰杀身成仁,舍身取义,但求改变国家民族命运,开万世之太平。
  • 开挂世界:NPC养成录I

    开挂世界:NPC养成录I

    “离琳,请选择。魔法世界还是数据世界?”“数据世界。”啧啧,强制学习?还100%?有点厉害的样子。嘛~人家在数据世界啦……
  • 二十年间

    二十年间

    一个生活无忧的十八岁东北女孩,从去深圳酒店实习开始的二十年间,和她通往爱情道路上遇到的三个男人之间的种种感动与痛苦,爱着与被爱的相互纠缠……
  • 情深错流年

    情深错流年

    女主是一位小姑娘,男主是一位腹黑校草,两人因为太深爱,而错过了给对方完美青春的机会
  • 修罗战纪

    修罗战纪

    世道纷乱,人心不安。一个有点无耻有点怕死偶尔善良偶尔疯狂的少年来到这个复杂战乱不休的世界!他该怎么活下去……你觉得什么不能被摧毁,那么我...便毁给你看!这世道,需要的不是容忍,是爆发是摧枯拉朽的毁灭,然后…在我手上浴火重生《桑德语录》求收藏,点击,推荐,在此拜谢!
  • 火澜

    火澜

    当一个现代杀手之王穿越到这个世界。是隐匿,还是崛起。一场血雨腥风的传奇被她改写。一条无上的强者之路被她踏破。修斗气,炼元丹,收兽宠,化神器,大闹皇宫,炸毁学院,打死院长,秒杀狗男女,震惊大陆。无止尽的契约能力,上古神兽,千年魔兽,纷纷前来抱大腿,惊傻世人。她说:在我眼里没有好坏之分,只有强弱之分,只要你能打败我,这世间所有都是你的,打不败我,就从这世间永远消失。她狂,她傲,她的目标只有一个,就是凌驾这世间一切之上。三国皇帝,魔界妖王,冥界之主,仙界至尊。到底谁才是陪着她走到最后的那个?他说:上天入地,我会陪着你,你活着,有我,你死,也一定有我。本文一对一,男强女强,强强联手,不喜勿入。
  • 私呵昧经

    私呵昧经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 凤翎异世

    凤翎异世

    穿越?做个任务还能穿越?在杀手界叱诧风云的堂堂杀手之王,万人之上,在这小小的凤灵大陆居然没有她的立足之地!笑话!堂堂的天才,在那也只是一个废物!且看一代杀手如何扭转乾坤,颠覆武林!(凤灵大陆。一身浅绿,性格张扬。一袭白衣,只喜清冷)一个个本不相连的词,却在同一地方,发生了碰撞。让对感情早已心灰意冷的杀手之王无可救药的爱上了他…她说:“如果我知道,结局会是这样,最后会那么的爱你,我愿意从来没有遇见过你…”他说:“我已经抓住了你,你逃不掉了。”明月高照,执子之手,与子偕老。“约定好了,生生世世,永不分离!”(一对一,女强男更强的爽文,喜欢的亲可以入坑了!)
  • 素寻

    素寻

    我从迷茫中醒来,只希望做一个道德清修,独立于三界之外,渺渺兮于天地之间,然而世间之事却不遵从人意,妖魔乱我心,众生迷我眼,直到有一天,当我回过头一看,原来我的身后已经······