登陆注册
20338300000004

第4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
  • 创新型人才素质教育

    创新型人才素质教育

    当今世界是一个多层次生产力的发展局面。由于生产力发展水平的差异,国家与国家之间、地区与地区之间在经济和文化领域形成了巨大的差距。而这种差距首先是开发创新能力的差距,也就是创新的差距。创新,是一个国家、一个民族屹立于世界之林的最有力的“武器”。历史证明,创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。
  • 新课标英语学习资源库-奥林匹斯山众神

    新课标英语学习资源库-奥林匹斯山众神

    课标是常新的,经典却是永恒的,走进经典的选择,学习兴趣的提高你只有一步之遥。奥林匹斯山众神有普罗米修斯,波塞冬,厄洛斯,阿波罗,海尔墨斯,阿尔特弥斯等。
  • 启迪青少年的语文故事集——青少年必读常用词语的故事

    启迪青少年的语文故事集——青少年必读常用词语的故事

    本丛书重视语文的基础知识训练,选编了常用词语、好词好句、古文名句解读,谚语、歇后语集萃,还有语文趣味故事、语文之谜以及语文大家的故事等等,目的是使中小学生在快乐的阅读中逐步提高语文知识,增加文学素养,为将来走出社会自立人生打下坚实的基础。
  • 语文新课标课外读物——安徒生童话

    语文新课标课外读物——安徒生童话

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 青少年提高逻辑思维能力训练集——排除假设法训练

    青少年提高逻辑思维能力训练集——排除假设法训练

    当今时代是一个知识爆炸的时代,也是一个头脑竞争的时代;在竞争日益激烈的环境下,一个人想要很好地生存,不仅需要付出勤奋,而且还必须具有智慧。随着人才竞争的日趋激烈和高智能化,越来越多的人认识到只拥有知识是远远不够的。因为知识本身并不能告诉我们如何去运用知识,如何去解决问题,如何去创新,而这一切都要靠人的智慧,也就是大脑思维来解决。认真观察周围的人我们也会发现,那些在社会上有所成就的人无不是具有卓越思维能力的人。
热门推荐
  • 潇洒异界游

    潇洒异界游

    修真天才,度劫失败,重生异界!天赋异禀,登峰造极,笑傲异界!玩世不恭,游戏世间,潇洒一生!
  • 夺心契约:公子颜如玉

    夺心契约:公子颜如玉

    他风度翩翩,文采风流,才华横溢,举世无双。世上颜如玉,公子宋安贤,才华当绝世,美貌盖倾城。那时候她还不以为然……
  • 轮回无情道

    轮回无情道

    仙界崩溃、正邪大战、凡人羡慕仙人、可知有多少仙人羡慕凡人?、第三皇第一本书(
  • 世纪之初少先队工作新探索

    世纪之初少先队工作新探索

    中国少年先锋队浙江省第五次代表大会召开前夕,《世纪之初少先队工作新探索》正式出版。字里行间,我欣喜地看到五年来浙江省少先队工作尤其是少先队科研取得的骄人成绩。朴实无华的研究语言,尽情描绘出了少先队工作新颖的活动设计,独特的辅导艺术,时代的教育理念和科学的探索路径;充分展现了我省少先队辅导员善于学习、善于实践的健康风貌及与之相随的执着精神、合作精神、求实精神与创新精神。多年来我省少先队工作一直倡导的“以团带队,全团带队”,“理论先导,科研兴队”思路再一次结出丰硕的成果,展示在你我面前。
  • 青春时光机

    青春时光机

    那些年的我们,朦朦胧胧不知所向,街头巷尾都暗藏着数不尽的忧伤离合。碰壁、失败、这些对于年轻的我们又算得了什么,岁月几乎决定了一切。随着年龄的不断增长,我们不能算作是真正意义上的成熟,仅仅也就是越来越适应我们现在所处的环境罢了。当时过境迁的我们翻开这本记忆青涩时光的书时,是否还能够找回那些年里一尘不染的自己。
  • tfboys之零碎的记忆

    tfboys之零碎的记忆

    零碎的记忆,漂泊的女孩。曾经太过年轻,却绝对真心,我给的爱始终任性,却不懂花开一次的爱情。
  • 一场落花

    一场落花

    女主角杜雨在他乡遇上了初中时暗恋的男生,为了能得到优秀的他的青睐,没有文学细胞的她去参加校文学社,却在无意中得到了主编的悉心照顾和教导;球赛上在强悍对手面前,她和自己的团队努力的意志也赢得了情敌的敬意。期间,她经历了入社退社风波,但是依然努力向上;年少无知的她也曾伤害过一份美丽的友情。经历过表白被拒,友情大考验,中毒风波。她与好友何语嫣、夏菲菲对友情爱情有着不同追求和态度。与笔友顾宇有着别人不能理解的纯真的友情,却在一次远途约会中,把所有的美好都破坏了。在短短的几天里她经历了一生中也许都不可能遇到几件的事,远途赴约却被自己所信任的朋友放鸽子;父母离婚;流言蜚语的恶意中伤;好朋友的孤立;所爱的人的不信任;好友也在这时被发现生重病,危在旦夕。当她不知该何去何从的时候,对她伸出援助之手的人却是那个情敌,然而在打算开始新生活的路上,遇上了灭顶之灾??????
  • 星月离尘

    星月离尘

    星月,一个暗居幕后离尘,一个寻求自我是欢喜还是,充满暗斗?(本文少打斗,无热血,非一般修真文,谢)
  • 灵魂的呐喊

    灵魂的呐喊

    当生命失去最后的色彩,我唯一能做的可能就是记住你赐予我的痛
  • 我想要的是爱情,而你给的是奸情