第301章 祖冲之的圆周率
书名:纵观华夏五千年 作者:姚姚哥viv 本章字数:1915字 发布时间:2023-06-11

459年9月15日,我国就有人成功预测到了月食,并以生动的事实向人们宣布:“经过科学计算,月食是可以预测的。”


他就是中国南北朝杰出的科学家——祖冲之。


宋孝武帝即位后,刘宋朝就开始迅速衰落了。


祖冲之的祖父名叫祖昌,在刘宋朝管理建筑的长官。


祖冲之在这样一个家庭长大,从小就读了很多书籍,人们称赞他是一个博学青年。


他特别喜欢研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观察太阳和星球的运行,并做了详细的记录。

有一天,宋孝武帝听说他的名气,便派他到一个专门研究学术的官署华林学省工作。


本来他对做官不感兴趣,但在那儿可以更加专注研究数学和天文学。


我国历代都有研究天文学的官员,历法是根据研究天文学的结果而制定。


到了刘宋时期,历法已经有了很大的进步,可祖冲认为还不够准确。


根据他长期观察的结果,他创造了一种叫做“大明历”的新历法(“大明”是宋孝武帝的年号)。


这种历法,测定的每一个回归年(即两年冬至点之间的时间)的天数,与现代科学测定的天数只有50秒的差异。


此外,他测定月球周围的天数与现代科学测定的天数,相差还不到一秒,这表明了它的准确性。


祖冲之的《大明历》,改革了中国古代传统的“闰法”。


他经过精心计算,确定了 391年中设 144个闰月的闰法,提高了《大明历》的准确性。


祖冲之也在历法计算中,首次引入了“交点月”的概念。


所谓“交点月”,就是月亮在天体上运行的路线和太阳在天体上运行的路线,有两个交点(也叫黄白交点),月亮两次经过同一交点的时间叫“交点月”。


由于日食和月食都发生在黄白交点的附近,所以测量交点月可以准确预测出日食和月食。


462年,祖冲之请奏宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。


当时,皇帝身边有一个宠信大臣叫戴法兴的人,站出来出来反对说:“祖冲之擅自更改古历,这是一种离经叛道的行为。”


祖冲之用他的研究数据,当场驳斥了戴法兴。


戴法兴仗着皇帝宠信他,傲慢地说:“历法是古人制定的,后人不应该更改。”


祖冲之却一点也不害怕,一脸严肃地说:“如果你有事实依据,就拿出来辩论,不要在这里用空话吓唬人。”


宋孝武帝想帮助戴法兴,便找了一些懂得历法的人和祖冲之争论,结果一个个被祖冲驳斥。


但宋孝武帝还是拒绝颁布新的历法,直到祖冲之死了十年后,他创造的大明历才得到实施。


尽管当时社会十分动荡,祖冲之依然孜孜不倦地研究科学。


除此之外,祖冲之在数学方面也取得了更大的成就。


他曾经注释过古代数学作品《九章算术》,写下了另一本书《缀术》。


他最突出的贡献,就是相当精确计算出的周转率。


经过长期的艰苦研究,他计算出的周转率,成为世界上第一位将圆周率值计算到小数点后七位数以上的科学家。


圆周率,则是圆周长与直径之比。


它是计算圆的面积、球体积、圆柱体积等不可缺少的数据。


祖冲之从前古人计算圆周率的方法中,得到了启示:“圆的内接正多边形的边数越多,其面积与圆面积之间的误差就越小。”


祖冲之利用求圆内接正多边形总边长的方法,求得了圆周长度的近似值。


他从正六边形开始,正十二边形、二十四边形、四十八边形…边数翻倍增加。


依次计算到正两万四千五百七十六边形的边长,得出圆周率在3.1415926——3.1415927之间的准确结论。


祖冲之的计算非常复杂,如此庞大的计算,没有坚强的毅力和熟练的技能是无法完成的。


一千年后,荷兰人安东尼兹和德国人奥托,才提出了这一价值的数学数据。


当时,欧洲数学家并不知道祖冲之已经提出了“祖率”。


他们错误地认为第一次提出的是荷兰人,所以他们称之为“安东尼兹率”。


而我国在数学界中的圆周率,一直被称为“祖率”。


“祖率”只是祖冲的研究成果之一,他还将数学研究成果汇集成《缀术》一书。


《缀术》与《大明历》命运一样,在祖冲之在世时期被搁置。


祖冲死后100多年,《缀术》才得以问世。


祖冲之是科学发明多才多艺的人才,他制造了一辆指南车,随便车怎么转,车上的铜人总是指着南方。


他还制造了一艘“千里船”,于新亭江(今南京西南部)试航,每天可以航行100里。


他还利用水力转动石磨,碾米碾谷子,叫作“水碓磨”。


祖冲之死后,儿子祖暅、孙子祖皓都继承了祖冲之的事业,刻苦钻研数学和历法。


据说,祖暅在研究科学的时候,全神贯注,连天上的雷声都听不见。


他经常一边走路,一边思考。


有一次,祖暅走在路上的时候,前面来了一个叫徐勉的大官僚。


祖暅没有注意,一头撞在徐勉身上。


等到徐勉招呼他,祖暅这才如梦初醒,匆匆答礼。


徐勉也知道他研究出了神,并没有责怪于他。


总而言之,祖冲之的科研成果是多方面的,在政治、文学、音乐等方面也有很多研究。


其主要著作有《大明历》、《安边论》、《缀术》、《述异记》、《历议》等。


他一生著述了很多作品,有些被流传到了国外。


祖冲之作为我国古代杰出的数学家、天文学家和发明家,这为中国数学的发展乃至世界数学的发展做出了巨大贡献。

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