正文 第64章 9、數學家祖衝之(1 / 1)

祖衝之(公元429~500年),河北人,我國古代傑出的數學家、天文學家。

祖衝之的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一個管理朝廷建築的長官。祖衝之長在這樣的家庭裏,從小就讀了許多書,別人都稱讚他是個博學的青年。他特別愛好研究數學,也喜歡研究天文曆法,經常觀測太陽和星球運行的情況,並且做了詳細記錄。

宋孝武帝聽到他的名氣,派他到一個專門研究學術的官署“華林學省”工作。他對做官沒有興趣,但是在那裏,可以更加專心研究數學、天文了。

我國曆代都有研究天文的官,並且根據研究天文的結果來製定曆法。到了宋朝的時候,曆法已經有很大進步,但是祖衝之認為還不夠精確。他根據他長期觀察的結果,創製出一部新的曆法,叫做“大明曆”(“大明”是宋孝武帝的年號)。這種曆法測定的每一回歸年(也就是兩年冬至點之間的時間)的天數,跟現代科學測定的相差隻有五十秒;測定月亮環行一周的天數,跟現代科學測定的相差不到一秒,可見它的精確程度了。

公元462年,祖衝之請求宋孝武帝頒布新曆,孝武帝召集大臣商議。那時候,有一個皇帝寵幸的大臣戴法興出來反對,認為祖衝之擅自改變古曆,是離經叛道的行為。祖衝之當場用他研究的數據回駁了戴法興。戴法興依仗皇帝寵幸他,蠻橫地說:“曆法是古人製定的,後代的人不應該改動。”祖衝之一點也不害怕。他嚴肅地說:“你如果有事實根據,就隻管拿出來辯論。不要拿空話嚇唬人!”宋孝武帝想幫助戴法興,找了一些懂得曆法的人跟祖衝之辯論,一個個被祖衝之駁倒。但是宋孝武帝還是不肯頒布新曆。直到祖衝之死了十年之後,他創製的大明曆才得到推行。

盡管當時社會十分動亂不安,但是祖衝之還是孜孜不倦地研究科學。他更大的成就是在數學方麵——圓周率的計算。

秦漢以前,人們以“徑一周三”做為圓周率,這就是“古率”。後來發現古率誤差太大,圓周率應是“圓徑一而周三有餘”,不過究竟餘多少,意見不一。

直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法——“割圓術”,用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長。劉徽計算到圓內接96邊形,求得π=3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確。

祖衝之在前人成就的基礎上,經過刻苦鑽研,反複演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間。並得出了π分數形式的近似值,取為約率,取為密率,其中取六位小數是3.141929,它是分子分母在1000以內最接近π值的分數。

祖衝之究竟用什麼方法得出這一結果,至今無從考查,若設想他按劉徽的“割圓術”方法去求的話,就要計算到圓內接16,384邊形,這需要化費多少時間和付出多麼巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的。祖衝之計算得出的密率,外國數學家獲得同樣結果,已是一千多年以後的事了。

祖衝之在科學發明上是個多麵手,他造過一種指南車,隨便車子怎樣轉彎,車上的銅人總是指著南方;他又造過“千裏船”,在新亭江(在今南京市西南)上試航過,一天可以航行一百多裏。他還利用水力轉動石磨,舂米碾穀子,叫做“水碓磨”。