數學家祖沖之的故事

時間：2025-01-20 17:00:32 銀鳳名人故事我要投稿

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關于數學家祖沖之的故事

　　故事，在現實認知觀的基礎上，對其描寫成非常態性現象。是文學體裁的一種，側重于事件發展過程的描述。下面是小編整理的數學家祖沖之的故事，歡迎閱讀與收藏。

關于數學家祖沖之的故事

　　祖沖之是我們國家南北朝的一名數學家、天文學家，他是河北淶源人，最大的成就就是計算了圓周率。

　　在秦漢之前，徑一周三就是那會兒的圓周率，但是誤差非常地大，后來發現圓周率應該是徑一周三而有余，但是余數大小無法確定，后來，劉徽發明了割圓術，求出了圓周率是3.14，而且發現一個問題，那就是圓內切的正多邊形邊數越多的話，圓周率就會越來越準確。

　　祖沖之究竟是根據什么方法得出的圓周率，現在沒有辦法進行考證，但是無論如何，他都是一個非常有毅力，很聰慧的人。

　　祖沖之實事求是，親自檢驗歷法，在他33歲的時候編制了《大明歷》，由此就開辟了歷法史的新紀元。

　　他特別愛好研究數學，也喜歡研究天文歷法，經常觀測太陽和星球運行的情況，并且做了詳細記錄。

　　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。他對做官并沒有興趣，但是在那里，可以更加專心研究數學、天文了。

　　我國歷代都有研究天文的官，并且根據研究天文的結果來制定歷法。到了宋朝的時候，歷法已經有很大進步，但是祖沖之認為還不夠精確。他根據他長期觀察的結果，創制出一部新的歷法，叫做“大明歷”(“大明”是宋孝武帝的年號)。這種歷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只有五十秒;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，祖沖之請求宋孝武帝頒布新歷，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，認為祖沖之擅自改變古歷，是離經叛道的行為。祖沖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：“歷法是古人制定的，后代的人不應該改動。”祖沖之一點也不害怕。他嚴肅地說：“你如果有事實根據，就只管拿出來辯論。不要拿空話嚇唬人嘛。”宋孝武帝想幫助戴法興，找了一些懂得歷法的人跟祖沖之辯論，也一個個被祖沖之駁倒了。但是宋孝武帝還是不肯頒布新歷。直到祖沖之死了十年之后，他創制的大明歷才得到推行。

　　盡管當時社會十分動亂不安，但是祖沖之還是孜孜不倦地研究科學。他更大的成就是在數學方面。他曾經對古代數學著作《九章算術》作了注釋，又編寫一本《綴術》。他的最杰出貢獻是求得相當精確的圓周率。經過長期的艱苦研究，他計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間，成為世界上最早把圓周率數值推算到七位數字以上的科學家。

　　祖沖之在科學發明上是個多面手，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“千里船”，在新亭江(在今南京市西南)上試航過，一天可以航行一百多里。他還利用水力轉動石磨，舂米碾谷子，叫做“水碓磨”。

　　祖沖之祖籍河北，他的祖父和父親都曾在南朝做官，因而他出生于南方。晉朝末年，由于北方連年混戰，中原地區的人口大量遷移到南方，促使長江流域的農業生產和社會經濟各方面都有迅速的發展，祖沖之正是誕生在這樣的時代環境里。祖家歷代對天文歷法都很有研究。在家庭的影響下，祖沖之從小便對天文學和數學發生了濃厚的興趣。

　　在青年時代，他便對劉歆、張衡、王蕃、劉徽等人的工作進行了深入細致的研究，駁正了他們的錯誤。以后他繼續鉆研，在科學技術方面作出極有價值的貢獻。精確到小數點后第六位數的圓周率，便是他其中最杰出的成就之一。在天文歷法方面，他曾將自古代到他生活年代為止所有可以搜羅到的文獻資料，全部整理了一遍，并且通過親自觀測和推算，做了深切的驗證。他指出當時所流行的何承天（公元370—447年）編定的歷法有許多嚴重的錯誤。因此他便開始編制另一種新的歷法。

　　宋大明6年（公元462年），33歲的祖沖之編好了新的歷法“大明歷”。這是一部最好的歷法，但是卻遭到了當時朝廷中最得勢人物戴法興的反對。許多官員懼怕戴法興的勢力，不敢對祖沖之新歷作公正的評定。祖沖之為了堅持真理，勇敢地與戴法興展開了辯論，他寫了一篇有名的《駁議》，逐條駁斥了戴法興的無理責難。這場辯論，實際上反映了當時科學發展過程中科學和反科學、進步和保守之間的尖銳斗爭。戴法興等人認為：歷代流傳下來的東西，都是古制，是不可革的，是“萬世不易”的，他們認為天文歷法不是“凡人”可以修改的，他們說：“非沖之淺慮妄可穿鑿”，甚至進一步責罵祖沖之是“誣天背經”。祖沖之對他們提出了尖銳的反駁。他認為日月五星的運行“非出神怪”，“是有形可檢，有數可推”，只要進行細心的觀測和推算。孟子早先所說“千年之日至（夏至、冬至）可生而致”的話是完全可以做到的。祖沖之在《駁議》中寫了兩句非常有名的話“愿聞顯據，以覆理實”，“浮詞虛貶，竊非所懼”。他希望雙方都拿出真實的證據，辨明真正的是非，至于造謠和中傷，那是他絲毫不怕的。由于種種阻礙，大明歷一直到他死后十年，在梁朝才得以頒行（公元510年）。

　　祖沖之除天文歷法和數學之外，對機械方面也有研究，他制造過“指南車”和“千里船”，此外，他對音律也很精通，對古代的許多書籍進行過注釋，他還寫過十卷小說，他真稱得上是一個多才多藝的科學家。關于他在數學方面的著作，最著名的要算是《綴術》，此外還有《九章算術譯注》、《重差注》等等，但這些也都失傳了。

　　祖沖之的兒子祖暅也是一位杰出的數學家，他繼承了祖沖之在數學和天文歷法方面的工作，并進一步發揚光大了他父親的成就。祖沖之的“大明歷”就是經過祖暅三次建議之后才被梁朝采用的。關于球體體積的計算也是作為祖暅的工作流傳下來的。祖暅終生好學不倦。傳說他小的時候，專心讀書，連打雷也不覺得，走路時思考問題，曾經撞到別人身上。

　　祖沖之父子的名字，不僅在國內已是受到稱道，在世界上也受到了應有的重視。

　　祖沖之圓周率

　　祖沖之在數學上的杰出成就，是關于圓周率的計算。秦漢以前，人們以"徑一周三"做為圓周率，這就是“古率”。后來發現古率誤差太大，圓周率應是“圓徑一而周三有余”，不過究竟余多少，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，并指出，內接正多邊形的邊數越多，所求得的π值越精確。

　　祖沖之在前人成就的基礎上，經過刻苦鉆研，反復演算，求出π在3.1415926與3.1415927之間。并得出了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。

　　祖沖之究竟用什么方法得出這一結果，現在無從考查。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么巨大的勞動啊！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。祖沖之計算得出的密率，外國數學家獲得同樣結果，已是一千多年以后的事了。為了紀念祖沖之的杰出貢獻，有些外國數學史家建議把π=叫做“祖率”。

　　祖沖之博覽當時的名家經典，堅持實事求是，他從親自測量計算的大量資料中對比分析，發現過去歷法的嚴重誤差，并勇于改進，在他三十三歲時編制成功了《大明歷》，開辟了歷法史的新紀元。

　　祖沖之還與他的兒子祖暅（也是我國著名的數學家）一起，用巧妙的方法解決了球體體積的計算。他們當時采用的一條原理是：“冪勢既同，則積不容異。”意即，位于兩平行平面之間的兩個立體，被任一平行于這兩平面的平面所截，如果兩個截面的面積恒相等，則這兩個立體的體積相等。這一原理，在西文被稱為卡瓦列利原理，但這是在祖氏以后一千多年才由卡氏發現的。為了紀念祖氏父子發現這一原理的重大貢獻，大家也稱這原理為“祖暅原理”。

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