中國數學家祖沖之的故事

　　導語：祖沖之(429-500)的祖父名叫祖昌，在宋朝做了一個管理朝廷建筑的長官。祖沖之長在這樣的家庭里，從小就讀了不少書，人家都稱贊他是個博學的青年。下面是小編整理的中國數學家祖沖之的故事，歡迎查閱，供參考。

　　中國數學家祖沖之的故事

　　祖沖之(429-500)的祖父名叫祖昌，在宋朝做了一個管理朝廷建筑的長官。祖沖之長在這樣的家庭里，從小就讀了不少書，人家都稱贊他是個博學的青年。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”。

　　祖沖之晚年的時候，掌握宋朝禁衛軍的蕭道成滅了宋朝。

　　家世背景

　　西晉末期至十六國時期，北方發生大規模戰亂，祖沖之的先輩從范陽郡（今河北省淶水縣）遷徙到東晉國都建康（今江蘇省南京市），祖沖之遂出生于建康，其祖父祖昌任劉宋朝大匠卿，是朝廷管理土木工程的官吏，父親祖朔之做“奉朝請”，學識淵博，常被邀請參加皇室的典禮、宴會。

　　祖沖之從小就受到很好的家庭教育。爺爺給他講“斗轉星移”，父親領他讀經書典籍，家庭的熏陶，耳濡目染，加之自己的勤奮，使他對自然科學和文學、哲學，特別是天文學產生了濃厚的興趣，在青年時代就有了博學的名聲。

　　早年經歷

　　祖沖之曾在著作中自述說，從很小的時候起便“專功數術，搜爍古今”。他把從上古時起直至他生活的時代止的各種文獻、記錄、資料，幾乎全都搜羅來進行考察。同時，主張決不“虛推古人”，決不把自己束縛在古人陳腐的錯誤結論之中，并且親自進行精密的測量和仔細的推算。像他自己所說的那樣，每每“親量圭尺，躬察儀漏，目盡毫厘，心窮籌策”。

　　由于祖沖之博學多才的名聲，被南朝宋孝武帝派至當時朝廷的學術研究機關華林學省做研究工作，后來又到總明觀任職。當時的總明觀是全國最高的科研學術機構，相當于古代的中國科學院。總明觀內分設文、史、儒、道、陰陽5門學科，實行分科教授制度，請來各地有名望的學者任教，祖沖之就是其一。在這里，祖沖之接觸了大量國家藏書，包括天文、歷法、術算方面的書籍，具備了借鑒與拓展的先決條件。

　　潛心科學

　　大明五年（461年），祖沖之擔任南徐州（今江蘇鎮江）刺史府里的從事，先后任南徐州從事吏、公府參軍。祖沖之在這一段期間，雖然生活很不安定，但是仍然繼續堅持學術研究，并且取得了很大的成就。

　　大明六年（462年），祖沖之把精心編成的《大明歷》送給宋孝武帝請求公布實行，宋孝武帝命令懂得歷法的官員對這部歷法的優劣進行討論，最終，宋孝武帝決定在大明九年（465年）改行新歷。

　　大明八年（464年），祖沖之被調到婁縣（今江蘇昆山縣東北）作縣令。之后又到建康（今江蘇南京），擔任謁者仆射的官職。從這時起，一直到南朝齊初年，他花了較大的精力來研究機械制造，重造出了用銅制機件傳動的指南車，發明了一天能走百里的“千里船”和“木牛流馬”、水碓磨（利用水力加工糧食的工具），還設計制造過漏壺（古代計時器）和巧妙的欹器。

　　晚年生活

　　祖沖之的晚年，正值南齊后期，統治階級內部矛盾尖銳，政治黑暗，社會不安。在這種情況下，祖沖之的研究方向有了很大的變化。他著重研究文學和社會科學，同時也比較關心政治。

　　隆昌元年（494年）到建武五年（498年）之間，他擔任長水校尉的官職。當時他寫了一篇《安邊論》，建議政府開墾荒地，發展農業，增強國力，安定民生，鞏固國防。齊明帝看到后想令他“巡行四方，興造大業，可以利百姓者”，后因南齊的統治已經無法再維持下去。國家政權搖搖欲墜，再加上南北朝之間的連年戰爭，祖沖之良好的政治主張無法在國家內部施行，更無法實現了。

　　永元二年（500年），這位卓越的大科學家去世，享年七十二歲。他的天文歷法心血之作《大明歷》在天監九年（510年）才以《甲子元歷》之名頒行。

　　歷史評價

　　華羅庚（《從祖沖之的圓周率談起》）：“祖沖之不僅是一位數學家，同時還通曉天文歷法、機械制造、音樂，并且還是一位文學家。祖沖之制訂的《大明歷》，改革了歷法，他將圓周率算到了小數點后七位，是當時世界最精確的圓周率數值，而他創造的“密率”聞名于世。”

　　《南史》：沖之解鐘律博塞，當時獨絕，莫能對者。

　　人民網：祖沖之父子的數學研究成就匯集于他的數學專著《綴術》中。這本書極其高深，以至于“學官莫能究其深奧，故廢而不理”。在唐朝官學中，《綴術》也被列為必讀的十部算經之一，且需學習4年，年限為各經之首。后來，《綴術》傳至朝鮮，但10世紀以后，《綴術》漸漸在各國失傳了。盡管今天已無從知道《綴術》的具體內容，但從該書在唐代官學中的學習年限及史書中相關的零星記載，我們仍可以想見其學術價值。

　　軼事典故

　　1、歷法之爭

　　462年（南朝宋大明六年），祖沖之把精心編成的《大明歷》送給宋孝武帝請求公布實行。宋孝武帝命令懂得歷法的官員對這部歷法的優劣進行討論。在討論過程中，祖沖之遭到了以戴法興為代表的反對，祖沖之著《歷議》一文予以駁斥。在“歷議”中，他寫下了兩句名言：“愿聞顯據，以核理實”，“浮辭虛貶，竊非所懼”。為了明辨是非，他愿意彼此拿出明顯的證據來相互討論，至于那些捕風捉影無根據的貶斥，他絲毫也不懼怕。戴法興認為，歷法中的傳統持續下來的方法是“古人制章”、“萬世不易”的；他責罵祖沖之是什么“誣天背經”，認為天文和歷法是“非凡夫所測”、“非沖之淺慮，妄可穿鑿”的。祖沖之卻大不以為然。他反駁說，不應該“信古而疑今”，假如“古法雖疏，永當循用”，那還成什么道理！日月五星的運行“非出神怪，有形可檢，有數可推”，只要進行精密的觀測和研究，孟子所說的“千歲之日至可坐而致也”，是完全可以做得到的。

　　2、刻苦求精

　　祖沖之那個時代，算盤還未出現，人們普遍使用的計算工具叫算籌，它是 一根根幾寸長的方形或扁形的小棍子，有竹、木、鐵、玉等各種材料制成。 通過對算籌的不同擺法，來表示各種數目，叫做籌算法。如果計算數字的位數越多，所需要擺放的面積就越大。用算籌來計算不像用筆，筆算可以留在 紙上，而籌算每計算完一次就得重新擺動以進行新的計算；只能用筆記下計算結果，而無法得到較為直觀的圖形與算式。因此只要一有差錯，比如算籌被碰偏了或者計算中出現了錯誤，就只能從頭開始。祖沖之為求得圓周率的精準數值，就需要對九位有效數字的小數進行加、減、乘、除和開方運算等十多個步驟的計算，而每個步驟都要反復進行十幾次，開方運算有 50 次，最后計算出的數字達到小數點后十六、七位。

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