42.祖冲之

    （429—500年）

    宋末，南徐州从事祖冲之更开密法。以圆径一亿为丈，圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽，朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽，正数在盈朒二限之间。密率：圆径一百一十三，圆周三百五十五。约率，圆径七，周二十二。

    ——《隋书?律历志》

    数学在中国的历史源远流长，是仅次于农学的又一发达的自然科学，在很多领域都达到了世界领先水平，如汉朝的《九章算术》中所记载的知识很多都是当时最先进的应用数学。

    提到数学，人们自然地会想到圆周率的值，我国最早算出的圆周率的值是3，后经过刘徽运用割圆术的方法计算出圆周率的值为3.14，这已经达到世界领先地位。到了南北朝时期，圆周率的值更加精确了，甚至到了小数后第七位，比欧洲达到此水平早一千多年。为数学界作出这一巨大贡献的人就是我国杰出的数学家、科学家祖冲之。

    祖冲之，字文远，祖籍河北，由于常年战乱，他随家人迁居南方。祖冲之生于士大夫家庭，父亲博学多才，祖父曾负责主持国家的建筑工程。在良好家庭氛围的熏陶下，少年时代的祖冲之经常阅读《春秋》、《史记》、《汉书》等历史巨著。受祖父影响他还爱好科学研究，搜集并阅读了大量科学书籍，刘徽、张衡、刘歆等人的科学著作成了他经常翻阅的范本。

    由于渊博的学识，祖冲之名声大振，被宋孝武帝送到华林学省从事学术研究。大明五年（461年），他被任命为徐州从事史、公府参军，开始编制《大明历》。之后，他又先后调任娄县令、谒者仆射、长水校尉等官职，其间致力于机械的研制工作。祖冲之的晚年，政治动荡，经济凋敝，他向齐明帝上书《安边论》，建议朝廷开垦荒地，发展农业，安定民生，巩固国防，但由于连年战火，他的建议未被实施。

    在没有安定生活的情况下，祖冲之也没有放弃对科学的研究。他借鉴刘徽等人的成就，却又绝不拘泥于古人，大胆革新、刻苦钻研，凭借顽强的毅力计算出了π的值近似在3.1415926与3.1415927之间，他称3.1215926为“约率”，3.1415927为“密率”，这一研究成果比欧洲早了近一千年。为了纪念祖冲之的伟大贡献，这个圆周率数值被称为“祖率”，可惜的是现在已经没有办法考证祖冲之当初是用什么方法计算出这个值的。

    祖冲之一生不仅在数学方面有巨大贡献，在天文历法方面也颇有建树。他编撰了当时最科学的历法《大明历》，其中记录了很多科学的论断。

    古人在长期的观察中发现，地球在转动过程中受外力影响，不可能回到原点，于是就提出了岁差问题，可是在编撰历法时却没有人引用岁差。祖冲之通过观察证实了岁差的存在，并把岁差第一次引入《大明历》。他还相当准确地计算出了一个回归年为365.24281481日，推算交点月的日数为27.21223日，这两个数值与现在测得的值非常接近。在当时的条件下祖冲之能算出如此精密的数字，实在值得敬佩。

    祖冲之还改革了闰年，计算出当时最精确的闰周：391年有144闰。他还对木、水、火、金、土等行星进行了观测，精确地计算出了它们的运行周期，他所算出的木星运行的周期约为11.862年，水星运转一周的时间为115.88日，金星运转一周的时间为583.93日，同现代科学家测定的数字很接近。

    祖冲之在机械制造方面也很有天赋，他改造了姚兴指南车的弊病，制造了新式指南车；根据诸葛亮的“木牛流马”制造了“千里船”，还制造了定时器、水碓磨。

    祖冲之的思想和科学成果都记录在他的一些著作中，如《缀术》、《九章述义注》、《易老庄义释》等。《缀术》还曾被引为教科书，可惜已经遗失了，现存的只剩《上大明历表》、《大明历》等少数几篇了。

    为了纪念祖冲之对科学所做的贡献，苏联专家把月亮背后的一组环形山以“祖冲之”命名，中国也将发现的第1888号小行星命名为“祖冲之小行星”。

    【交点月】交点月，就是指月亮在运行过程中连续两次经过太阳运行轨道与月亮运行轨道的交叉点所间隔的时间。这个值是可以运算的，祖冲之所推算出的交点月的值与现代测得的值很接近，而且准确地测得了23年间所发生的月食时间。</p>

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