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祖冲之

祖冲之,学文远,祖籍河北范阳遒县(今河北涞水县),生于公元429年,卒于公元500年。他的家庭,从曾祖父起,大都对天文、历法和数学很有研究。祖冲之从小就阅读了许多天文和数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践,亲自观察天象,进行推算,终于使他成为中国古代杰出的数学家和天文学家。

在汉以前,中国一般用三作为圆周率数值,即“周三径一”。这在计算圆的周长和面积时,误差很大。最早提出科学计算方法的数学家是刘徽,他在魏景元四年(公元263年)注释《九章算术》时,创立了“割圆术”,把圆周率的概念推上了一个新的高度。用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长,刘徽计算到圆内接96边形,求得π=3.14,并指出,内接正多边形的边数越多,所求得的π值越精确。祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在3.1415926与3.1415927之间。得出了π分数形式的近似值,取为约率,其中取六位小数是3.141929,它是分子分母在1000以内最接近π值的分数。圆周率的计算,仅是祖冲之的一项贡献,他的科技成就是多方面的,堪称当时一位卓越的数学家、天文学家和机械制造家。

祖冲之在数学上的杰出成就,除了圆周率的计算以外,另一重要贡献就是创立了求球体体积的正确公式:球体积=4/3π×(半径)立方。这也是在刘徽工作的基础上,祖冲之与他的儿子祖(也是中国著名的数学家)共同研究而取得的。在研究过程中,祖氏父子应变用了“等高处截面积相等的两个立体,其体积必相等”的公理。这一公理在欧洲直到17世纪才被意大利数学家卡瓦列里所引用。祖冲之还曾著有《缀术》一书,在唐代被列为10部算经之一,可惜由于其内容太高深,被学官废置而亡失。为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议把π=叫做"祖率"。

在天文学方面,祖冲之大胆地指出了前人所制历法的不足,提出了历法改革,于刘宋大明六年(公元462年),完成了新历法“大明历”的制定工作。大明历把岁差首次引入历法,把19年七闰法改为391年144闰,从而使历法更加精密。

同时,祖冲之在机械方面也有辉煌的成就。他曾制造过“圆转不穷,而司方如一”(《南齐书·祖冲之传》)的指南车、“日行百余里”(《南齐书·祖冲之传》)的千里船,以及利用水力转动石磨舂米磨谷的水碓磨等。

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