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祖冲之的圆周率简介

2023-10-23 14:55 979

祖冲之,字文远,是我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。祖冲之一生钻研自然科学,其主要贡献在数学、天文历法和机械制造三方面。他是继刘徽之后对圆周率π的计算达到了更精确的程度,在世界数学史上具有重大意义。

祖冲之的圆周率简介

祖冲之(429年—500年),字文远,出生于建康(今南京),祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县),中国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。

祖冲之一生钻研自然科学,其主要贡献在数学、天文历法和机械制造三方面。他在刘徽开创的探索圆周率的精确方法的基础上,首次将“圆周率”精算到小数第七位,即在3.1415926和3.1415927之间,他提出的“祖率”对数学的研究有重大贡献。直到16世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录。

祖冲之的贡献有哪些

1、精算圆周率:祖冲之是世界数学史上第一个将圆周率π,计算到第七位小数点准确度的。其结果有密率π=355/113,并得3.1415926<π<3.1415927。此式表明,其圆周率已准确到小数点后七位。其密率与德国人奥托于1573年所得相同,而密率值要比欧洲早上一千多年。

2、解方程:祖冲之“又设开差幂,开差立,兼以正负参之”。当代数学史家认为他不但已能解二次及三次方程,而且可解其系数有正有负的方程,成为后来宋元时期提出的高次方程解法的先声。

3、数学著述:深研《九章算术》及刘徽注,写成数十篇专论,附缀于刘徽注后,名为《缀述》;还有著作《九章术义注》,皆已失传。

4、编制新历法《大明历》:刘宋于445年起施行天算学家何承天所修成大的《元嘉新历》。祖冲之经过长期研究、观测与推算,发现《元嘉历》所推冬至时太阳位置与实际差三度,冬至、夏至时刻差一天,五星出没时间差四十天等错误,遂自行编制新历,并于462年奏上朝廷,后世称之为《大明历》。

祖冲之编制《大明历》,首先考虑到岁差问题的计算,对于日月运行周期的数据比当时的其他历法更为准确。他最早把岁差引进历法,使每一回归年的日数准确到365.2428日。

当时祖冲之的历法遭到倖臣戴法兴的辩难,他随戴法兴之所难而辩析之,辩章坚持科学,反对浮词,为科学史上一篇名文。但终其一生,《大明历》也未得颁行。

其子祖暅曾修订《大明星》,与他共同求出球体积的准确公式,提出“祖氏公理”。南梁武帝时,在祖暅的奏请下,510年,《大明历》始方得以颁行。

5、除数学与历法外,祖冲之还制造过各种奇巧的机械,如指南车、千里船(日行百余里)、欹器、水碓磨。又因诸葛亮曾造木牛流马,祖冲之遂造作一运行工具,不借助风水之力,开启机关便可自动前行,不劳人力。

祖冲之还通晓音律,史称“独绝”。其他著述尚有《述异记》、《易义》、《老子义》、《庄子义》、《释论语》、《释孝经》、《安边论》等。

南齐永元二年(500),祖冲之逝世,享年七十二岁。

祖冲之的故事

祖冲之的父亲祖朔之,是位小官员。他望子成龙心切。祖冲之不到9岁,他就逼着冲之读《论语》,读一段,就叫冲之背一段。两个月过去了,祖冲之只能背诵十来行,气得祖朔之把书摔在地上不教了,并且骂道:“你真是个笨蛋啊!”

过了几天,他把儿子又找来,教训他说:“你要是用心读经,将来就可以做大官。不然,就没出息。现在,我再教你,你再不努力不行啊。”

可是,祖朔之越教越生气。祖冲之也是越读越厌烦。他皱着眉头,愤愤地说:“这经书我不读了。”

气得父亲额头直冒汗,忍不住伸手打了祖冲之一巴掌,打得儿子号啕大哭起来。

正在这时,祖朔之的父亲祖昌来了。问明情况,他对祖朔之说:“如果祖家真出了个笨蛋,你狠狠打一顿,他就会变聪明吗?孩子是打不聪明的,只会越打越笨。”

祖昌还严厉地对祖朔之说:“经常打孩子,不仅不能起到很好的教育作用,而且还会使孩子变得粗野!”

祖朔之说:“我也是为他好啊!他不读经书,这样下去,有什么出息。”

祖昌说:“不能硬赶鸭子上架。他读经书笨,说不定干别的事灵巧呢!做大人的,要细心观察孩子的兴趣,加以诱导。”

祖朔之觉得父亲的话有道理,同意不把孩子关在书房里念书,跟祖昌到他负责的建筑工地开开眼界,长长知识。

祖冲之到工地上和农村的孩子玩了几天,知识丰富多了。

他问祖昌:“爷爷,为什么每月十五的月亮一定会圆呢?”

祖昌解释说:“月亮运行有它自己的规律,所以有缺有圆!”

祖冲之越听越有趣。从此,经常缠住爷爷问个不停。祖昌对他说:“孩子,看来你对经书不感兴趣,对天文却是用心钻研的嘛!好啊,我们家里天文历书很多,我找几本你看看,不懂的就问我。”

祖朔之这时也改变了对儿子的看法,每天教他看天文书,有时祖孙三代一起研究天文知识。这样,祖冲之对天文历法的兴趣越来越大了。一天,祖昌带孙子去拜访一个钻研天文很有成绩的官员何承天。

何承天问祖冲之:“小兄弟,天文这东西研究起来很辛苦,既不能靠它升官,又不能靠它发财,你为什么要钻研它?”

祖冲之说:“我不求升官发财,只想弄清天地的秘密。”

何承天笑道:“小兄弟,有出息。”

从此,十多岁的祖冲之经常找何承天研究天文历法。后来,他终于成为一名杰出的科学家。这则故事说明:要得到良好的教育效果,施教者(教师和家长)应该循循善诱,把孩子的兴趣引导出来,也就是所谓的“兴趣教学法”;没有天生的天才,只有勤劳的成功。

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