祖冲之最突出的贡献
祖冲之是大科学家,在数学、天文历法、机械制造方面都有巨大贡献。他33岁时提出的“大明历”,是当时最先进的历法,纠正了当时通行的“元嘉历” 的误差。他重造了指南车,发明了千里船和水碓磨,促进了生产力的发展。但他最突出的贡献是,在世界上第一次把圆周率的数值,精确地推算到小数点以后的第七位数字,即3.1415926和3.1415927之间。据《隋书·律历志》记载:“古之九数,圆周率三,圆径率一,其术疏舛。自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末,南徐州从事史祖冲之,更开密法,以圆径一亿为一丈, 圆周盈数(过剩近似值)三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数(朒,nu。朒数,不足近似值)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。又设开差幂,开差立,兼以正圆参之。指要精密,算氏之最者也。所著之书,名为《缀术》,学官莫能究其深奥,是故废而不理。”
圆周率
圆周率,是圆的周长同直径的比率,通常用希腊字母“π”来表示。圆周率应用广泛,在天文、历法、机械等各学术领域,只要涉及到圆的问题,都要运用到圆周率。圆周率是永远除不尽的无穷小数。求圆周率精确的程度,标志着古代数学水平和科学水平所能达到的程度。
祖冲之计算圆周率精确数值比外国要早一千年左右
我国东汉时期的科学家张衡,三国时期的数学家刘徽等,计算圆周率都取得了巨大成就。祖冲之继承前人的成果,把圆周率推算到3.1415926和3.1415927之间,是世界上第一个把圆周率的数值,准确推算到小数点以后七位数字的杰出数学家。直到15世纪阿拉伯数学家阿尔·卡西才超过他的成果。但是,阿尔·卡西比祖冲之晚了近一千年。欧洲直到16世纪才由德国人奥托和荷兰人安托尼兹重新算出这一数值,他们比祖冲之晚了一千一百多年。
祖冲之收集和阅读了古代大量的天文、数学文献
在祖冲之以前,我国古代天文和数学方面的文献主要有:战国时期楚人甘德著《天文星占》八卷,魏人石申著《天文》八卷,后人把这两部著作合为一部,叫《甘石星经》,是世界上最早的天文学著作。《夏小正》是战国时编成的一部历法书,基本上保存了夏历,即以冬至后二月为正月,比较符合一年四季的变化,是当时世界上最进步的历法。《周髀算经》编写于公元前1世纪前,《九章算术》西汉成书。《史记》中的天官书,记载了许多天文学现象。此外,秦朝有《颛顼历》,汉武帝时有《太初历》《三统历》,刘洪撰《乾象历》,张衡著《灵宪》。这些天文历法数学方面的文献,对祖冲之很有帮助。
圆周率数值的推算
我国古代劳动人民在生产实践中,摸索出圆周与直径的比例,大体为三比一。以后,随着科学技术的不断进步,对圆周率数值的推算也日益准确。从西汉刘歆到齐梁祖冲之,不少人为推算圆周率数值做出过贡献。刘歆(?—23),字子骏,后改名秀,字颖叔。任中垒校尉,整理文艺群书,对经籍目录学做出了贡献。王莽建新政权,歆任国师,后因参与谋杀王莽事件,事败自杀。通晓天文律历,著有三统历谱。刘徽,魏晋时数学家。魏景元四年前后,注九章算术十卷,撰九章重差图一卷,创造测望推算的方法。他的主要发明是用割圆木求圆周率,计算圆内接正3072边形的面积,求得圆周率为3.1416。何承天(370—447),南朝宋天文学家,东海郯人。元嘉时为著作佐郎,撰修宋书,未成而死。他博通经史,精天文律历,曾上表指出沿用的景初乾象历法疏漏不当,奏请改历,称元嘉历,对后世历法影响很大。
贾思勰
贾思勰,我国古代杰出的农学家。山东益都人。在北魏末年当过高阳(今山东淄博市西北)太守。他研究前人有关农业的著作,搜集民谣农谚,访问有经验的老农,在实际生产斗争中作了细心的观察和比较,写出了《齐民要术》一书。该书是当时中国农业科学的总结,据此书我们得以知道当时农业科学的发达。该书所载,有现在还有用的,有可作为借鉴的。所以,这部书是我国宝贵的科学文化遗产。
承上启下的魏晋南北朝文化(一)