祖衝之是我國南北朝時期著名的的科學家,他對於數學和曆法方面有著深刻的研究。可能由於家庭環境原因,祖衝之在數學、天文曆法和機械製造方面特別有天賦。當然我們最常知道的還是祖衝之在圓周率方面的突破,當時計算儀器十分落後,只能使用算籌,祖衝之將圓周率精確到了小數點後第七位,計算到了3.1415926和3.1415927兩個數字之間,而他提出的祖率,到了十六世紀才被阿拉伯的數學家打破。
早年時期
祖衝之出生在南北朝時期,在那個正值動亂時期,他的祖輩從北方避居到了南方為官。當祖衝之出生時,他的祖父是管理土木工程的官吏,而他的父親也十分博學,常常被請去參加皇家舉辦的宴會,可見十分厲害。
祖衝之畫像
原生家庭十分重要,出生於這樣的家庭,祖衝之從小就耳濡目染,在經過父親和祖父對祖衝之的解惑之後,使他從小就對天文學、數學等十分有興趣。在祖衝之青年時代,就已經小有成就。
據祖衝之自己講述,他在幼年時期就「專攻數術,搜爍古今」。而且,祖衝之在學術研究上十分大膽,敢於質疑,他會將原來的古籍歷史資料全部翻遍,進行認真查閱比對,絕對不會「虛推古人」,也敢於質疑前人的成果的真假,不會直接應用他們的錯誤結果,而會自己一一計算。
編寫《大明曆》
祖衝之在科學上取得很大成果,名聲斐然,自然要被舉薦為官。當時的皇帝派祖衝之去學術研究機關搞研究,也算是十分對口,後來祖衝之又調任到了總明官任職。南北朝時期的的總明觀是最高的科學研究機構,就相當於我國現代的中科院。
祖衝之雕像
總明觀名不虛傳,藏書十分豐厚,在這裡祖衝之刻苦專研,研讀了大量的天文曆法還有算術方面的問題,這也為祖衝之後來的成就打下了堅實的基礎。
此後,祖衝之還擔任過其他職位。儘管當時天下並不太平,但是祖衝之還是專心於學術研究,並且在此期間編寫完成了《大明曆》。在《大明曆》中,祖衝之不同之前的計算方法,加入了歲差的計算,並且首次提出了「交點月」的計算,能夠較準確地計算出日、月食的時間。
在祖衝之編寫《大明曆》之前,人們應用的一直是何承天所編著的《元嘉歷》,祖衝之在發現這個曆法錯誤很多,才打算編寫一部新的曆法。這一曆法直到南宋時期,才被更加精確的《統天曆》代替。
科學成就
祖衝之對於中國乃至世界最大的貢獻就是「祖衝之圓周率」,可以簡稱為「祖率」。事實上,圓周率方面的計算一直從未停止,在天文曆法等方面都需要它的參與。在古代兩本著名的數學論著《周沌算經》和《九章算術》上,都有著對於圓周率的計算。經過一代代數學家的改良,數值不斷精確。祖衝之認為成就最大的是魏晉時期的學者劉徽。祖衝之在他的結論上再次進行精確計算,求出了3.1415926的數值。
指南車
除了在圓周率上出色成就之外,祖衝之還寫出了《綴術》五卷,這個書冊後來被收入了《算精十書》當中。《隋書》對於他的評價是:學官莫能究其深奧,故廢而不理。《綴術》還曾一度流亡到朝鮮、日本等地,由此可見編寫的十分成功。
除了在學術上有著很大成就之外,祖衝之在為官期間,也想盡辦法造福百姓。祖衝之因為精通機械製造,重造了銅製的指南車,還造出了可以加快運輸速度的船隻和木牛流馬,以及水碓磨等利民措施。
晚年時光
雖然祖衝之在不斷改變民生,但是當時正處於統治階級矛盾爆發時期,一旦有矛盾就會有戰爭,整個社會動蕩不安。環境對人的影響很大,在這樣的大環境下,祖衝之不再一味的研究科學,也開始著手研究政治。
祖衝之畫像
在他擔任長水校尉期間,就為謀福百姓寫出一篇《安邊論》,希望政府開墾荒地,安定民生。當時的統治者齊明帝看到了他的文章,就想讓他「巡行四方,興造大業,可以利百姓者」。可惜,當時大環境惡劣,經年戰亂,方法再好也無法施展了。祖衝之去世時享年七十二歲,直到十年之後,《大明曆》才開始正式頒行。
結語
祖衝之一生刻苦專研,編寫出《大明曆》,精確計算圓周率,為科學事業做出巨大貢獻。在《南史》之中曾對他評價道:衝之解鐘律博塞,當時獨絕,莫能對者。
參考文獻
《南齊書·卷五十二·列傳第三十三》《南史·卷七十二·列傳第六十二》