祖沖之的詳細資料
中國南北朝時期傑出的數學家、天文學家。字文遠。
生於宋文帝元嘉六年 (429),卒於齊東昏侯永元二年(500)。祖籍在範陽郡遒縣(今河北淶源縣),由於戰亂先世由河北遷居江南。祖父任劉宋朝大匠卿,是管理土木工程的官吏。父親做奉朝請,學識淵博,很受敬重。祖沖之青年時代進入專門研究學術的華林學省,從事學術活動。他壹生中先後在劉宋朝和南齊朝擔任過南徐州(今鎮江市)從事史、公府參軍、婁縣(今昆山縣東北)令、謁者仆射、長水校尉等官職。
祖沖之在數學方面的主要貢獻是關於圓周率的計算。據《隋書·律歷誌》記載, 他算出圓周率 □ 的真值在3.1415926(□數)和3.1415927(盈數)之間。這兩個近似值準確到小數第 7位,是當時世界上最先進的成就,直到15世紀,阿拉伯數學家卡西和16世紀法國數學家F.韋達才得到更精確的結果。祖沖之確定了兩個分數形式的□值:約率22/7(≈3.14),密率355/113(≈3.1415929)。這兩個值都是π的漸近分數,其中密率 355/113,直到16世紀才被德國人V.奧托和荷蘭人A.安托尼斯重新發現。祖沖之還和兒子祖□圓滿解決了球體積的計算問題,得到正確的球體積公式,並且提出後人所稱的“祖□原理”。所著《綴術》壹書,是著名的《算經十書》之壹,被唐代國子監列為算學課本,規定學習四年,惜已失傳。
在天文歷法方面,祖沖之創制了《大明歷》,最早把歲差引進歷法,這是中國古代歷法的壹個重大進步;采用了391年加144個閏月的精密的新閏周;《大明歷》中使用的回歸年日數(365.2428)、交點月日數(27.21223)、木星公轉周期、五大行星會合周期等數據都相當精確;還發明了用圭表測量冬至前後若幹天的正午太陽影長以定冬至時刻的方法,這個方法也為後世長期采用。宋孝武帝大明六年(462),祖沖之上書要求劉宋政府頒布實行《大明歷》,但遭到當時□臣戴法興的攻擊。他認為祖沖之引進歲差、改革閏周等違背了儒家經典,責備祖沖
之是“誣天背經”。祖沖之針鋒相對地寫了壹篇辯駁的奏章。他表示了“願聞顯據,以核理實”,“浮辭虛貶,竊非所懼”的鮮明立場,並且用科學道理回答了戴法興的責備。他用觀測事實證明,由於歲差,當時所見的天象確實已和儒家經典中所反映的春秋以前的情況不同,而
回歸年的長度也的確比《四分歷》的要小。這些天文事實都是“有形可檢,有數可推”,人們不能“信古而疑今”。
祖沖之還是壹位博學多才的科學家,對於各種機械也有研究。他曾經設計制造過水碓磨(利用水力加工糧食的工具)、銅制機件傳動的指南車、壹天能行百裏的“千裏船”以及壹些陸上運輸工具。他還設計制造過計時器——漏壺和巧妙的欹器。
此外,祖沖之還精通音律,甚至還曾經寫過小說《述異記》十卷。
他的著述很多,《隋書.經籍誌》著錄有《長水校尉祖沖之集》五十壹卷。散見於各種史籍記載的有:《綴術》、《九章算術註》、《大明歷》、《駁戴法興奏章》、《安邊論》、《述異記》、《論語孝經釋》以及關於《易經》、《老子》、《莊子》的註釋等。但其中絕大部分
著作都已失傳。 祖□ 祖沖之之子,字景爍,是南朝著名的數學家和天文學家。在梁朝擔任過員外散騎侍郎、太府卿、南康太守、材官將軍、奉朝請等職務。 祖□從小就受到良好的家庭教育,青年時代已經對天文學和數學有很深造詣,是祖沖之科學事業的繼承者,《綴術》就是他們父子***同完成的數學傑作。《九章算術.少廣》章李淳風註所引述的“祖□之開立圓術”,詳細記載了祖氏父子解決球體積問題的方法。九章舊術誤認為球與外切圓柱的體積之比為圓率與方率之比,即 □:4,因而其球體積公式相當於 □(□為球的直徑),這顯然是不正確的。劉徽最早發現了這個錯誤,並指出球與外切“牟合方蓋”(直徑同為□的兩個正交圓柱的公
***部分,圖1 牟合方蓋)的體積之比才是□:4,但他未能求出牟合方蓋的體積。而祖氏父子卻解決了這個問題,並在推算過程中,明確提出了“冪勢即同,則積不容異”(即二立體在等高處截面積恒相等,則二立體體積相等)的公理,後稱之為“祖□原理”。這個原理,直到17世紀才由意大利數學家(F.)B.卡瓦列裏重新發現。根據祖□原理,可將牟合方蓋的體積化成正方體與壹個四棱錐的體積之差(圖2左圖虛線部分為牟合方蓋的1/8,因左圖陰影部分與右圖陰影部分的面積相等,據祖□原理,故其體積等於正方體與四棱錐的體積之差),從而求出牟合方蓋的體積等於□,並得到球的體積□(□為球的直徑)。祖□曾三次上書梁朝政府推薦改用《大明歷》,使得這部歷法終於在梁武帝天監九年 (510)被采用頒行,實現了祖沖之的未竟之願。他還曾親自監造八尺銅表,測量日影長度,並發現了北極星與北天極不動處相差壹度有余,糾正了北極星就是天球北極的錯誤觀點。出於研究天文和準確計時的需要,他還研究與改進過當時通用的計時器——漏壺,並且著有《漏刻經》壹卷(已失傳)。
祖□的壹生是很不順利的。梁武帝天監十三年(514),他任材官將軍,奉命修築浮山堰。天監十五年(516)秋,因新築攔水壩被洪水沖坍而下獄。出獄後,普通六年(525),他在梁豫章王肖琮幕府,由於肖琮叛梁降魏,因而被魏拘執,留住在徐州魏安豐王元延明賓館中。在這壹期間,他曾和當時北方的科學家信都芳討論天文學和數學。普通七年,祖□被放還南朝。晚年曾參加梁阮孝緒編著《七錄》(壹種目錄學的著作)的工作,負責天文、星占、圖緯等方面的古籍。他還著有《天文錄》三十卷,僅存若幹片斷,散見於唐《開元占經》等書中。