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祖冲之在数学最大的贡献是什么

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:祖冲之从小接受家传的科学知识。因此祖冲之从小就有接触科学技术的机会。这一原理在西方被称为“卡瓦列利原理”,但这是在祖冲之以后一千多年才由意大利数学家卡瓦列利发现的。这一纪录直到15世纪才由阿拉伯数学家卡西打破。祖暅又称祖暅之,是我国南北朝时代南朝的数学家、天文学家,祖冲之的儿子。他的主要贡献是修补编辑祖冲之的《缀术》,因此可以说《缀术》是他们父子共同完成的数学杰作。

3 祖冲之——具有世界影响的数学

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在浩瀚的夜空里有一颗小行星,在遥远的月亮背面上有一座环形山,它们都是以我国古代一位科学家的名字来命名的,他就是我国南北朝时代的杰出人物祖冲之。

祖冲之(公元429—公元500),字文远,南北朝时齐人,生于宋文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年。我国杰出的数学家、天文学家、文学家、地质学家、地理学家和科学家。祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县),为避战乱,祖冲之的祖父祖昌由河北迁至江南。祖冲之从小接受家传的科学知识。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。

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祖冲之

祖冲之的祖父祖昌,曾在宋朝政府里担任过大匠卿,负责主持建筑工程,是掌握了一些科学技术知识的;同时,祖家历代对于天文历法都很有研究。因此祖冲之从小就有接触科学技术的机会。

祖冲之对于自然科学和文学、哲学都有广泛的兴趣,特别是对天文、数学和机械制造,更有强烈的爱好和深入的钻研。早在青年时期,他就有了博学多才的名声,并且被政府派到当时的一个学术研究机关——华林学省,去做研究工作。后来他又担任过地方官职,一生先后任过南徐州(今镇江市)从事史、公府参军、娄县(今昆山市东北)令、谒者仆射、长水校尉等官职。

祖暅原理

祖暅原理也就是“等积原理”。它是由中国南北朝杰出的数学家、祖冲之的儿子祖暅首先提出来的。祖暅原理的内容是:夹在两个平行平面间的两个几何体,被平行于这两个平行平面的平面所截,如果截得两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相等。这一原理在西方被称为“卡瓦列利原理”,但这是在祖冲之以后一千多年才由意大利数学家卡瓦列利发现的。为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,数学上也称这一原理为“祖暅原理”。

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国子监

祖冲之在世界数学史上第一次将圆周率(π)值计算到小数点后7位,即3.141 592 6到3.141 592 7之间,相当于精确到小数第6位,成为当时世界上最先进的成就。这一纪录直到15世纪才由阿拉伯数学家卡西打破。祖冲之还给出π的两个分数形式:22/7(约率)和355/113(密率),其中密率精确到小数第7位。这一密率值是世界上最早提出的,比欧洲早1100年,所以有人主张叫它“祖率”,也就是圆周率的祖先。在西方直到16世纪才由荷兰数学家奥托重新发现。祖冲之将自己的数学研究成果汇集成《缀术》一书,被收入著名的《算经十书》中,作为唐代国子监算学课本,可惜后来失传了。祖冲之还和儿子祖暅一起圆满地利用“牟合方盖”解决了球体积的计算问题,得到了正确的球体积公式。

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指南车

在天文历法方面,祖冲之编制了《大明历》,也称“甲子元历”,第一次将岁差引进历法;提出在391年中设置144个闰月;首次精密测出交点月日数(27.212 23日),推算出一回归年的长度为365.242 814 81日,误差只有50秒左右。这是当时世界上最先进的历法。还发明了用圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法。

祖冲之还是一位杰出的机械专家,在机械学方面,他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等巧妙机械。此外,他在音律、文学、考据方面也有造诣,他精通音律,擅长下棋,还写有小说《述异记》,著有《释论语》《释孝经》《易义》《老子义》《庄子义》等著作,是历史上不可多得的博学多才的人物。

为纪念这位伟大的古代科学家,人们将月球背面的一座环形山命名为“祖冲之环形山”,将小行星1888命名为“祖冲之小行星”。

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祖 暅

祖暅又称祖暅之,是我国南北朝时代南朝的数学家、天文学家,祖冲之的儿子。在梁朝担任过员外散骑侍郎、太府卿、南康太守、材官将军、奉朝请等职务。受家庭的影响,尤其是父亲的影响,他从小就热爱科学,对数学具有特别浓厚的兴趣。青年时代已对天文学和数学造诣很深,是祖冲之科学事业的继承人。他的主要贡献是修补编辑祖冲之的《缀术》,因此可以说《缀术》是他们父子共同完成的数学杰作。

祖冲之在462年编制《大明历》就是在祖暅三次建议的基础上完成的,而且《大明历》就是由于他的建议,才被梁朝采用。祖冲之去世后,他在梁朝天监三年(504年)、八年、九年先后三次上书,建议采用他父亲编制的《大明历》,终于使父亲的遗愿得以实现。祖暅原理是关于球体体积的计算方法,这是祖暅一生最有代表性的发现。

祖暅终生读书专心致志,因走路时思考问题所以闹出了许多笑话。当他读书思考时,十分专一,即使有雷霆之声,他也听不到。有一次,他边走路边思考数学问题,走着走着,竟然撞了对面过来的仆射徐勉。“仆射”是很高的官,徐勉是朝廷要人,倒被这位年轻小子碰得够戗,不禁大叫起来。这时祖暅之方才醒悟。梁朝与北魏打仗失败,祖暅之被魏方扣留,安排住进了驿站,很受优待。

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