祖沖之的圓周率簡介
祖沖之,字文遠(yuǎn),是我國南北朝時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。祖沖之一生鉆研自然科學(xué),其主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械制造三方面。他是繼劉徽之后對圓周率π的計(jì)算達(dá)到了更精確的程度,在世界數(shù)學(xué)史上具有重大意義。
祖沖之的圓周率簡介
祖沖之(429年—500年),字文遠(yuǎn),出生于建康(今南京),祖籍范陽郡遒縣(今河北淶水縣),中國南北朝時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。
祖沖之一生鉆研自然科學(xué),其主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械制造三方面。他在劉徽開創(chuàng)的探索圓周率的精確方法的基礎(chǔ)上,首次將“圓周率”精算到小數(shù)第七位,即在3.1415926和3.1415927之間,他提出的“祖率”對數(shù)學(xué)的研究有重大貢獻(xiàn)。直到16世紀(jì),阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家阿爾·卡西才打破了這一紀(jì)錄。
祖沖之的貢獻(xiàn)有哪些
1、精算圓周率:祖沖之是世界數(shù)學(xué)史上第一個(gè)將圓周率π,計(jì)算到第七位小數(shù)點(diǎn)準(zhǔn)確度的。其結(jié)果有密率π=355/113,并得3.1415926<π<3.1415927。此式表明,其圓周率已準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后七位。其密率與德國人奧托于1573年所得相同,而密率值要比歐洲早上一千多年。
2、解方程:祖沖之“又設(shè)開差冪,開差立,兼以正負(fù)參之”。當(dāng)代數(shù)學(xué)史家認(rèn)為他不但已能解二次及三次方程,而且可解其系數(shù)有正有負(fù)的方程,成為后來宋元時(shí)期提出的高次方程解法的先聲。
3、數(shù)學(xué)著述:深研《九章算術(shù)》及劉徽注,寫成數(shù)十篇專論,附綴于劉徽注后,名為《綴述》;還有著作《九章術(shù)義注》,皆已失傳。
4、編制新歷法《大明歷》:劉宋于445年起施行天算學(xué)家何承天所修成大的《元嘉新歷》。祖沖之經(jīng)過長期研究、觀測與推算,發(fā)現(xiàn)《元嘉歷》所推冬至?xí)r太陽位置與實(shí)際差三度,冬至、夏至?xí)r刻差一天,五星出沒時(shí)間差四十天等錯(cuò)誤,遂自行編制新歷,并于462年奏上朝廷,后世稱之為《大明歷》。
祖沖之編制《大明歷》,首先考慮到歲差問題的計(jì)算,對于日月運(yùn)行周期的數(shù)據(jù)比當(dāng)時(shí)的其他歷法更為準(zhǔn)確。他最早把歲差引進(jìn)歷法,使每一回歸年的日數(shù)準(zhǔn)確到365.2428日。
當(dāng)時(shí)祖沖之的歷法遭到倖臣戴法興的辯難,他隨戴法興之所難而辯析之,辯章堅(jiān)持科學(xué),反對浮詞,為科學(xué)史上一篇名文。但終其一生,《大明歷》也未得頒行。
其子祖暅曾修訂《大明星》,與他共同求出球體積的準(zhǔn)確公式,提出“祖氏公理”。南梁武帝時(shí),在祖暅的奏請下,510年,《大明歷》始方得以頒行。
5、除數(shù)學(xué)與歷法外,祖沖之還制造過各種奇巧的機(jī)械,如指南車、千里船(日行百余里)、欹器、水碓磨。又因諸葛亮曾造木牛流馬,祖沖之遂造作一運(yùn)行工具,不借助風(fēng)水之力,開啟機(jī)關(guān)便可自動(dòng)前行,不勞人力。
祖沖之還通曉音律,史稱“獨(dú)絕”。其他著述尚有《述異記》、《易義》、《老子義》、《莊子義》、《釋論語》、《釋孝經(jīng)》、《安邊論》等。
南齊永元二年(500),祖沖之逝世,享年七十二歲。
祖沖之的故事
祖沖之的父親祖朔之,是位小官員。他望子成龍心切。祖沖之不到9歲,他就逼著沖之讀《論語》,讀一段,就叫沖之背一段。兩個(gè)月過去了,祖沖之只能背誦十來行,氣得祖朔之把書摔在地上不教了,并且罵道:“你真是個(gè)笨蛋啊!”
過了幾天,他把兒子又找來,教訓(xùn)他說:“你要是用心讀經(jīng),將來就可以做大官。不然,就沒出息?,F(xiàn)在,我再教你,你再不努力不行啊?!?/p>
可是,祖朔之越教越生氣。祖沖之也是越讀越厭煩。他皺著眉頭,憤憤地說:“這經(jīng)書我不讀了?!?/p>
氣得父親額頭直冒汗,忍不住伸手打了祖沖之一巴掌,打得兒子號啕大哭起來。
正在這時(shí),祖朔之的父親祖昌來了。問明情況,他對祖朔之說:“如果祖家真出了個(gè)笨蛋,你狠狠打一頓,他就會(huì)變聰明嗎?孩子是打不聰明的,只會(huì)越打越笨?!?/p>
祖昌還嚴(yán)厲地對祖朔之說:“經(jīng)常打孩子,不僅不能起到很好的教育作用,而且還會(huì)使孩子變得粗野!”
祖朔之說:“我也是為他好?。∷蛔x經(jīng)書,這樣下去,有什么出息。”
祖昌說:“不能硬趕鴨子上架。他讀經(jīng)書笨,說不定干別的事靈巧呢!做大人的,要細(xì)心觀察孩子的興趣,加以誘導(dǎo)?!?/p>
祖朔之覺得父親的話有道理,同意不把孩子關(guān)在書房里念書,跟祖昌到他負(fù)責(zé)的建筑工地開開眼界,長長知識(shí)。
祖沖之到工地上和農(nóng)村的孩子玩了幾天,知識(shí)豐富多了。
他問祖昌:“爺爺,為什么每月十五的月亮一定會(huì)圓呢?”
祖昌解釋說:“月亮運(yùn)行有它自己的規(guī)律,所以有缺有圓!”
祖沖之越聽越有趣。從此,經(jīng)常纏住爺爺問個(gè)不停。祖昌對他說:“孩子,看來你對經(jīng)書不感興趣,對天文卻是用心鉆研的嘛!好啊,我們家里天文歷書很多,我找?guī)妆灸憧纯矗欢木蛦栁??!?/p>
祖朔之這時(shí)也改變了對兒子的看法,每天教他看天文書,有時(shí)祖孫三代一起研究天文知識(shí)。這樣,祖沖之對天文歷法的興趣越來越大了。一天,祖昌帶孫子去拜訪一個(gè)鉆研天文很有成績的官員何承天。
何承天問祖沖之:“小兄弟,天文這東西研究起來很辛苦,既不能靠它升官,又不能靠它發(fā)財(cái),你為什么要鉆研它?”
祖沖之說:“我不求升官發(fā)財(cái),只想弄清天地的秘密?!?/p>
何承天笑道:“小兄弟,有出息?!?/p>
從此,十多歲的祖沖之經(jīng)常找何承天研究天文歷法。后來,他終于成為一名杰出的科學(xué)家。這則故事說明:要得到良好的教育效果,施教者(教師和家長)應(yīng)該循循善誘,把孩子的興趣引導(dǎo)出來,也就是所謂的“興趣教學(xué)法”;沒有天生的天才,只有勤勞的成功。