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  • 1 # 熊孩子每日課堂

    祖沖之出生在公元429年,正當南北朝劉宋王朝時代。祖沖之是個偉大的數學家、天文學家和物理學家,有許多卓越的成就,其中之一就是對圓周率的計算。

    圓周率就是圓周的長度和直徑長度的比值。這是一個無限的不迴圈小數,也就是說它是個沒完沒了的小數,各位數字的變化又沒有規律。通常在計算的時候,我們把圓周率定為3.1416,這個數字實際上比圓周率稍微大一點。祖沖之在一千五百年以前就確定,圓周率在3.1415926和3.1415927之間,比3.1416精確得多。在他之後的一千年,阿拉伯有個數學家才打破了這個精確程度的紀錄。

    計算圓周率是一件很不容易的事。我們知道,在一個圓裡畫內接正多邊形,計算這個正多邊形的總的邊長,才可以得到圓周的近似值。正多邊形的邊數越多,總的邊長跟圓周就越是接近。祖沖之必須從圓的內接正六邊形開始,先算內接正12邊形的邊長,再算內接正二十四邊形的邊長,再算內接正四十八邊形的邊長……邊數一倍又一倍地增加,一共要翻十一番,直到算出了內接正一萬二千二百八十八邊形的邊長,才能得到這樣精密的圓周率。

    內接正多邊形的邊數翻十一番,看起來好像還簡單,其實不然。邊數每翻一番,至少要進行七次運算,其中除了加和減,有兩次是乘方、兩次是開方。

    祖沖之算出來的結果有六位小數,估計他在運算的過程中,小數至少要保留十二位。加和減還好辦,十二位小數的乘方。尤其是開方,運算起來極其麻煩。

    祖沖之要是沒有熟練的技巧和堅強的毅力,是無法完成這上百次的繁難複雜的運算的。

    在祖沖之以前,已經有人提出圓周率跟22/7相近似。祖沖之把22/7叫做“疏率”,提出了另一個圓周率的近似值335/113,作為“密率”,因為它更加精密,跟圓周率更相接近。過了一千年,德華人奧托和荷蘭人安託尼茲才先後提出335/113這個圓周率的近似值,歐洲人當時不知道祖沖之已經提出過“密率”,在他們寫的數學史上,把它叫做“安託尼茲率”。日本數學家主張把335/113稱為“祖率”,這是十分公允的。

    祖沖之的祖父和父親對天文曆法很有研究。祖沖之從小愛好天文曆法,經常觀測太陽、月亮和星星在天空裡執行的情況,作詳細的記錄。他發現當時採用的《元嘉歷》還有些錯誤,對日月的方位、行星的出沒和冬至、夏至的時間,推算得都不很準確,他編制了一部新的歷法,叫做《大明曆》,這時候,祖沖之才33歲。

    《大明曆》的成就之一,是第一次照顧到了“歲差”。原來地球每繞太陽一週,冬至點要稍稍後退一點兒,也就是向西移一點兒,這就叫“歲差”。首先發現歲差的是晉朝的天文家虞喜。祖沖之經過仔細的觀察和鑽研,計算出歲差是每四十五年又十一個月後退一度(中國古代把周天分為三百六十五又四分之一度)。

    現在知道,歲差是由地軸擺動產生的,每七十一年又八個月後退一度。祖沖之掌握的天文史料還不夠豐富,也不夠準確,誤差是難免的。他把歲差計算到曆法中去,是對曆法的一次革命。《元嘉歷》是每十七年有七個閏月。祖沖之編制的《大明曆》,改為三百九十一年有--百四十四個閏月,也比《元嘉歷》精確得多。

    公元462年。祖沖之請求宋孝武帝劉駿頒行《大明曆》,劉駿有個寵臣叫戴法興的出來反對。祖沖之根據他的淵博的學識和實踐經驗,批駁了戴法興的種種刁難。戴法興最後蠻橫地說:“曆法是古代傳下來的,不能改動。改動了就是褻瀆上天,叛祖離道。”祖沖之毫不畏懼,義正詞嚴地說,“你如果有事實根據,儘管擺出來。空話是嚇不倒我的。”戴法興被駁得理屈詞窮。大臣們怕得罪戴法興,都附和他,只有巢尚之一個人站在祖沖之一邊。巢尚之核對了過去幾年發生的四次月食,證明用祖沖之的方法來計算,都是準確的,而用戴法興的辦法來計算,出入都很大。他堅決主張採用祖沖之的《大明曆》。爭論繼續了將近兩年,宋孝武帝才決定下一年頒行《大明曆》,不料他這一年就死了,事情就被擱置起來。

    後來朝代也換了,祖沖之也死了。經他的兒子祖

  • 2 # 使用者891539104769

    祖沖之是中國南北朝時期的人,他在數學上的傑出成就,是關於圓周率的計算。秦朝和漢朝以前,人們以古率“徑一週三”作為為圓周率,也就是說圓的周長是直徑的3倍。後來發現古率誤差太大,應該是3倍多一點,不過究竟多多少,誰也說不清。直到三國時期,一個叫劉徽的人提出了計算圓周率的科學方法——“割圓術”,他用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長,計算到圓內接96邊形時,才求得π約等於3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確。祖沖之就在前人的基礎上,刻苦鑽研,終於精確求出π在3.1415926與3.1415927之間,按照當時的社會狀況,π的精確程度已經達到小數點後7位,可以說已經基本滿足當時的科學技術要求了。外國數學家獲得同樣結果,已是一千多年以後的事了。為了紀念祖沖之的傑出貢獻,世界歷史學家建議把π=叫做“祖率”。在上海浦東的張江高科技園區裡,為了紀念這位著名的中國古代數學家,有一條東西向的大馬路,路名就叫——祖沖之路

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