祖冲之,(公元429年4月20日-公元500年)汉族人,字文远。祖籍河北范阳遒县(今河北涞水县),[1] 是我国南北朝时期杰出的数学家、科学家。生于刘宋文帝元嘉六年,卒于萧齐昏侯永元二年。祖父祖昌曾任刘宋的“大匠卿”,掌管土木工程;
祖冲之的父亲也在朝中做官。祖冲之从小接受家庭环境的熏陶,学习家传的科学知识。青年时进入华林学省,从事学术活动。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。其主要贡献在数学、圆周率,天文历法和机械四方面。为中国乃至世界文明的进步作出了卓越的贡献。
其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。此外历史记载祖冲之精通音律,擅长下棋,还写有小说《述异记》。祖冲之著述很多,但大多都已失传。
数学成就
他写的《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。《隋书·律历志》留下一小段关于圆周率(π)的记载,祖冲之算出π的真值在3.1415926和3.1415927之间,相当于精确到小数第7位,简化成3.1415926,成为当时世界上最先进的成就。祖冲之入选世界纪录协会世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家,创造了中国纪协世界之最。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,在西方直到16世纪才由荷兰数学家奥托重新发现。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,得到正确的球体积公式。
天文历法
祖冲之创制了《大明历》,最早将岁差引进历法;采用了391年加144个闰月的新闰周;首次精密测出交点月日数(27.21223),回归年日数(365.2428)等数据,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。
祖冲之在天文历法方面的成就,大都包含在他所编制的《大明历》及为大明历所写的驳议中。
在祖冲之之前,人们使用的历法是天文学家何承天编制的《元嘉历》。祖冲之经过多年的观测和推算,发现《元嘉历》存在很大的差误。于是祖冲之着手制定新的历法,宋孝武帝大明六年(公元462年)他编制成了《大明历》。大明历在祖冲之生前始终没能采用,直到梁武帝天监九年(公元510年)才正式颁布施行。《大明历》的主要成就如下:
区分了回归年和恒星年,首次把岁差引进历法,测得岁差为45年11月差一度(今测约为70.7年差一度)。岁差的引入是中国历法史上的重大进步。
定一个回归年为365.24281481日(今测为365.24219878日),直到南宋宁宗庆元五年(公元1199年)杨忠辅制统天历以前,它一直是最精确的数据。
采用391年置144闰的新闰周,比以往历法采用的19年置7闰的闰周更加精密。
定交点月日数为27.21223日(今测为27.21222日)。交点月日数的精确测得使得准确的日月食预报成为可能,祖冲之曾用大明历推算了从元嘉十三年(公元436年)到大明三年(公元459年),23年间发生的4次月食时间,结果与实际完全符合。
得出木星每84年超辰一次的结论,即定木星公转周期为11.858年(今测为11.862年)。
给出了更精确的五星会合周期,其中水星和木星的会合周期也接近现代的数值。
提出了用圭表测量正午太阳影长以定冬至时刻的方法。
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