中国杰出的数学家、科学家----祖冲之
日期:2016-05-13  发布人:数学科学系  浏览量:2163

祖冲之(公元429年─公元500年)是我国杰出的数学家,科学家.南北朝时期人,汉族人,字文远.生于未文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年.祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县).先世迁入江南,祖父掌管土木建筑,父亲学识渊博.祖冲之从小接受家传的科学知识.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(今昆山县东北)令、谒者仆射、长水校尉等官职.其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面.

在数学方面,他写了缀术》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.据《隋书·律历志》记载,祖冲之以一忽(一丈的一亿分之一)为单位,求直径为一丈的圆的周长,求得盈数为3.1415927、肭数为3.1415926,圆周率的真值介于盈肭两数之间.《隋书》没有具体说明祖冲之是用什么方法计算出盈肭两数的.一般认为,祖冲之采用的是刘徽的割圆术,但也有别的多种猜测.这两个近似值准确到小数第7位,是当时世界上最先进的成就.直到一千多年以后,15世纪阿拉伯数学家Kashi(卡西)和16世纪法国数学家F.韦达才得到更精确的结果.祖冲之确定了π的两个渐近分数,约率22/7和密率355/113.其中密率355/113(≈3.1415929)西方直到16世纪才由德国人V.奥托发现.它是三个成对奇数113355再折两段组成,优美、规整、易记.为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家把圆周率π的密率叫做“祖率”.

  祖冲之在数学领域的成就,只是中国古代数学成就的一个方面.实际上,14世纪以前中国一直是世界上数学最为发达的国家之一.比如几何中的勾股定理,在中国早期的数学专著《周髀算经》(大约于公元前2世纪成书)中即有论述;成书于公元1世纪的另一本重要的数学专著《九章算术》,在世界数学史上最早提出负数概念及正负数加减法法则;13世纪时,中国就已经有了十次方程的解法,而直到16世纪,欧洲才提出三次方程的解法.

  祖冲之还与他的儿子祖暅一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算.他们当时采用的一条原理是:“幂势既同,则积不容异.”意即:位于两平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两平面的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个立体的体积相等.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(Cavalieri)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”.

  祖暅原理也就是“等积原理”.它是由我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.

在天文历法方面,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.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、定时器等等.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》.是历史上少有的博学多才的人物.

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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