杰出的科学家祖冲之

祖冲之（429年～500年），字文远。祖籍范阳郡遒县，即今河北省涞水县。南北朝时期杰出的科学家。

他的主要成就是把圆周率推算到小数点后7位，人们他的名字被命名为“祖冲之圆周率”，简称“祖率”。他还创立了《大明历》，是当时世界上最先进的历法。

祖冲之很小的时候，正处于西晋末年这一战乱时期，由于故乡遭到战争的破坏，他家迁到里江南。

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。

祖冲之在青年时期，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构去做研究工作。后来他又担任过一些地方上的官职。

祖冲之晚年的时候，南齐统治集团发生了内乱，政治腐败黑暗，人民生活非常痛苦。北魏乘机发大兵向南进攻。对于这种内忧外患重重逼迫的政治局面，祖冲之非常关心。

大约在494年至498年之间，祖冲之在担任长水校尉的官职时写了一篇《安边论》，建议政府开垦荒地，发展农业，增强国力，安定民生，巩固国防。但是由于连年战争，他的建议始终没有能够实现。过不多久，这位卓越的大科学家在500年的时候去世了。

祖冲之在生活中虽然饱受战乱之苦，但他仍然继续坚持学术研究，并且取得了很大的成就。他研究学术的态度非常严谨。他十分重视古人研究的成果，但又决不迷信，完全听从于古人。

一方面，他对于古代科学家刘歆、张衡、刘徽、刘洪等人的著述都做了深入的研究，充分吸取其中一切有用的东西；另一方面，他又敢于大胆怀疑前人在科学研究方面的结论，并通过实际观察和研究，加以修正补充，从而取得许多极有价值的科学成果。

祖冲之是历史上少有的博学多才的人物。他曾经重新造出了指南车、千里船、水碓磨等巧妙机械多种。此外，他精通音律，擅长下棋，还写有小说《述异记》。

祖冲之最大的贡献在天文和数学方面，是一位杰出的数学家和天文学家。

数学成就：在数学方面，祖冲之写的《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七位，简化成3.1415926。“祖率”是当时世界上最先进的成就。

祖冲之还给出π的两个分数形式，即约率和密率，其中密率精确到小数第七位。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。

天文历法成就：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。于是祖冲之着手制订新的历法，在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，直至510年才正式颁布施行。

《大明历》的主要成就在于：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；定一个回归年为365.24281481日，直至1199年南宋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；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。

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。

祖冲之在天文历法以及数学等方面的辉煌成就，充分表现了我国古代科学的高度发展水平。他编制的《大明历》标志着我国古代历法科学的一大进步，开辟了历法史的新纪元。

他求得圆周率7位精确小数值，打破以前的历史的纪录，是世界范围内数学领域的里程碑。祖冲之不仅是我国历史上杰出的科学家，而且在世界科学发展史上也有崇高的地位。

[旁注]

西晋　我国历史上的一个朝代。晋武帝司马炎于265年取代曹魏政权而建立，国号晋，定都洛阳，史称“西晋”。西晋为时仅51年，如果由灭吴始计，则仅37年。

南齐　也叫南齐或萧齐。我国南北朝时期南朝的第二个朝代，也是南朝4个朝代中存在时间最短的一个，仅有23年，为萧道成所建。

刘歆（公元前50年～公元前23年），字子骏，汉高祖刘邦四弟。公元前6年改名刘秀。西汉后期的著名学者，古文经学的真正开创者。他不仅在儒学上很有造诣，而且在校勘学、天文历法学、史学、诗等方面都堪称大家。

《元嘉历》　我国古代历法，南北朝时期刘宋天文学者何承天编纂，属于阴阳历。445年施行。后被《大明历》取代。当时的日本曾经通过百济，引入《元嘉历》。

张衡（78年～139年），字平子。生于南阳西鄂，即今河南省南阳市石桥镇。东汉天文学家、数学家、发明家、地理学家、制图学家、文学家、学者。由于他在天文学、机械技术、地震学方面贡献突出，联合国天文组织曾将太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。

何承天（370年～447年），东海郯人。南朝宋大臣、著名天文学家、无神论思想家。自幼聪明好学，从学于当时的学者徐广。他通览儒史百家，经史子集，知识渊博。精天文律历和计算，对天文律历造诣颇深。

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祖冲之小时候酷爱数学和天文，学习非常刻苦，后来达到了如醉如痴的地步。

相传，有一天，夜已经很深了，他翻来覆去睡不着，《周髀算经》上说，圆周的长是直径的3倍，这个说法对吗？

天还没亮，他就把妈妈叫醒，要了一根绳子，跑到大路上等候着马车。突然来了一辆马车，祖冲之喜出望外，要求量马车轮子，经过再三测量，他总觉得圆周长大于直径的3倍，究竟大多少？这个问题一直盘旋在他的脑子里，直至40多岁时才解开这个谜。