我们应该学习祖冲之什么精神
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祖冲之是我国家喻户晓的科学家,在世界科学史上也占有重要的地位。为纪念祖冲之,月球背面的一座环形山被命名为“祖冲之环形山”,1964年11月9日,紫金山天文台将1964年发现的国际永久编号为1888的小行星命名为“祖冲之星”。还有一些道路和公园等也冠以祖冲之的名字。我们河北涞水更是有祖冲之中学,培养大量优秀的人材。这些体现了我们对祖冲之的纪念,也激励着后人奋发向上。
祖冲之的事迹,在中学教材就有介绍,但他的思想宝库还有待进一步的挖掘。下面我分几个方面对他的科学成就和科学思想做一简单的介绍,希望起到抛砖引玉的作用。
(一) 祖冲之的生平
(二) 祖冲之的数学成就
(三) 祖冲之的天文学成就
(四) 祖冲之的机械发明成就
(五) 祖冲之的科学精神
(一)、祖冲之的生平
在中国古代,科学家并不太受重视。祖冲之是少有的、以科学贡献在正史中有传记的科学家,在《南史》和《南齐书》的文学传中都有他的传记,虽然只有几页,但已经很可观了。
祖冲之,字文远,祖籍范阳遒(今河北涞水)人。曾祖父祖台之,字元辰,在晋代做过尚书左丞、侍中、光禄大夫。祖父祖昌,做过刘宋朝的大匠卿。父亲祖朔之,做过刘宋的奉朝请。当时南北朝对歭,刘宋朝定都建康(南京),祖冲之大概就生长在这里。
祖冲之最初在南徐州(今江苏镇江市)进入仕途,做从事史、公府参军一类下级官员。刘宋孝武帝刘骏在位的时候(公元454-464年)他曾在华林学省任职,并被赐与房子、车和衣服。大明六年(462年),他曾将自己的《大明历》上于朝廷,引了一场大辩论。之后他离京到娄县任县令(今江苏昆山县东北),后来又回京升任谒者仆谒。刘宋升明年间(公元477-479年),他造过指南车。北齐武帝永明年间(483-493),他造过欹器。他还做过北齐的长水校尉,为四品官,在士途上达到顶峰。在此期间,他曾著有《安边论》,在建武年间(494-498)明帝曾拟让冲之巡行四方,干一番大事业。可是由于接连有军事,未能实现。北齐永元二年(500年),他带着遗憾离开了人世,享年72(虚)岁。
祖冲之的儿子祖暅之,又作祖暅,官至太舟卿。祖暅以注意力专注闻名。他继承和发扬家庭学术传统,对数学、天文和机械发明都有贡献。父亲的历法靠他的努力才得以颁行。
祖冲之生长于官宦世家,从小受到良好的教育,尤其在青年时代曾认真学习和研究过数学与天文历法,并形成了讲求理据、不迷信古人的批判精神。他博学多才,涉猎极广,除数学、天文、机械外,对音律、历史、儒道、文学乃至博戏都很擅长,是不可多得的全才。
祖冲之勤于著述,在数学上曾注释过数学名著《九章算术》、《重差》,自撰《缀术》(或名《缀述》);在天文学方面著有《大明历法》;他研究三玄和儒家经典,为《易经》、《老子》、《庄义》、《论语》、《孝经》写过注释。他关心国家和社会,著有《安边论》。此外,他还著有《述异记》十卷。《隋书·经籍志》称“梁有《长水校尉祖冲之集》五十一卷”,估计他的著作在他死后曾经结集传世。可见他确实是一个学问博大精深的学者。
1、祖冲之在做娄山县令期间,虽然生活很不安定,但是仍然继续坚持学术研究,并且取得了很大的成就。——他的坚韧值得我们学习
2、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。用他自己的话来说,就是:决不“虚推(盲目崇拜)古人”,而要“搜炼古今(从大量的古今著作中吸取精华)”。——他不拘于前人,能取其精华去其糟粕
3、一方面,他对于古代科学家刘歆、张衡、阚[kan看]泽、刘徽、刘洪等人的著述都作了深入的研究,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。在天文历法方面,他所编制的《大明历》,是当时最精密的历法。在数学方面,他推算出准确到七位小数的圆周率,取得了当时世界上最优秀的成绩。——他敢于突破传统,敢于创新
祖父经常给祖冲之讲一些科学家的故事,其中张衡发明地动仪的故事深深打动了祖冲之幼小的心灵。
祖冲之常随祖父去建筑工地,晚上,在那里他常同农村小孩们一起乘凉、玩耍。
天上星星闪烁,在祖冲之看来,这些星星很杂乱地散布着,而农村孩子们却能叫出星星的名称,如牛郎、织女以及北斗星等,此时,祖冲之觉得自己实在知道得很少。
祖冲之不喜欢读古书。5岁时,父亲教他学枟论语枠,两个月他也只能背诵十几句。气得父亲又打又骂。可是他喜欢数学和天文。
一天晚上,祖冲之躺在床上想白天老师说的“圆周是直径的3倍”这话似乎不对。
第二天早,他就拿了一段妈妈绱鞋子的绳子,跑到村头的路旁,等待过往的车辆。
一会儿,来了一辆马车,祖冲之叫住马车,对驾车的老人说:
“让我用绳子量量您的车轮,行吗?”老人点点头。
祖冲之用绳子把车轮量了一下,又把绳子折成同样大小的3段,再去量车轮的直径。量来量去,他总觉得车轮的直径没有1/3的圆周长。
祖冲之站在路旁,一连量了好几辆马车车轮的直径和周长,得出的结论是一样的。
这究竟是为什么?这个问题一直在他的脑海里萦绕。他决心要解开这个谜。
经过多年的努力学习,祖冲之研究了刘徽的“割圆术”。所谓“割圆术”就是在圆内画个正6边形,其边长正好等于半径,再分12边形,用勾股定理求出每边的长,然后再分24、48边形,一直分下去,所得多边形各边长之和就是圆的周长。
祖冲之非常佩服刘徽这个科学方法,但刘徽的圆周率只得到96边,得出3 . 14的结果后就没有再算下去,祖冲之决心按刘徽开创的路子继续走下去,一步一步地计算出192边形、384边形 ⋯⋯ 以求得更精确的结果。
当时,数字运算还没利用纸、笔和数码进行演算,而是通过纵横相间地罗列小竹棍,然后按类似珠算的方法进行计算。
祖冲之在房间地板上画了个直径为1丈的大圆,又在里边做了个正6边形,然后摆开他自己做的许多小木棍开始计算起来。
此时,祖冲之的儿子祖 已13岁了,他也帮着父亲一起工作,两人废寝忘食地计算了十几天才算到96边,结果比刘徽的少0 . 000002丈。
祖 对父亲说:“我们计算得很仔细,一定没错,可能是刘徽错了。”祖冲之却摇摇头说:“要推翻他一定要有科学根据。”于是,父子俩又花了十几天的时间重新计算了一遍,证明刘徽是对的。
祖冲之为避免再出误差,以后每一步都至少重复计算两遍,直到结果完全相同才罢休。
祖冲之从12288边形,算到24567边形,两者相差仅0 . 0000001。祖冲之知道从理论上讲,还可以继续算下去,但实际上无法计算了,只好就此停止,从而得出圆周率必然大于3 . 1415926,而小于3 . 1415927。
很多朋友知道了祖冲之计算的成绩,纷纷登门向他求教。之后,祖冲之又进一步得出圆周率的密率是355/113,约率是22/7。直到1000多年后,德国数学家鄂图才得出相同的结果。
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