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不断进行科学探讨的祖冲之

2015-02-27 11:01:09来源于:亲宝网 我要收藏
祖冲之出生在公元429年,正当南北朝刘宋王朝时代。他是个伟大的数学家、天文学家和物理学家,有许多卓越的成就,其中之一就是圆周率的计算。
圆周率就是圆周的长度和直径的长度的比。这是一个无限不循环的小数,也就是说它是个没完没了的小数,各位数字的变化又没有规律。通常在计算的时候,我们把圆周率定为31416,这个数字实际上比圆周率稍微大一点。祖冲之在一千五百年以前就确定,圆周率在31415926至31414927之间,比31416精确得多。在他之后一千年,阿拉伯数学家才打破了这个精确程度的记录。
计算圆周率是一件很不容易的事。我们知道,在一个圆里内接正多边形,计算这个正多边形的总的边长,就可以得到圆周的近似值。正多边形的边数越多,总的长跟圆周就越是接近。祖冲之必须从圆的内接正六边形开始,先算内接正十二边形的边长,再算出内接正二十四边形的边长,再算内接正四
十八形的边长……边数一倍又一倍地增加,一共翻十一翻,直到算出了内接正一万二千二百八十边形的边长,才能得到这样精密的圆周率。
内接正多边形的边数翻十翻,看起来好像还简单,其实不然。边数每翻一翻,至少要进行七次运算,其中除了加和减,有两次是乘方、两次是开方。祖冲之算出来的结果有六位小数点,估计他在运算的过程中,小数至少要保留十二位。加和减还好办,十二位小数的乘方、尤其是开方,运算起来极其麻烦。祖冲之要是没有熟练的技巧和坚强的毅力,是无法完成这上百次的繁难复杂的运算的。
在祖冲之以前,已经有人提出圆周率跟π相近似。祖冲之把π叫做“疏率”,提出了另一个圆周率的近似值π,作为“密率”,因为它更加精密,跟圆周率更相接近了。过了一千年,德国人奥托和荷兰人安托尼兹才先后提出π这个圆周率的近似值,欧洲人当时不知道祖冲之已经提出了“密率”,在他们写的数学史上,把它叫做“安托尼兹”。日本数学家主张把π称为“祖率”,这是十分公允的。
祖冲之计算出圆周率后名声响了起来,结果被宋明帝派到一个落后的穷县当县令。祖冲之上任后经常外出观察,一次他看到农民用脚踏碓舂米的情形,觉得既累又慢,便立即与老农商量,请来木匠、石匠,做了一个以立式水轮为动力的水碓。
试车成功了,村民们在一旁欢呼雀跃。祖冲之却在一旁思考:如果能做个水碓磨,既能舂米又能磨面不是更好吗?经过反复实践,改进,水碓磨车终于试制成功了,这其中包含着力水、杠杆、凸轮的原理。
后来,祖冲之又被调到京城任职。当时的达官贵人为出门显示排场与威风,纷纷指令手下工匠制造指南车。祖冲之经过精心研究和设计,再利用精确圆周率计算,在车前做了个铜铸齿轮盘,随便车子怎么转,车上的铜人总是指着南方。
祖冲之就是这样不断地进行科学探索。他的科学成就,在我国科学技术发展史上,将永远放射光芒。他的刻苦学习、认真钻研、勇于创造和坚持真理的精神,是值得我们学习的。
边读边想:祖冲之是谁?他最早计算出了什么,比其他国家早了多少年,他涉猎了哪几个科学领域,他有哪方面是值得我们学习的?
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