祖冲之父子.doc

祖冲之父子祖冲之(429 500)是中国古代数学家和科学家，字文远。他在天文学、数学、机械制造诸方面成就卓著。 祖冲之的祖籍是范阳道县(今河北省涞源县)，因战乱先世由河北迁居江南。他的曾祖父祖台之是晋朝侍中，曾著志怪二卷。祖父祖昌在刘宋朝廷任大匠卿，是负责营建方面的官吏。父亲祖朔之是刘宋奉朝请。家学渊源是祖冲之从事科学活动极为有利的条件。 青年祖冲之机敏好学，闻名于时。宋孝武帝把他送到华林学省，华林园乃是国家藏书讲学之所，这是他开始科学研究的重要一步。 后来，他离开华林园，进入仕途，先后担任南徐州(今江苏镇江市)从事史、公府参军、娄县(今江苏昆山县东北)县令、遏者仆射(朝廷礼节官)，到萧齐朝升至长水校尉(军队将领，八校尉之一)，享受四品俸禄。 然而，祖冲之一直进行着他卓有成效的科学研究。天文学方面，他仔细研究国家颁行的何承天元嘉历和各家古历，批判地继承前人的工作，并进行了大量天文观测实践，运用他精湛的数学知识，编撰出当时最优秀的历法。他将东晋虞喜发现的岁差现象引入历法计算，有创始之功，同时他确定391年144闰的闰周比古法19年7闰更密，他定出的交点月和五星周期均比以往历法精密，有的与现代所测定的值相差极微有的甚至与今值相合。祖冲之在编成大明历后，于大明六年(462)进呈刘宋朝廷，但由于宋孝武帝之宠臣戴法兴的反对，当时未能施行。直到梁天监九年(510)才得以颁行，至陈亡(589)，大明共行用80年。数学方面，他计算圆周率，取得当时世界最先进成就，900多年之后，其精度方被人超过。他推算出圆周率”的真值在314l5926(肭数)与31415927(盈数)之间，并确定”的两个分数形式的近似值：约率，密率，其中密率是分母在33102以内的表示圆周率的最佳近似分数。另外，他在球体积、二次和三次方程、同余式(组)等方面，都做过深入研究并有杰出成就。 机械制造方面，祖冲之曾造指南车、水碓磨、千里船、歌器和计时器漏壶等，经过试验均获成功。 此外，祖冲之还精通音律：“冲之解钟律博塞，当时独绝，莫能对者。”在哲学、文学方面，他也有很深的造诣，著易、老、庄义、论语、孝经释，又撰小说述异记十卷。因此，南齐书和南史将祖冲之业绩收入文学传内。 祖冲之治学严谨，实事求是、敢于创新。他不迷信纬候图，不虚推古人，其科学精神，深为后人敬仰。他反对踵古，认为古代一切理论都要加以核验，星球运行，“非出神怪，有形可验，有数可推”。为创作一部精密的历法，他辛勤奋力，“亲量圭尺，躬察仪漏，目尽毫厘，心穷筹策，考课推移，又曲备其详”。当他的新法推行受到顽固守旧派的阻挠时，他坚持真理，不畏权贵。据理反驳。 祖冲之的儿子祖恒，字景烁，也是一位杰出的数学家和天文学家。他的生卒年代无可细考，但其生活大致在南齐及以后之梁朝，而其科学工作则主要在梁初。他曾三次上书建议修改历法，提出他父亲生前所造的大明历，说可以纠正何承天元嘉历的疏远。经过太史令等实测天象，考验新旧历法后，梁王朝方从510年起，采用大明历。祖恒实测纽星去极的度数，证实了岁差现象的存在。他还在篙山(今河南登封县境内)上建立八尺铜表，作为日县，下面与圭相连，圭上有沟，用水来定“水平”。他曾钞集古代星象记录，撰天文录三十卷和漏刻经一卷。在数学方面，祖恒计算出刘徽提出的“牟合方盖”体积，进而正确地推导出球体积公式，并且在刘徽工作基础上总结出“幂势既同，则积不容异”的论断(称为“刘祖原理”)。国外这一原理，直到17世纪才由意大利数学家卡瓦列里(BCavalieri，15981647)重新发现。 祖恒在梁朝担任过员外散骑常侍、太府卿、奉朝请等职，但他一生坎坷。514年祖恒任材官将军、服务治淮工程。516年秋天，因新筑成的拦水坝被洪水冲坍，有罪而受刑。525年他在豫章王萧综幕府。萧综投奔元魏，他被魏方拘执，留住在徐州魏安丰王元延明宾馆，期间曾与北方的天文学家信都芳讨论天文学和数学。普通七年，祖恒被放还南朝。 唐朝显庆元年(656)国子监内始添设算学馆，学生习算经十二部，其中缀术为祖冲之父子在数学上的辉煌成就。由于北宋元丰七年(1804)所刻算经中没有缀术，表明那时缀术已失传。因此其具体内容很难详考。但根据现有史料足以断定缀术是一部内容丰富、学术水平很高的数学著作。隋书律历志说，祖冲之“所著之书名为缀术，学官莫能究其深奥，是故废而不理”，说明隋朝没有精通缀术之人。到了唐朝，乃是另一番情景。王孝通曾读过缀术并作过评价。在国子监算学馆，学生则需花4年时间修习缀术，但九章算术连同海岛算经仅修三年。缀术还曾传到日本和朝鲜，太学生需读此书。南齐书祖冲之又说祖冲之“造缀术数十篇”。可以说，祖冲之在钻研了九章算术及刘徽注后，体会甚深，写成数十篇专题论文，附缀于刘徽注之后，称“缀述”。在创作大明历之前，他已对圆周率和球体积有过深入研究，这二项当然是“缀述”的重要部分。合此数十篇，