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祖冲之 (429—500),字文远,范阳郡遒县(今河北涞水)人,生于建康(今南京)。他是南北朝时期南朝刘宋至南齐的顶尖科学家,在数学、天文、机械、文学、哲学、音律、军事等领域均有开创性贡献,被尊为“中国圆周率之父”和“中世纪世界最杰出的数学家之一”。 一、数学:圆周率与《缀术》 1.圆周率π 祖冲之把π值精确到3.1415926<π<3.1415927,该纪录保持近千年,直到15世纪才被阿拉伯数学家阿尔·卡西打破。 2.《缀术》 祖冲之与其子祖暅合著,共五卷,内容含圆周率推导、球体积公式、开差幂、开差立、三次方程数值解等,被唐代国子监列为“十部算经”之一,学制 4 年,为学习时间最长的教材。惜全书南宋后失传,仅存部分结论于《隋书·律历志》和李淳风注《九章》。 3.祖暅公理(卡瓦列里原理) 祖暅提出“幂势既同,则积不容异”,即若两立体在等高处的截面积处处相等,则体积相等;西方17世纪才由意大利卡瓦列里重提,今称“卡瓦列里原理”或“祖暅原理”。 二、天文与历法 1.《大明历》 462 年祖冲之撰成,对旧《元嘉历》做七项革新。 因权臣戴法兴等反对,历案被压 48 年,至梁天监九年(510)才正式颁行,行用 80 年。 2.浑天仪、水碓磨与刻漏 祖冲之改造“漏刻”与“水碓磨”,提高计时与舂米效率;又重制浑天仪,加“璇玑玉衡”自动演示日月五星运行,兼具天文钟雏形。 三、机械与工程 1.千里船 史书载其“不因风水,施机自运”,日行百里,被视为早期明轮船或脚踏轮桨船的原型。 2.水转连碓与自动船 利用水轮驱动多组碓杵舂米,并设计“随水自舂”的自动化装置,比欧洲早 1 000 余年。 3.铜制指南车 采用差动齿轮系,使木人手指恒南,车速快慢不影响指向。 四、音律与度量衡 祖冲之对“京房六十律”作数学修正,提出新的等程近似;又据π值重校前朝“律尺”,使度量衡与天文常数互校,提高标准器精度。 五、文学与哲学 著有《述异记》十卷、《易义》、《老子义》、《论语孝经释》等。 六、家世与影响 祖冲之出身历法世家,祖父祖台之、父祖朔之皆治历。子祖暅、孙祖皓,四代天文历算,形成“祖氏学派”。20 世纪,国际天文学联合会把月球背面一座环形山命名为“Tsing Hua”(祖冲之环形山),编号 1888;联合国教科文组织把 3 月 14 日(π Day)列入“祖冲之纪念日”备选名单。 #祖冲之
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