在南北朝那個(gè)動(dòng)蕩不安卻又充滿(mǎn)思想碰撞的年代,中華大地孕育出了一位堪稱(chēng)“全能學(xué)霸”的傳奇人物——祖沖之。他出生于公元429年,逝世于500年,老家在河北省淶源縣。在數(shù)學(xué)、天文等多個(gè)領(lǐng)域,他都留下了濃墨重彩的一筆,至今仍被后人敬仰。
祖沖之能走上科研之路,和他的家庭環(huán)境密不可分。他的祖父祖昌,在南朝宋朝廷擔(dān)任管理建筑的長(zhǎng)官。家里堆滿(mǎn)了各種書(shū)籍,小祖沖之就像塊海綿,成天泡在書(shū)堆里,尤其癡迷數(shù)學(xué)和天文歷法。他常常頂著日頭觀測(cè)太陽(yáng),到了晚上,又對(duì)著滿(mǎn)天繁星一看就是大半夜,還把觀察到的星球運(yùn)行情況,仔仔細(xì)細(xì)地記錄下來(lái)。
那時(shí)候,朝廷專(zhuān)門(mén)設(shè)有研究天文的官職,并且會(huì)根據(jù)天文研究的成果制定歷法。到了南朝宋,歷法已經(jīng)有了不小的進(jìn)步,但祖沖之覺(jué)得還不夠精準(zhǔn)。在他眼里,那些沿用多年的歷法,就像一件不合身的舊衣裳,雖然能用,卻總差那么點(diǎn)意思。于是,他憑借自己多年的觀測(cè)積累,開(kāi)始琢磨著創(chuàng)制一部新歷法。
經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)日夜的鉆研,祖沖之終于拿出了成果——“大明歷”。這里的“大明”是宋孝武帝的年號(hào)。這部歷法到底有多牛?它測(cè)定的每一回歸年(也就是兩個(gè)冬至點(diǎn)之間的時(shí)間)天數(shù),和現(xiàn)代科學(xué)測(cè)定的結(jié)果相比,僅僅相差50秒;測(cè)定月亮環(huán)行一周的天數(shù),誤差更是不到1秒!這樣的精確度,在當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)直就是“黑科技”。
公元462年,祖沖之信心滿(mǎn)滿(mǎn)地向宋孝武帝建議頒布新歷。孝武帝召集大臣們商議,沒(méi)想到,半道殺出個(gè)“程咬金”?;实蹖櫝即鞣ㄅd跳出來(lái)反對(duì),一口咬定祖沖之擅自改歷是離經(jīng)叛道。面對(duì)指責(zé),祖沖之不慌不忙,掏出自己多年研究的數(shù)據(jù),一條一條地反駁。戴法興仗著皇帝寵愛(ài),耍起了無(wú)賴(lài):“歷法是老祖宗定的,后人改它就是大不敬!”祖沖之寸步不讓?zhuān)骸坝斜臼履檬聦?shí)說(shuō)話(huà),別拿空話(huà)嚇唬人!”宋孝武帝想幫戴法興,找來(lái)一堆懂歷法的人跟祖沖之辯論,結(jié)果全被祖沖之懟得啞口無(wú)言??上?,皇帝還是沒(méi)采納新歷。直到祖沖之去世10年后,“大明歷”才終于得以推行。
南北朝時(shí)期,戰(zhàn)火紛飛,社會(huì)動(dòng)蕩,但這些都沒(méi)能干擾祖沖之搞研究的決心。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,他更是取得了舉世矚目的成就。他不僅為古代數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》作注釋?zhuān)€編寫(xiě)了《綴術(shù)》一書(shū)。不過(guò),要說(shuō)最讓他聲名遠(yuǎn)揚(yáng)的,還得是對(duì)圓周率的精確計(jì)算。
為了算出更準(zhǔn)確的圓周率數(shù)值,祖沖之不知道熬過(guò)了多少個(gè)不眠之夜。他坐在簡(jiǎn)陋的書(shū)桌前,面前擺滿(mǎn)了算籌,一遍又一遍地計(jì)算。那時(shí)候沒(méi)有計(jì)算器,全靠手算,稍有差錯(cuò)就得重來(lái)。但他硬是憑借著一股韌勁,算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間,成為世界上第一個(gè)把圓周率數(shù)值推算到七位數(shù)字以上的科學(xué)家。這一成果,領(lǐng)先世界近千年!
祖沖之可不只是個(gè)“書(shū)齋里的學(xué)者”,他還特別關(guān)注老百姓的生活。看到大家舂米、磨粉累得夠嗆,他就琢磨著改進(jìn)工具。古代雖然有水碓和水磨,但效率不算高。西晉的杜預(yù)改進(jìn)過(guò),發(fā)明了連機(jī)碓和水轉(zhuǎn)連磨。祖沖之在此基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)新,把水碓和水磨結(jié)合起來(lái),搞出了水碓磨。這下好了,生產(chǎn)效率蹭蹭往上漲。直到現(xiàn)在,我國(guó)南方一些農(nóng)村還在使用這種工具。
在機(jī)械制造方面,祖沖之也是一把好手。他設(shè)計(jì)制造的船,利用輪子激水前進(jìn),一天能行駛100多里。他還根據(jù)古籍記載,仿制出了欹器。這欹器可有意思了,沒(méi)裝水的時(shí)候是歪的,裝了適量的水就立起來(lái),水一滿(mǎn)又會(huì)倒,古人用它來(lái)警示自己別自滿(mǎn)。晉朝學(xué)者杜預(yù)試了三次都沒(méi)做出來(lái),祖沖之卻成功了,可見(jiàn)他對(duì)機(jī)械研究有多深。
除了在自然科學(xué)領(lǐng)域大放異彩,祖沖之還是個(gè)“斜杠青年”。他精通樂(lè)理,對(duì)音律研究頗深。在哲學(xué)方面,他還著有《易義》《老子義》《莊子義》《釋論語(yǔ)》等書(shū)籍,可惜這些著作如今都失傳了。
祖沖之的一生,都在探索科學(xué)的道路上不斷前行。他在天文、歷法、數(shù)學(xué)以及機(jī)械制造等領(lǐng)域的成就,不僅代表了我國(guó)古代科學(xué)的超高水準(zhǔn),也在世界科學(xué)發(fā)展史上留下了璀璨的光芒。他算出的“密率”,更是聞名世界。直到今天,每當(dāng)我們提起祖沖之,依然會(huì)為這位千年前的科學(xué)巨匠感到驕傲。
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