祖沖之和他的科學(xué)世家

劉連源

祖沖之(公元420-500)，字文遠(yuǎn)，范陽(yáng)道縣(今河北淶水縣)人，是我國(guó)南北朝時(shí)代的偉大科學(xué)家。

祖沖之從小就喜歡學(xué)習(xí)。他愛好自然科學(xué)、文學(xué)和哲學(xué)，尤其對(duì)天文歷法、數(shù)學(xué)和機(jī)械制造更有特殊的濃厚興趣。由于興趣廣泛，博覽群書，使他在青年時(shí)代就有了博學(xué)的名氣，受到了宋孝武帝的重視。由于他以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，刻苦鉆研，躬親實(shí)踐，在天文歷法、數(shù)學(xué)和機(jī)械制造諸領(lǐng)域都為人類做出了巨大貢獻(xiàn)。他不僅成了一位不朽的數(shù)學(xué)家、卓越的天文學(xué)家，還是一位造詣?lì)H深的音樂家和文學(xué)家。

祖沖之一生中最突出的成就是在數(shù)學(xué)方面。他是研究歷法時(shí)，為了計(jì)算日月星辰在天空中的位置，才開始了對(duì)數(shù)學(xué)的研究。他對(duì)漢朝以來第歆、張衡、劉徽、王蕃、皮延宗等人所探求過的圓周率真值，進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的研究，終于第一次把圓周率的真值推算到了小數(shù)點(diǎn)以后的第七位，把它定在3.1415926與3.1415927之間。

祖沖之在天文歷法方面也取得了巨大成就。他創(chuàng)制出了稱為《大明歷》的新歷法?！洞竺鳉v》測(cè)算出一回歸年的日數(shù)是365.2428日，與近代科學(xué)所得日數(shù)僅相差約五十秒，測(cè)算出的月亮環(huán)行一周的日期相差不到一秒鐘!在當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)條件下，竟能取得如此之高的科學(xué)成就，實(shí)在令人嘆為觀止。

祖沖之還精通機(jī)械制造。他為齊高帝制造的一輛指南車，內(nèi)部構(gòu)件精巧，車子可任意旋轉(zhuǎn)而不迷失方向。他創(chuàng)制的一艘“千里船”，日行可達(dá)百余里。他革新的水推磨，也很受人們的歡迎。

根據(jù)有限的史料記載，祖沖之的家庭是個(gè)人才輩出、父子相傳的科學(xué)世家。他的祖父祖昌，在宋朝時(shí)作大匠卿，是專門給朝廷管理營(yíng)造建筑的最高官員。祖沖之的兒子祖暅之，也是一位偉大的數(shù)學(xué)家。他在公元五世紀(jì)就完全解決了球的體積問題，提出了“冪勢(shì)既同，則積不容異。”后人用他的名字將其命名為“祖暅原理”。象他父親一樣，祖暅之對(duì)天文歷法也很有研究，他造的銅日壺(測(cè)日影器)和漏壺(滴水計(jì)時(shí)器)，都是精密度很高的科學(xué)儀器。祖暅之的兒子祖皓，同樣是從小就傳習(xí)家學(xué)，擅長(zhǎng)歷算。

(摘自1981年2月21日《河北日?qǐng)?bào)》)(插圖:鄧中和)