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古代中国比较注重治国安邦及文学方面的素养，对于数学、科学则不太重视，因此正史中很少有关于数学家或科学家的记载。 但祖冲之却是个例外，他是少有的、因为科学贡献而在正史中有传记的一位。除此之外，他还是一位优秀的数学家，比欧洲早千余年推算出七位小数圆周率，更是杰出的天文学家和机械制造师，而他的这一系列成就，都要归功于南北朝时南京城的空前繁荣。  公元265年，豪族司马氏建立了晋朝，史称西晋。几十年以后，鲜卑等西北地区的少数民族进入黄河流域，晋王朝迁都南京，史称东晋。公元386年，鲜卑族统治者在黄河以北建立了北魏王朝。公元420年，刘裕代东晋建立刘宋，从此，中国进入了南北朝时期。这是中国历史上的一段大分裂时期，也是中国历史上的一段民族大融合时期。 南朝包含刘宋、南齐、南梁、南陈四朝，北朝则包含北魏、东魏、西魏、北齐和北周五朝。南北两方虽然各自进行着朝代更迭，但却始终维持着南北对峙的形势。 祖冲之就是在这样的大环境下出生的，和赵爽、刘徽不同，祖冲之生在官宦人家，虽然不是什么有名的门阀士族，但也算得上是标准的中产阶级，所以历史文献对于祖冲之的记载，要比其他的数学家相对多一些。  祖冲之的祖父祖昌是西晋的大匠卿，主要负责古代的土木工程，父亲祖朔之是“奉朝请”，学识渊博，虽然没有实权，却能经常朝见皇帝，常被邀请参加皇室的典礼、宴会。 祖冲之的先辈住在河北，在西晋末年，为了躲避北方连绵的战乱，全家移民到了南方，并在江南定居下来。 公元429年，祖冲之出生了，他是南朝人，当时，南朝的社会比较安定，农业和手工业都有显著的进步，经济和文化得以迅速发展，从而推动了科学的前进，这些都为祖冲之的科研工作创造了有利条件。 祖冲之从小就得到了长辈的悉心教导，爷爷给他讲“斗转星移”，父亲领他读经书典籍。祖冲之自己也聪明，又好学，从很小的时候起便“专功数术，搜烁古今”，把从上古时起到他生活的时代为止的几乎所有文献，都翻阅考察了一遍。 并且祖冲之从不盲从，也不迷信，能以批判的目光看待古人的各种典籍，不把自己束缚在古人的错误观点中，总是自己亲自动手去验证古人的各个结论。 良好的家庭教育，加上自己的努力，使得祖冲之在青年时代就有了博学的名声。长大后的祖冲之，被南朝的宋孝武帝，派至当时的朝廷学术研究机关做研究工作，后来又到总明观任职，总明观就相当于现在的中国科学院。祖冲之借此机会，阅读了大量国家藏书，既当老师又当学生，潜心研究学习，好不快活。 在南朝宋短暂的统治岁月中，祖冲之先是在江苏镇江担任刺史府里的从事、公府参军，后来又被调到江苏昆山县东北作县令，之后又到江苏南京，担任谒者仆射的官职。祖冲之在这一段时间，虽然生活很不安定，但是仍然坚持学术研究，并且取得了很大的成就。 他花了很大的精力来研究机械制造，重造出了用铜制机件传动的指南车，发明了一天能走百里的“千里船”和“木牛流马”，以及利用水力加工粮食的工具“水碓磨”，还设计制造了可以作为计时器的漏壶。  在数学方面，我们现在知道的圆周率π的值大概在3.1415926与3.1415927之间。可是在汉朝以前的《周髀算经》和《九章算术》这两本算书中，都将圆周率定为三，认为圆周长是直径长的三倍，这一数据与实际值相差较大，在计算圆和圆柱的面积或体积时，往往会造成较大的误差。 东汉张衡推算出的圆周率值为3.162，三国时王蕃推算出的圆周率值为3.155。魏晋的著名数学家刘徽在为《九章算术》作注时，创立了新的推算圆周率的方法——割圆术，算出圆周率的近似值为3.14，并且说明自己算出的这个数值，比圆周率的实际数值要小一些。 刘徽以后，探求圆周率有成就的学者，先后有南朝时代的何承天、皮延宗等人。何承天求得的圆周率值为3.1428，皮延宗求出圆周率值为22/7，约等于3.14。 祖冲之认为，自秦汉以至魏晋的数百年中，研究圆周率成绩最大的学者是刘徽，但并未达到精确的程度，于是他进一步精益钻研，去探求更精确的数值。 祖冲之算出圆周率π的真值在3.1415926和3.1415927之间，相当于精确到小数第7位。并且还按照当时计算都用分数的习惯，给出了圆周率π的两个分数形式：一个是355/113，约等于3.1415927，这一个数比较精密，所以祖冲之称它为“密率”。另一个是22/7，约等于3.14，这一个数比较粗疏，所以祖冲之称它为“约率”。  祖冲之对圆周率数值的精确推算值，对于中国乃至世界都是一个重大贡献，后人将“约率”用他的名字命名为“祖冲之圆周率”，简称“祖率”。 圆周率的应用很广泛，尤其是在天文、历法方面，凡是牵涉到圆的一切问题，都要使用圆周率来推算。因此，祖冲之在圆周率方面的研究，有着积极的现实意义，他的研究成果，适应了当时生产实践的需要。 祖冲之计算圆周率π的具体演算过程我们已经无法得知，因为记载祖冲之与其儿子祖暅数学成就的《缀术》，早在北宋时期就已经失传。 《缀术》是《算经十书》中的一本，是我国历史上很有价值的科学著作之一，内容丰富且特别深奥，连后来隋代负责数学教育的官员都看不懂，所以“废而不理”。 唐代对《缀术》比较重视，把它列为国立学校数学科的主要教科书。唐朝末年，封建军阀进行分裂割据，国家办的数学教育无法维持下去，很多数学书也散落在外，不知去向。到赵匡胤统一全国，建立宋朝时，仅有少数传本留传下来。《缀术》一书，不久也就在北宋失传了。 祖冲之不是世界上最早研究圆周率的人，却是第一个将圆周率精确到小数点第七位的人，因此被世界纪录协会选为世界上第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家。欧洲人安托尼兹，在16世纪才计算出来这一数值，此时祖冲之已经去世了一千多年了。  在天文方面，祖冲之发现当时正在执行的《元嘉历》有许多错误，于是在公元462年成功编制了《大明历》，并在编撰《大明历》的过程中，用岁差的方法推算出一个回归年为365.24281481日，这个数据与现在计算得出的回归日相比，只相差50秒。 但是历法改革涉及到了古代很多方面，比如农民的播种，君王的祭祀，民间的一些迷信等，牵一发而动全身，所以祖冲之的《大明历》并没有被当时的统治者所采用。 尽管祖冲之据理力争，举例子、摆事实、讲道理，仍然无济于事。直到祖冲之去世10年后，《大明历》才被颁布施行，一直沿用到南宋时期，后来南宋出现了更准确的《统天历》，《大明历》这才被替换下来。 祖冲之的卓越贡献不仅属于中国，也属于世界，对世界各国都有深远的影响。 巴黎的博物馆中，有祖冲之的名字和他发现的圆周率值； 俄国莫斯科的国立大学里，排列着祖冲之的雕像； 1961年，苏联发射宇宙火箭成功，决定用世界上最著名的科学家的名字来命名月球上的山谷，于是月球背面就有了一座祖冲之山； 我国现代的著名数学家华罗庚，这样评价祖冲之，“他不仅是一位数学家，也是一位文学家，并且还同时通晓天文历法、机械制造、音乐。他制订的《大明历》，改革了历法，而他创造的“密率”，闻名于世。” 参考资料： 陈鸿昊. 为世界赞誉的祖冲之何故被批“大逆不道”. 科学大观园,2015,(7) 管成学，赵骥民，《圆周率计算接力赛：祖冲之的故事》 伟大的祖冲之 张同田 百度词条“南北朝” 百度词条“祖冲之” |
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