我国杰出的科学家祖冲之的故事

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我国杰出的科学家祖冲之的故事

祖冲之生平事迹

数学家祖冲之的故事

祖冲之的小故事

一、我国杰出的科学家祖冲之的故事

（读史明智）早在一千五百多年有的公元459年9月15日，我国有人成功地预测到了月食，并用生动的事实向人们宣布，月食并不是什么怪异现象，也不是人间吉凶的象征，人们经过科学测算是可以预先知道的。他就是我国南北朝时期的杰出科学家祖冲之。

祖冲之

祖冲之（公元429年—公元500年），字文远，出生于一个为朝廷掌管历法的官吏家庭，范阳迺县（今河北涞水县）人。

早在青少年时期，祖冲之就对自古以来天文观测记录和制历方法进行了认真的研究，发现古代所谓“六历”（黄帝历、颛顼历、夏历、殷历、周历、鲁历）并非远古历法，而是“汉初周末”人伪造而成的。又经过“亲量圭尺，躬察仪漏，目尽毫厘，心穷筹策”的细致观察，发现古历有很多不够精确的地方。他大胆地对前人的观测和推算加以订正，着手改历的工作。经过艰苦的观测和计算，于公元462年，祖冲之完成了大明历。这是当时比较先进的历法，当时他年仅三十三岁。

大明六年（公元462年），祖冲之把历法呈交朝廷，请求批准使用。孝武帝让大臣们讨论。孝武帝家纺臣戴法兴顽固守旧，竭力反对。他说“古人制章，万世不易”，改变历法是“诬天背经”。

年轻的祖冲之毫不示弱，他义正严辞地反驳：“事实胜于雄辨，祖宗的皇历不够精确，为什么不能改动呢？如日、月食不是怪异现象，可以科学测算预先得知的，并不是神仙鬼怪作祟。”

戴法兴冷笑道：“老皇历世代相传，岂能有错？你小子不是为了沽名钓誉吧？”

祖冲之针锋相对，讽刺戴法兴是“相信古人，怀疑今人”。在争论不可调停的情况下，二者进行了一场演算。

祖冲之以有力的论据说明过去的历法或因测量不精或推算不准不够精确。他用自己的“大明历”推荐算了从元嘉十三年（公元430年）到大明三年（公元459年）29间发生的四次月食的时间和太阳在天空中的位置，结果完全符合实际。

抱着“老皇历”的戴法兴也自以为是地推算着，但他的结果和实际情况相差甚远。

在事实面前，戴法兴理屈词穷，但他仗着自己显赫的宠臣地位，利用百官惧怕他的心理，仍蛮横地宣称，古历尽管有错，也不能改革。

“大明历”是当时比较先进的历法，祖冲之也做了不少的创造。他首先将“岁差”引到历法中，从而提高了历法的精度。

“岁差”是指地球在运行过程中受到日、月和行星的吸引作用，地球自转轴的方向会发生缓慢而细微的变化，即春分，从地球上看，太阳并没有回到原来的位置，而是岁岁后（向西）移，引起了二十四节气位置的变动。祖冲之在前人观察的基础上，经过长期的亲自观察，证实岁差的存在，并确定岁差每四十五年又十一个月相差一度。这个“岁差值”虽不很精确，但引入“岁差”编历法，使历法有了更科学的基础。从而区别开天文学中“回归年”和“恒星年”两个概念。“回归年”是太阳连续两次经过春分点所需要的时间，又叫太阳年，即我们日常生活中所说的“年”；“恒星年”是太阳连续两次经过某一恒星所需的时间，即地球绕太阳公转的一个真正周期。一个“回归年”比一个“恒星年”短二十分三十秒。祖冲之把“岁差”引进历法的编制中，是我国历法发展史上的一个重大进步。

过去，每十九年中设七个闰月的历法，这种历法不完善，每过二百多年就多出一天。经过精心的计算，祖冲之确定391年中设144个闰月的历法，使大明历更加精确，更加适应我国农业生产和人民日常生活的需要。

祖冲之另一成就还在于在历法计算中引进“交点月”的概念。“交点月”即月亮在天体中行进的路线同太阳在天体中运行的路线有两个交点（即黄白交点），月亮两次经过同一交点的时间，叫交点月。由于日食和月食（统称交食）都发生在黄白交点附近，准确测出了交点月，就可以准确地预测出日月食。早在公元459年9月15日，祖冲之就成功地预测了月食，且以生动的事实向人们解释月食可以科学预测，并不是怪异现象，也不是人间吉凶的象征。这对当时的迷信说法是个很大的冲击。

祖冲之辛苦数年编成的“大明历”有许多优点，但以戴法兴为首的顽固保守派却倍加为难，对大明历横加指责，恶意攻击，而朝廷的大臣都惧怕他的权势，随声附和。而皇帝刘骏根本不懂历法。“大明历”在祖冲之生前，终于没有施行。祖冲之死后十年，公元510年，在祖冲之儿子和一批有识人士的大力推荐下，“大明历”才被梁朝采纳施行。

祖冲之推算圆周率

祖冲之在数学上也很有造诣。最为世人称道的是他对圆周率的计算。在祖冲之之前，魏晋时期的数学家刘微在《九章算术注》中，创立“割圆术”推算出圆周率等于3.1416的重大成果。这在当时已属于相当准确的数据。但祖冲之想在前人的成就之上再造辉煌。经过许多年的艰苦钻研，他测算的圆周率值在3.1415926和3.1415927之间，这是世界数学史上第一次把圆周率准确推算到小数点后七位。直至一千年后，15世纪的阿拉伯数学家阿尔·卡西计算到小数点后16位，才打破祖冲之的记录。祖冲之得出这一结果，需要对有九位有效数字的大数进行加、减、乘、除和开方运算，共一百多步，其中近50次的乘方和开方，有效数字高达17至18位之多。而在当时，还没有纸、笔和数码，而是用和后世珠算术类似的算法，即在纵横相间中罗列小竹木棍的筹算法进行。祖冲之为此所付出的艰巨劳动，令使用计算器和电脑的后人难以想像，并深深折服于他严谨认真的科学态度。

祖冲之和指南车

祖冲之不仅在数学、天文学方面有杰出的成就，他还有很多发明创造。他设计制造了利用水力推动的“水碓磨”，在大水轮的轴上安装了许多横木，随着湍急的流水冲动了大水轮，带动了好些石杵，一起一落地在石臼里舂起米来；还有一组安装在轴上的齿轮，带动石磨不停地转动，把粮食磨细。他又造过一种指南车。无论车子怎样行驶，车上的铜人始终指着南方。他又造有“千里船”，在新亭江上试行，一天可航行100多里。他因为诸葛亮有“木牛流马”，乃仿造一器，内置机械，不用多少人力能自己运行。祖冲之对音乐也有研究。还撰写过文学作品《述异记》10卷。他在任齐长水校尉时，曾写了《安过论》，提出“开屯田、广农殖”的主张。

祖冲之在科学上的光辉成就不仅让我们感到自豪和骄傲，而且他的科学精神在今天仍然值得我们学习。

一、祖冲之生平事迹

祖冲之（429年—500年），字文远，出生于建康（今南京），祖籍范阳郡遒县（今河北涞水县），中国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。

祖冲之从小就受到很好的家庭教育。爷爷给他讲"斗转星移"，父亲领他读经书典籍，家庭的熏陶，耳濡目染，加之自己的勤奋，使他对自然科学和文学、哲学，特别是天文学产生了浓厚的兴趣，在青年时代就有了博学的名声。

祖冲之曾在著作中自述说，从很小的时候起便"专功数术，搜烁古今"。他把从上古时起直至他生活的时代止的各种文献、记录、资料，几乎全都搜罗来进行考察。

同时，主张决不"虚推古人"，决不把自己束缚在古人陈腐的错误结论之中，并且亲自进行精密的测量和仔细的推算。像他自己所说的那样，每每"亲量圭尺，躬察仪漏，目尽毫厘，心穷筹策"。

由于祖冲之博学多才的名声，被南朝宋孝武帝派至当时朝廷的学术研究机关华林学省做研究工作，后来又到总明观任职。

当时的总明观是全国最高的科研学术机构，相当于现在的中国科学院。总明观内分设文、史、儒、道、阴阳5门学科，实行分科教授制度，请来各地有名望的学者任教，祖冲之就是其一。

在这里，祖冲之接触了大量国家藏书，包括天文、历法、术算方面的书籍，具备了借鉴与拓展的先决条件。

461年(南朝宋大明五年)，祖冲之担任南徐州(今江苏镇江)刺史府里的从事，先后任南徐州从事吏、公府参军。祖冲之在这一段期间，虽然生活很不安定，但是仍然继续坚持学术研究，并且取得了很大的成就。

462年(南朝宋大明六年)，祖冲之把精心编成的《大明历》送给宋孝武帝请求公布实行，宋孝武帝命令懂得历法的官员对这部历法的优劣进行讨论，最终，宋孝武帝决定在大明九年(465年)改行新历。

464年(南朝宋大明六年)，祖冲之被调到娄县(今江苏昆山县东北)作县令。之后又到建康(今江苏南京)，担任谒者仆射的官职。

从这时起，一直到南朝齐初年，他花了较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"、水碓磨(利用水力加工粮食的工具)，还设计制造过漏壶(古代计时器)和巧妙的欹器。

祖冲之的晚年，正值南齐后期，统治阶级内部矛盾尖锐，政治黑暗，社会动荡不安。在这种情况下，祖冲之的研究方向有了很大的变化。他着重研究文学和社会科学，同时也比较关心政治。

494年(南朝齐隆昌元年)到498年(南朝齐建武五年)之间，他担任长水校尉的官职。当时他写了一篇《安边论》，建议政府开垦荒地，发展农业，增强国力，安定民生，巩固国防。

后因南齐的统治已经无法再维持下去。国家政权摇摇欲坠，再加上南北朝之间的连年战争，祖冲之良好的政治主张无法在国家内部施行，更无法实现了。

500年(南朝齐永元二年)，这位卓越的大科学家去世，享年七十二岁。他的天文历法心血之作《大明历》在510年(梁武帝天监九年)才以《甲子元历》之名颁行。

扩展资料：

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，简化成3.1415926，祖冲之因此入选世界纪录协会世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家。

祖冲之还给出圆周率(π)的两个分数形式：22/7(约率)和355/113(密率)，其中密率精确到小数第7位。祖冲之对圆周率数值的精确推算值，对于中国乃至世界是一个重大贡献，后人将"约率"用他的名字命名为"祖冲之圆周率"，简称"祖率"。

祖冲之在圆周率方面的研究，有着积极的现实意义，他的研究适应了当时生产实践的需要。他亲自研究度量衡，并用最新的圆周率成果修正古代的量器容积的计算。

祖冲之写过《缀术》五卷，被收入著名的《算经十书》中。《隋书》评论"学官莫能究其深奥，故废而不理"，认为《缀术》理论十分深奥，计算相当精密，学问很高的学者也不易理解它的内容，在当时是数学理论书籍中最难的一本。

在《缀术》中，祖冲之提出了"开差幂"和"开差立"的问题。"差幂" 一词在刘徽为《九章算术》所作的注中就有了，指的是面积之差。

"开差幂" 即是已知长方形的面积和长宽的差，用开平方的方法求它的长和宽，它的具体解法已经是用二次代数方程求解正根的问题。

而"开差立"就是已知长方体的体积和长、宽、高的差，用开立方的办法来求它的边长;同时也包括已 知圆柱体、球体的体积来求它们的直径的问题。

所用到的计算方法已是用三次方程求解正根的问题了，三次方程的解法以前没有过，祖冲之的解法是一 项创举。

《缀术》还曾流传至朝鲜和日本，在朝鲜、日本古代教育制度、书目等资料中，都曾提到《缀术》。

412年，北凉赵厞创作《元始历》，才打破了岁章的限制，规定在六百年中间插入二百二十一个闰月。祖冲之吸取了赵厞的理论，加上他自己的观察，认为十九年七闰的闰数过多，每二百年就要差一天，而赵厞六百年二百二十一闰也不十分准确。

因此，祖冲之提出了391年144闰月的新闰法。祖冲之的闰周精密程度极高，按照他的推算，一个回归年的长度为365.2428141日，与今天的推算值仅相差46秒。一直到南宋的《统天历》，才采用了比这更精确的数据。

二、数学家祖冲之的故事

　　祖冲之是我国著名数学家，他把圆周率算到小数点后7位，成为当时世界上最先进的成就。关于数学家祖冲之的 故事 你知道多少?下面是我为大家准备的数学家祖冲之的故事，希望大家喜欢!

　　 数学家祖冲之的故事简介

　　数学家祖冲之的故事主要讲述的是数学家祖冲之在数学和天文方面有一定的研究领域，当时的皇帝很喜欢祖冲之，有的大臣不理解认为祖冲之是离经叛道的行为，但是事实的证明伟大的数学家祖冲之给后世带来很深远的影响及应用数学领域，现代学习教材应用。

　　 数学家祖冲之的故事原文

　　祖冲之是我们国家南北朝的一名数学家、天文学家，他是河北涞源人，最大的成就就是计算了圆周率。

　　在秦汉之前，径一周三就是那会儿的圆周率，但是误差非常地大，后来发现圆周率应该是径一周三而有余，但是余数大小无法确定，后来，刘徽发明了割圆术，求出了圆周率是3.14，而且发现一个问题，那就是圆内切的正多边形边数越多的话，圆周率就会越来越准确。

　　祖冲之究竟是根据什么 方法 得出的圆周率，现在没有办法进行考证，但是无论如何，他都是一个非常有毅力，很聪慧的人。

　　祖冲之实事求是，亲自检验历法，在他33岁的时候编制了《大明历》，由此就开辟了历法史的新纪元。

　　他特别 爱好 研究数学，也喜欢研究天文历法，经常观测太阳和星球运行的情况，并且做了详细记录。

　　宋孝武帝听到他的名气，派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣，但是在那里，可以更加专心研究数学、天文了。

　　我国历代都有研究天文的官，并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候，历法已经有很大进步，但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果，创制出一部新的历法，叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年 冬至 点之间的时间)的天数，跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数，跟现代科学测定的相差不到一秒，可见它的精确程度了。

　　公元462年，祖冲之请求宋孝武帝颁布新历，孝武帝召集大臣商议。那时候，有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对，认为祖冲之擅自改变古历，是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他，蛮横地说：“历法是古人制定的，后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说：“你如果有事实根据，就只管拿出来 辩论 。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴，找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论，也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后，他创制的大明历才得到推行。

　　尽管当时社会十分动乱不安，但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释，又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究，他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间，成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。

　　祖冲之在科学发明上是个多面手，他造过一种指南车，随便车子怎样转弯，车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”，在新亭江(在今南京市西南)上试航过，一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨，舂米碾谷子，叫做“水碓磨”。

　　 数学家祖冲之的资料

　　祖冲之(429-500)，字文远。出生于建康(今南京)，祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县)，中国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。祖冲之一生钻研自然科学，其主要贡献在数学、天文历法和机械制造三方面。他在刘徽开创的探索圆周率的精确方法的基础上，首次将“圆周率”精算到小数第七位，即在3.1415926和3.1415927之间，他提出的“祖率”对数学的研究有重大贡献。直到16世纪，阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录。由他撰写的《大明历》是当时最科学最进步的历法，对后世的天文研究提供了正确的方法。其主要著作有《安边论》《缀术》《述异记》《历议》等。

　　数学成就

　　数学史上的创举——“祖率”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，简化成3.1415926，祖冲之因此入选世界纪录协会世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家。祖冲之还给出圆周率(π)的两个分数形式：22/7(约率)和355/113(密率)，其中密率精确到小数第7位。祖冲之对圆周率数值的精确推算值，对于中国乃至世界是一个重大贡献，后人将“约率”用他的名字命名为“祖冲之圆周率”，简称“祖率”。

三、祖冲之的小故事

祖冲之不喜欢读古书。5岁时，父亲教他学“论语”，两个月他也只能背诵十几句。气得父亲又打又骂。可是他喜欢数学和天文。一天晚上，祖冲之躺在床上想白天老师说的“圆周是直径的3倍”这话似乎不对。第二天早，他就拿了一段妈妈绱鞋子的绳子，跑到村头的路旁，等待过往的车辆。一会儿，来了一辆马车，祖冲之叫住马车，对驾车的老人说：“让我用绳子量量您的车轮，行吗？”老人点点头。祖冲之用绳子把车轮量了一下，又把绳子折成同样大小的3段，再去量车轮的直径。量来量去，他总觉得车轮的直径没有1／3的圆周长。祖冲之站在路旁，一连量了好几辆马车车轮的直径和周长，得出的结论是一样的。这究竟是为什么？这个问题一直在他的脑海里萦绕。他决心要解开这个谜。经过多年的努力学习，祖冲之研究了刘徽的“割圆术”。所谓“割圆术”就是在圆内画个正6边形，其边长正好等于半径，再分12边形，用勾股定理求出每边的长，然后再分24、48边形，一直分下去，所得多边形各边长之和就是圆的周长。祖冲之非常佩服刘徽这个科学方法，但刘徽的圆周率只得到96边，得出3.14的结果后就没有再算下去，祖冲之决心按刘徽开创的路子继续走下去，一步一步地计算出192边形、384边形以求得更精确的结果。当时，数字运算还没利用纸、笔和数码进行演算，而是通过纵横相间地罗列小竹棍，然后按类似珠算的方法进行计算。祖冲之在房间地板上画了个直径为1丈的大圆，又在里边做了个正6边形，然后摆开他自己做的许多小木棍开始计算起来。此时，祖冲之的儿子已13岁了，他也帮着父亲一起工作，两人废寝忘食地计算了十几天才算到96边，结果比刘徽的少0.000002丈。于是，父子俩又花了十几天的时间重新计算了一遍，证明刘徽是对的。祖冲之为避免再出误差，以后每一步都至少重复计算两遍，直到结果完全相同才罢休。祖冲之从12288边形，算到24567边形，两者相差仅0.0000001。祖冲之知道从理论上讲，还可以继续算下去，但实际上无法计算了，只好就此停止，从而得出圆周率必然大于3.1415926，而小于3.1415927。很多朋友知道了祖冲之计算的成绩，纷纷登门向他求教。之后，祖冲之又进一步得出圆周率的密率是355／113，约率是22／7。直到1000多年后，德国数学家鄂图才得出相同的结果。