名家知多少
祖冲之
我国古代有非常多杰出的人物,祖冲之就是其中之一。他是我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家,他一生钻研自然科学,勤奋好学,学而不厌。
祖冲之的祖父名叫祖昌,是一个专门管理朝廷建筑的官。祖冲之的父亲祖朔之,学识非常渊博。他非常希望儿子未来能够有所成就,所以在祖冲之不到9岁的时候就把他关在书房里念书,逼着祖冲之读背《论语》,读一段,就叫祖冲之背一段。但是两个月过去了,祖冲之却只能背诵十多行,祖朔之非常生气,把书摔在地上,骂道:“你怎么这么笨啊!”这一天,祖朔之照常在教祖冲之念书,但是祖朔之越教越生气,而祖冲之也是越读越厌烦。小小的祖冲之愤愤地说:“我不想读书了!”气得祖朔之额头直冒汗,忍不住伸手打了祖冲之一巴掌,打得祖冲之号啕大哭起来。正在这时,祖朔之的父亲祖昌来了。在祖昌了解情况以后,对祖朔之说:“如果我们家真出了个笨蛋,你狠狠打他,他就会变聪明吗?孩子是打不聪明的,只会越打越笨。”
祖朔之说:“我也是为他好啊!他这样不读书,以后能有什么出息?”
祖昌说:“那也不能硬赶鸭子上架。他读经书笨,说不定在做别的事情上有天赋呢!我们要细心观察孩子的兴趣,加以诱导。”
于是祖昌开始带着祖冲之到他负责的建筑工地,让孩子开眼界、长知识。祖冲之常常同农村小孩们一起乘凉、玩耍。在这样的过程中,祖冲之觉得自己知道的实在太少,比如,他不知道星星都叫什么名字,为什么每月十五日这一天的月亮一定会圆。祖冲之常常缠着爷爷问个不停,祖昌对他说:“孩子,看来你对天文很感兴趣。好啊,我们家里天文历书很多,我找几本你看看,不懂的就问我。”祖朔之这时也改变了对儿子的看法,祖孙三代一起研究天文知识。这样,祖冲之对天文历法的兴趣越来越大了。
祖昌还带祖冲之去拜访一个非常厉害的钻研天文的官员何承天。何承天问祖冲之:“研究天文是非常辛苦的,既不能靠它升官,又不能靠它发财,你为什么要钻研它?”
祖冲之说:“我不求升官发财,只想弄清天地的秘密。”何承天笑着说:“有出息!”
从此,祖冲之开始认真研究天文历法。他观测太阳和星球运行的情况,并且做了非常详细的观察记录。宋孝武帝听闻他的名气,就派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。跟小时候一样,祖冲之对做官仍然没有兴趣,但是借助那里的研究条件,他开始更加专心地做研究了。
随着祖冲之的长期观察和研究,他觉得之前用的历法还不够精确,于是创制出了一部新的历法,叫作“大明历”。这种历法测定的每一回归年的天数,与现代科学的测定只相差50秒;测定月亮环行一周的天数,与现代科学测定的相差不到1秒,可见它的精确程度了。要知道,在当时祖冲之还没有现在这样先进、精确的测量工具,竟然能够测定得如此精准,可见祖冲之很了不起。
除了在天文方面,祖冲之在数学上也有着非常大的成就,他最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。他研究刘徽提出的“割圆术”,并且在刘徽计算的基础上继续努力,经过刻苦钻研、反复演算,终于将圆周率精确计算到了小数点以后的第7位。祖冲之的那个时代,还没有像“1、2、3、4……”这样的阿拉伯数字,计算全都要靠一根一根的小棍来帮忙,这些小棍也就是“算筹”。为了得到尽可能准的数据,祖冲之把算筹摆得到处都是,桌上摆不下,就开始在地上摆,书房摆满了算筹,就到堂屋的地上接着摆。祖冲之从早算到晚,地上摆满了算筹,他的妻子来叫他吃饭都没有地方落脚,只好扔给他两个窝头。
有一次,祖冲之正蹲在地上专心致志地摆弄算筹,他的一个朋友来拜访他。祖冲之没注意到从门外走进来的朋友,那朋友也没有留意地上的算筹。朋友径直走到祖冲之面前,兴冲冲地一拍祖冲之的肩膀,高兴地说道:“文远兄,我告诉你一件事——”
朋友的话还没说完,就被祖冲之的大叫声打断了。只见祖冲之对着被朋友不小心踢乱的算筹叹气:“啊,你,你——你看看地上,这两天的功夫全白费了。”
朋友吓了一跳,这才看到满地的被自己踢乱的算筹,朋友连声道歉,祖冲之只好叫上他的儿子祖暅(也是我国著名的数学家)一起从头再来。
就这样,祖冲之算了一日又一日,才算出了圆内接正24 576边形的周长是六丈二尺八寸又三一八三二,又从外切正六边形算起,一共算到外切正24 576边形,求出圆周率在3.141 592 6与3.141 592 7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。
难以想象,在南北朝时期,祖冲之究竟是如何进行这样庞大而且复杂的计算的。并且为了避免再出误差,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,这需要花费多少时间和付出多么巨大的劳动啊!可见,祖冲之有着多么顽强的毅力与聪明才智。
除此之外,祖冲之还对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写了一本《缀术》。他还与他的儿子祖暅一起,用巧妙的方法计算出了球体的体积,这一原理在西方被称为卡瓦列利原理,但这是在祖氏父子以后一千多年才由卡氏发现的。为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,后人也称这原理为“祖暅原理”。
聪明出于勤奋,天才在于积累。在祖冲之的研究之路上,我们可以看到,是坚韧不拔、坚持不懈的毅力才最终促进了他的成功。