科学家祖冲之,倡导精密测量与仔细推算,以多项发明创造名垂青史

祖冲之,是我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。他一直倡导精密测量与仔细推算,在数学、天文历法以及机械制造方面做出了很多项创造发明,还留给后人许多科学与文学专著,因此名垂青史。

今天,我们就来重温下祖冲之严谨的科学态度、创新的科技理念,还有诸多学科的发明创造。

一. 家教良好博学多才,树立严谨科学态度

祖冲之祖籍是河北范阳郡遒县(今河北省涞水县),西晋末期至东晋16国时期,我国北方发生了大规模战乱,他的祖辈被迫南迁至东晋都城建业(今江苏省南京市),祖冲之就出生在建业。他的祖父是刘宋朝主管土木工程的官员;父亲则是一名朝廷文职官员,并且学识渊博,常被邀请参加皇室的典礼、宴会。

所以祖冲之从小就能受到良好的家庭教育,祖父教他理工科与天文学知识;父亲带领他博览经书典籍,如此的耳闻目染,加上他的勤奋好学,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,并在青年时代就有了博学的名声。

想要文理双科都能学好,祖冲之是怎么做的呢?他首先收集各种文献、记录、资料,将自上古到他生活年代的尽量备齐。然后对它们进行仔细研究、分析,并本着不把自己束缚在古人陈腐的错误结论之中的原则,当有了新的想法或者发明时,都要亲自进行精密地测量和仔细地推算。正像他自己总结的那样,每每”亲量圭尺,躬察仪漏,目尽毫厘,心穷筹策”。这就是祖冲之遵循的科学地学习方法、严谨的科学发明态度。

二。 从”中科院院士”到多产发明家

由于祖冲之博览群书,并具有科学与严谨地学习方法,所以名声逐渐增大。当时的南朝宋孝武帝看重祖冲之的才华,将他聘请到朝廷的学术研究机关华林学省做研究工作,后来又让他到相当于现在的中国科学院-总明观任职,成为一名”中科院院士”。

祖冲之充分利用了这一工作良机,他一边认真教学,一边乘机接触了大量的国家藏书,包括天文、历法、算术等方面的书籍,这就为他今后地创造发明打下了坚实的理论基础。

后来,祖冲之先后被派到南徐州(今江苏省镇江市)、娄县(今江苏昆山县东北)等地方上任职,最后回到都城建业朝廷中当官。在这一段时间里,生活虽然不够稳定,但他始终坚持学术研究与创造,并且取得了很大的成就。

祖冲之的晚年,已经到了南齐后期,当时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。他着重研究起文学和社会科学来,同时也比较关心政治。

祖冲之一生的创造发明是丰富多彩的,他的主要贡献在数学、天文历法和机械制造三方面。在数学方面,他的主要贡献是: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”对数学的研究具有重大贡献。编辑数学杰作《缀术》,此书提出了”开差幂”和”开差立”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,祖冲之的解法是当时的一项世界创举。

在天文历法方面,祖冲之对木、水、火、金、土等五大行星在天空运行的轨道和运行一周所需的时间,也进行了观测和推算,给出了更精确的五星会合周期。他还改革闰法、应用”岁差”、首次提出”交点月”的计算,更加可贵的是编撰《大明历》,此历编成功后,祖冲之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(后因故在天监九年(510年)终以《甲子元历》之名颁行)。

在机械制造方面,祖冲之设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等。还曾制造过”欹器”(一种古代计时用具)。

另外,祖冲之的成就不仅限于自然科学方面,如本文开头所说,他在文学方面也很有造诣,并著有《易义》《老子义》《庄子义》《释论语》等关于哲学的书籍。文学作品方面他著有《述异记》等。他还精通乐理.对于音律很有研究。

这充分说明,祖冲之是一名多学科的创作专家。为褒奖这位卓越的科学家,后世给予了他多项荣誉。如将他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;1967年,国际天文学家联合会把月球上的一座环形山命名为”祖冲之环形山”;紫金山天文台将1964年发现的,国际永久编号为1888的小行星命名为”祖冲之星”;我国1986年发行了祖冲之纪念银币(面值5元);在上海市浦东新区张江高科技园区,还有以祖冲之命名的道路与软件园等等。

总之,我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家祖冲之,一直倡导精密测量与仔细推算,在数学、天文历法以及机械制造方面做出了很多项创造发明,还留给后人许多科学与文学专著,从而名垂青史。他的科学工作方法与严谨的工作态度值得后人传颂。

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