祖冲之为古代社会创造的杰出成就以及对后世发展的影响

  • 祖冲之从小深受家庭文化的熏陶,对数学、天文方面的兴趣颇深。自进入华林学省、总明观做科研工作,也是从那一时刻开始,他便醉心于自然科学的研究,也为后世留下来不少惊世骇俗的巨著。同时,祖冲之依靠自己精准计算出圆周率的功绩,依旧在后世1500年后的今天,他依旧颇具盛名,而且凭借自己的实力让后人效仿。

祖冲之的著作中最著名的就是《大明历》,该书在那个时代可以定义为较为科学、有意义的历法,进一步为接下来的天文学的研究打下了结实的基础。除此之外,他还有很多著作——《历议》、《缀术》等。但是祖冲之被后世称为站在巨人肩膀上的英雄,他的圆周率在当时可以精确到小数点后7位,甚至比阿拉伯的数学家的研究成果还要早半个世纪。

1.数学成就

祖冲之在毫无技术的条件下,可以将圆周率精确计算至小数点后第7位,也因为此举动他也成为了第一位成功计算出圆周率的科学家,随后他又提供了两个有关圆周率的分式——七分之二十二和一百一十三分之三百五十五。其中后人将七分之二十二重新命名为”祖冲之圆周率”,简称”祖率”。这毫无疑问属于世界的一大重要贡献。

其实,圆周率可以广泛的应用在多个领域中,在日常生活中只要有涉及到圆的相关问题,都可以用圆周率表示。当时在南北朝时期,很多人都会遇到很多圆形的物件,但却无法进行计算。

祖冲之纵观秦汉至魏晋的多个世纪,认为其中刘徽研究圆周的成绩相对可靠,于是他继续刘徽完成多年未完成的心愿。更加精益钻研、努力探寻较为准确的数值。翻阅书籍也只有《周髀算经》和《九章算术》中有记载,其中《九章算术》中记录解释一种全新的计算方法——割原法计算圆周率。

但是照猫画虎也仅能涉及皮毛,东汉的张衡站在巨人的肩膀上也仅是将有效位数保留3位。同时,祖冲之还有很多有关数学方面的著作,如《缀术》。很多科学家认为《缀术》较为深奥、甚至有很多有文化的高学历人士也不易理解,但是计算过程严谨。

2.历法成就

祖冲之研究出的圆周率更多的应用在历法成就和天文学的研究。祖冲之在公元462年,向宋孝武帝提交了一份全新的历法,希望可以通过实行,即《大明历》。在大明历出现以前,很多的百姓使用着《元嘉历》,但是祖冲之发现了其中的端倪。也就从这时开始,祖冲之不分昼夜重新进行计算,孜孜不倦的跟踪记录着行星的运动周期。

同时,祖冲之认为赵厞的《元始历》中,对于闰年的表述不正确,他自己的观察发现闰年的闰数应该比理论要多,于是祖冲之打破了岁章的限制,重新进行计算,得出了实则每200年就会差出一天的结论;在往之前的年份推移,祖冲之重新定义了公元391年的144个闰月的全新算法,甚至在此基础上他还引入了”回归年”的概念,最终将闰周的频率、程度调高。虽然祖冲之将之前有问的地方进行了修正,但是修正后的数据存在的问题直到南宋时期才得以解决。

3.天文成就

祖冲之对于阴阳五行八卦的研究也颇有心得体会,但他将五大行星在空间运行一周所需要的时间进行计算,同时也进行观测和演算,并且较为准确的计算出五星会合周期。接下来,祖冲之对西汉刘歆所研究的木星运行一年所需要的时间表示出疑虑,原本他就是个有问题就刨根问底的人,他重新对五大行星进行了重新计算,并及时做出了修正。

4.机械制造

公元464年到南朝期初年,祖冲之前往建康担任谒者仆射,他开始全身心的投入至机械制造。祖冲之重新组装了铜制机、设计制造过水碓磨以及指南车、千里船和木牛流马等机器。虽然中国较为文明的四大发明之一的指南车,至魏晋过后便已失传,但是祖冲之重新设计的指南车都是重金打造而成的,一方面机械构造巧妙、方便运转,另一方面方便他人的同时,木人手永远指向南方。

另外,祖冲之对杜预设计的连机碓和水碓磨进行了改良。该设备主要是通过一个连机碓同时带动多个磨盘进行工作,祖冲之对此进行了改良,将水碓和水磨一体化结合,不仅可以提高工作的效率,而且可以将收率提高。此后,祖冲之还自己制造了千里船,其原理是依靠水力前进,将水的重量压着轮子不停地旋转,工作,最终实现了千里船的运行。

5.其他方面

祖冲之的主要成就涉猎与数学、历法、天文学以及机械方面,除此之外,他还精通音律,说明他对于音律还是有点心得研究。除了自然科学方面,他还对于哲学方面有自己的想法,著书有《庄子义》、《老子义》等哲学题材,但是都已经失传,为之可惜。

总结

祖冲之是古代中国为数不多的集数学家、天文学家和机械制造于一身的全能型人才,他所设计的产品都有利于农业时代的发展,不仅大大提高了工作效率,而且还为后世的发展提供了理论依据;此外,他主要的成就还是在于将圆周率精确运算至小数点后七位,仅这一项成就足以影响中国、乃至世界多个世纪;同时,圆周率的出现也为历法的革新、天体运动的周期性计算提供帮助。祖冲之的《大明历》是一个具有划时代意义的作品,但是被当时根深蒂固的顽固腐朽的统治阶级思想所压制。幸运的是,时间的推移并未掩盖这部历法的光芒和价值,《大明历》一经颁布就得到广泛的认可,指导人们生活近2个世纪。

未经允许不得转载:我的知识库 » 祖冲之为古代社会创造的杰出成就以及对后世发展的影响

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏