祖沖之人物介紹（課堂PPT）

1、祖沖之12022-2-2701人物生平標題文字標題文字標題文字標題文字標題文字祖沖之，429年（南朝宋元嘉六年）出生于建康（今南京），祖籍范陽郡遒縣（今河北淶水縣）。西晉末期，北方發(fā)生大規(guī)模戰(zhàn)亂，祖沖之的先輩從河北遷徙到江南，并在江南定居下來。祖沖之就出生在江南，其祖父祖昌任劉宋朝大匠卿，是朝廷管理土木工程的官吏，父親祖朔之做“奉朝請”，學識淵博，常被邀請參加皇室的典禮、宴會。祖沖之從小就受到很好的家庭教育。爺爺給他講“斗轉星移”，父親領他讀經書典籍，家庭的熏陶，耳濡目染，加之自己的勤奮，使他對自然科學和文學、哲學，特別是天文學產生了濃厚的興趣，在青年時代就有了博學的名聲。家世背景32022-

2、2-27祖沖之曾在著作中自述說，從很小的時候起便“專功數術，搜爍古今”。他把從上古時起直至他生活的時代止的各種文獻、記錄、資料，幾乎全都搜羅來進行考察。同時，主張決不“虛推古人”，決不把自己束縛在古人陳腐的錯誤結論之中，并且親自進行精密的測量和仔細的推算。像他自己所說的那樣，每每“親量圭尺，躬察儀漏，目盡毫厘，心窮籌策”。由于祖沖之博學多才的名聲，被南朝宋孝武帝派至當時朝廷的學術研究機關華林學省做研究工作，后來又到總明觀任職。當時的總明觀是全國最高的科研學術機構，相當于現在的中國科學院?？偯饔^內分設文、史、儒、道、陰陽5門學科，實行分科教授制度，請來各地有名望的學者任教，祖沖之就是其一。在這里

3、，祖沖之接觸了大量國家藏書，包括天文、歷法、術算方面的書籍，具備了借鑒與拓展的先決條件。早年經歷42022-2-27461年（南朝宋大明五年），祖沖之擔任南徐州（今江蘇鎮(zhèn)江）刺史府里的從事，先后任南徐州從事吏、公府參軍。祖沖之在這一段期間，雖然生活很不安定，但是仍然繼續(xù)堅持學術研究，并且取得了很大的成就。462年（南朝宋大明六年），祖沖之把精心編成的大明歷送給宋孝武帝請求公布實行，宋孝武帝命令懂得歷法的官員對這部歷法的優(yōu)劣進行討論，最終，宋孝武帝決定在大明九年（465年）改行新歷。464年（南朝宋大明六年），祖沖之被調到婁縣（今江蘇昆山縣東北）作縣令。之后又到建康（今江蘇南京），擔任謁者仆射的

4、官職。從這時起，一直到南朝齊初年，他花了較大的精力來研究機械制造，重造出了用銅制機件傳動的指南車，發(fā)明了一天能走百里的“千里船”和“木牛流馬”、水碓磨（利用水力加工糧食的工具），還設計制造過漏壺（古代計時器）和巧妙的欹器。潛心科學52022-2-27祖沖之的晚年，正值南齊后期，統(tǒng)治階級內部矛盾尖銳，政治黑暗，社會動蕩不安。在這種情況下，祖沖之的研究方向有了很大的變化。他著重研究文學和社會科學，同時也比較關心政治。494年（南朝齊隆昌元年）到498年（南朝齊建武五年）之間，他擔任長水校尉的官職。當時他寫了一篇安邊論，建議政府開墾荒地，發(fā)展農業(yè)，增強國力，安定民生，鞏固國防。齊明帝看到后想令他“巡

5、行四方，興造大業(yè)，可以利百姓者”，后因南齊的統(tǒng)治已經無法再維持下去。國家政權搖搖欲墜，再加上南北朝之間的連年戰(zhàn)爭，祖沖之良好的政治主張無法在國家內部施行，更無法實現了。500年（南朝齊永元二年），這位卓越的大科學家去世，享年七十二歲。他的天文歷法心血之作大明歷在510年（梁武帝天監(jiān)九年）才以甲子元歷之名頒行。晚年生活62022-2-2702主要成就祖沖之在圓周率方面的研究，有著積極的現實意義，他的研究適應了當時生產實踐的需要。他親自研究度量衡，并用最新的圓周率成果修正古代的量器容積的計算。古代有一種量器叫做“ 釜 ”，一般的是一尺深，外形呈圓柱狀，祖沖之利用他的圓周率研究，求出了精確的數值。他

6、還重新計算了漢朝劉歆所造的“律嘉量”， 利用“祖率”校正了數值。以后，人們制造量器時就采用了祖沖之的“祖率”數值。祖沖之算出圓周率（）的真值在3.1415926和3.1415927之間，相當于精確到小數第7位，簡化成3.1415926，祖沖之因此入選世界紀錄協(xié)會世界第一位將圓周率值計算到小數第7位的科學家。祖沖之還給出圓周率()的兩個分數形式：22/7（約率）和355/113（密率），其中密率精確到小數第7位。祖沖之對圓周率數值的精確推算值，對于中國乃至世界是一個重大貢獻，后人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”，簡稱“祖率”。數學史上的創(chuàng)舉“祖率”82022-2-27祖沖之寫過綴術五卷

7、，被收入著名的算經十書中。隋書評論“學官莫能究其深奧，故廢而不理”，認為綴術理論十分深奧，計算相當精密，學問很高的學者也不易理解它的內容，在當時是數學理論書籍中最難的一本。在綴術中，祖沖之提出了“開差冪”和“開差立”的問題?！安顑纭?一詞在劉徽為九章算術所作的注中就有了，指的是面積之差?！伴_差冪” 即是已知長方形的面積和長寬的差，用開平方的方法求它的長和寬，它的具體解法已經是用二次代數方程求解正根的問題。而“開差立”就是已知長方體的體積和長、寬、高的差，用開立方的辦法來求它的邊長；同時也包括已 知圓柱體、球體的體積來求它們的直徑的問題。所用到的計算方法已是用三次方程求解正根的問題了，三次方程的

8、解法以前沒有過，祖沖之的解法是一 項創(chuàng)舉。綴術還曾流傳至朝鮮和日本，在朝鮮、日本古代教育制度、書目等資料中，都曾提到綴術。宋史楚衍傳中說“于九章緝古綴術海島諸算經尤得其妙。天圣(1023-1031)初造新歷”。數學杰作綴術92022-2-27首次提出“交點月”的計算祖沖之在我國天文學史上第一次提出，月亮相繼兩次通過黃道、白道的同一交點的時間（即“交點月”）長度為272123日，與現今推算值僅相差十萬分之一日，即不到1秒，由于日食、月食（統(tǒng)稱交食），都發(fā)生在黃白交點附近，所以祖沖之的交點月長度對于日月食預報具有十分重要的意義。推算出交點月的日數以后，就更能準確地推算出日蝕或月蝕發(fā)生的時間。祖沖之

9、在他制訂的大明歷中，應用交點月推算出來的日、月蝕時間比過去準確，和實際出現日、月蝕的時間都很接近。改革閏法祖沖之吸取了趙厞的理論，加上他自己的觀察，認為十九年七閏的閏數過多，每二百年就要差一天，而趙厞六百年二百二十一閏也不十分準確。因此，祖沖之提出了391年144閏月的新閏法。祖沖之的閏周精密程度極高，按照他的推算，一個回歸年的長度為365.2428141日，與今天的推算值僅相差46秒。一直到南宋的統(tǒng)天歷，才采用了比這更精確的數據。歷法成就102022-2-2703人物評價華羅庚（從祖沖之的圓周率談起）：“祖沖之不僅是一位數學家，同時還通曉天文歷法、機械制造、音樂，并且還是一位文學家。祖沖之制訂的大明歷，改革了歷法，他將圓周率算到了小數點后七位，是當時世界最精確的圓周率數值，而他創(chuàng)造的“密率”聞名于世?！蹦鲜罚簺_之解鐘律博塞，當時獨絕，莫能對者。人民網：祖沖之父子的數學研究成就匯集于他的數學專著綴術中。這本書極其高深，以至于“學官莫能究其深奧，故廢而不理”。在唐朝官學