祖沖之 名人語錄
愿聞顯據(jù),以核理實(shí)。浮詞虛貶,竊非所懼。
《駁論》
祖沖之是南北朝時(shí)期偉大的科學(xué)家。他經(jīng)過反復(fù)計(jì)算求得的圓周率,為科學(xué)事業(yè)的發(fā)展作出了杰出貢獻(xiàn)。
【名人歷史】
祖沖之(429年-500年),字文遠(yuǎn)。范陽遒縣(今河北淶水)人。 從公元42O年東晉滅亡到589年隋朝統(tǒng)一全國的170年中間,我國歷史上形成了 南北對立的局面,這一時(shí)期稱作南北朝。南朝從公元42O年東晉大將劉裕奪取帝位,建立宋政權(quán)開始,經(jīng)歷了宋、齊、梁、陳四個(gè)朝代。同南朝對峙的是北朝,北 朝經(jīng)歷了北魏、東魏、西魏,北齊、北周等朝代。祖沖之是南朝人,出生在宋,死的時(shí)候已是南齊時(shí)期了。
當(dāng)時(shí)由于南朝社會比較安定,農(nóng)業(yè)和手工業(yè)都有顯著的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)和文化得到了迅速發(fā)展,從而也推動了科學(xué)的前進(jìn)。因此,在這一段時(shí)期內(nèi),南朝出現(xiàn)了一些很有成就的科學(xué)家,祖沖之就是其中最杰出的人物之一。
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祖沖之的原籍是范陽郡遒縣(今河北淶水縣)。在西晉末年,祖家由于故鄉(xiāng)遭到戰(zhàn)爭的破壞,遷到江南居住。祖沖之的祖父祖昌,曾在宋朝政府里擔(dān)任過大匠卿, 負(fù)責(zé)主持建筑工程,是掌握了一些科學(xué)技術(shù)知識的;同時(shí),祖家歷代對于天文歷法都很有研究。因此祖沖之從小就有接觸科學(xué)技術(shù)的機(jī)會。
祖 沖之對于自然科學(xué)和文學(xué)、哲學(xué)都有廣泛的興趣,特別是對天文、數(shù)學(xué)和機(jī)械制造,更有強(qiáng)烈的愛好和深入的鉆研。早在青年時(shí)期,他就有了博學(xué)多才的名聲,并且 被政府派到當(dāng)時(shí)的一個(gè)學(xué)術(shù)研究機(jī)關(guān) 華林學(xué)省,去做研究工作。后來他又擔(dān)任過地方官職。公元461年,他任南徐州(今江蘇鎮(zhèn)江)刺史府里的從事。464 年,宋朝政府調(diào)他到婁縣(今江蘇昆山縣東北)作縣令。
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(jiān)持學(xué)術(shù)研究,并且取得了 很大的成就。他研究學(xué)術(shù)的態(tài)度非常嚴(yán)謹(jǐn)。他十分重視古人研究的成果,但又決不迷信古人。用他自己的話來說,就是:決不 虛推(盲目崇拜)古人 ,而要 搜 揀古今(從大量的古今著作中吸取精華) 。一方面,他對于古代科學(xué)家劉歆、張衡、闞澤、劉徽、劉洪等人的著述都作了深入的研究,充分吸取其中一切有用的東 西。另一方面,他又敢于大膽懷疑前人在科學(xué)研究方面的結(jié)論,并通過實(shí)際觀察和研究,加以修正補(bǔ)充,從而取得許多極有價(jià)值的科學(xué)成果。在天文歷法方面,他所 編制的《大明歷》,是當(dāng)時(shí)最精密的歷法。在數(shù)學(xué)方面,他推算出準(zhǔn)確到六位小數(shù)的圓周率,取得了當(dāng)時(shí)世界上最優(yōu)秀的成績。 語文成績好,書法少不了,學(xué)書法,推薦<A http://www.zequeka.cn/miniform/type_3.html>易優(yōu)練字</a>
在古代,我國 歷法家一向把十九年定為計(jì)算閏年的單位,稱為 一章 ,在每一章里有7個(gè)閏年。也就是說,在十九個(gè)年頭中,要有7個(gè)年頭是13個(gè)月。這種閏法一直采用了一 千多年,不過它還不夠周密、精確。公元412年,北涼趙厞創(chuàng)作《元始?xì)v》,才打破了歲章的限制,規(guī)定在600年中間插入221個(gè)閏月??上иw厞的改革沒有 引起當(dāng)時(shí)人的注意,例如著名歷算家何承天在公元443年制作《元嘉歷》時(shí),還是采用19年7閏的古法。
祖沖之吸取了趙厞的先進(jìn)理論,加上他自己的觀察,認(rèn)為19年7閏的閏數(shù)過多,每200年就要差一天,而趙厞600年221閏的閏數(shù)卻又嫌稍稀,也不十分精密。因此,他提出了391年內(nèi)144閏的新閏法。這個(gè)閏法在當(dāng)時(shí)算是最精密的了。
除了改革閏法以外,祖沖之在歷法研究上的另一重大成就,是破天荒第一次應(yīng)用了 歲差。
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根據(jù)物理學(xué)原理,剛體在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí),假如絲毫不受外力的影響,旋轉(zhuǎn)的方向和速度應(yīng)該是一致的;如果受了外力影響,它的旋轉(zhuǎn)速度就要發(fā)生周期性的變化。地 球就是一個(gè)表面凹凸不平、形狀不規(guī)則的剛體,在運(yùn)行時(shí)常受其他星球吸引力的影響,因而旋轉(zhuǎn)的速度總要發(fā)生一些周期性的變化,不可能是絕對均勻一致的。因 此,每年太陽運(yùn)行一周(實(shí)際上是地球繞太陽運(yùn)行一周),不可能完全回到上一年的冬至點(diǎn)上,總要相差一個(gè)微小距離。按現(xiàn)在天文學(xué)家的精確計(jì)算,大約每年相差 50.2秒,每71年8個(gè)月向后移一度。這種現(xiàn)象叫作歲差。
隨著天文學(xué)的逐漸發(fā)展,我國古代科學(xué)家們漸漸發(fā)現(xiàn)了歲差的現(xiàn)象。西漢的鄧 平、東漢的劉歆、賈逵等人都曾觀測出冬至點(diǎn)后移的現(xiàn)象,不過他們都還沒有明確地指出歲差的存在。到東晉初年,天文學(xué)家虞喜才開始肯定歲差現(xiàn)象的存在,并且 首先主張?jiān)跉v法中引入歲差。他給歲差提出了第一個(gè)數(shù)據(jù),算出冬至日每五十年退后一度。后來到南朝宋的初年,何承天認(rèn)為歲差每一百年差一度,但是他在他所制 定的《元嘉歷》中并沒有應(yīng)用歲差。
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祖沖之繼承了前人的科學(xué)研究成果,不但證實(shí)了歲差現(xiàn)象的存在,算出歲差是每四十五年十一個(gè)月后退一 度,而且在他制作的《大明歷》中應(yīng)用了歲差。因?yàn)樗鶕?jù)的天文史料都還是不夠準(zhǔn)確的,所以他提出的數(shù)據(jù)自然也不可能十分準(zhǔn)確。盡管如此,祖沖之把歲差應(yīng) 用到歷法中,在天文歷法史上卻是一個(gè)創(chuàng)舉,為我國歷法的改進(jìn)揭開了新的一頁。到了隋朝以后,歲差已為很多歷法家所重視了,像隋朝的《大業(yè)歷》、《皇極歷》 中都應(yīng)用了歲差。
祖沖之在歷法研究方面的第三個(gè)巨大貢獻(xiàn),就是能夠求出歷法中通常稱為 交點(diǎn)月 的日數(shù)。
所謂交 點(diǎn)月,就是月亮連續(xù)兩次經(jīng)過 黃道 和 白道 的交叉點(diǎn),前后相隔的時(shí)間。黃道是指我們在地球上的人看到的太陽運(yùn)行的軌道,白道是我們在地球上的人看到的 月亮運(yùn)行的軌道。交點(diǎn)月的日數(shù)是可以推算得出來的。祖沖之測得的交點(diǎn)月的日數(shù)是27.21223日,比過去天文學(xué)家測得的要精密得多,同近代天文學(xué)家所測 得的交點(diǎn)月的日數(shù)27.21222日已極為近似。在當(dāng)時(shí)天文學(xué)的水平下,祖沖之能得到這樣精密的數(shù)字,成績實(shí)在驚人。 易優(yōu)作文網(wǎng)名師改作文(http://www.zequeka.cn/jiaoshoulanmu/ )
由于日蝕和月蝕都是在黃道和白道交點(diǎn)的附近發(fā)生,所以推算出交點(diǎn)月的日數(shù)以后,就更能準(zhǔn)確地推算出日蝕或月蝕發(fā)生的時(shí)間。祖沖之在他制訂的《大明歷》中,應(yīng)用交點(diǎn)月推算出來的日、月蝕時(shí)間比過去準(zhǔn)確,和實(shí)際出現(xiàn)日、月蝕的時(shí)間都很接近。
祖沖之根據(jù)上述的研究成果,終于成功制成了當(dāng)時(shí)最科學(xué)、最進(jìn)步的歷法 《大明歷》。這是祖沖之科學(xué)研究的天才結(jié)晶,也是他在天文歷法上最卓越的貢獻(xiàn)。
此外,祖沖之對木、水、火、金、土等五大行星在天空運(yùn)行的軌道和運(yùn)行一周所需的時(shí)間,也進(jìn)行了觀測和推算。我國古代科學(xué)家算出木星(古代稱為歲星)每 12年運(yùn)轉(zhuǎn)一周。西漢劉歆作《三統(tǒng)歷》時(shí),發(fā)現(xiàn)木星運(yùn)轉(zhuǎn)一周不足十二年。祖沖之更進(jìn)一步,算出木星運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為11.858年?,F(xiàn)代科學(xué)家推算木星運(yùn) 行的周期約為11.862年。祖沖之算得的結(jié)果,同這個(gè)數(shù)字僅僅相差0.04年。此外,祖沖之算出水星運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為115.88日,這同近代天文學(xué)家 測定的數(shù)字在兩位小數(shù)以內(nèi)完全一致。他算出金星運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為583.93日,同現(xiàn)代科學(xué)家測定的數(shù)字僅差0.01日。
公元462 年(宋大明六年),祖沖之把精心編成的《大明歷》送給政府,請求公布實(shí)行。宋孝武帝命令懂得歷法的官員對這部歷法的優(yōu)劣進(jìn)行討論。在討論過程中,祖沖之遭 到了以戴法興為代表的守舊勢力的反對。戴法興是宋孝武帝的親信大臣,很有權(quán)勢。由于他帶頭反對新歷,朝廷大小官員也隨聲附和,大家不贊成改變歷法。
祖沖之為了堅(jiān)持自己的正確主張,理直氣壯地同戴法興展開了一場激烈的辯論。
這一場關(guān)于新歷法優(yōu)劣的辯論,實(shí)際上反映了當(dāng)時(shí)科學(xué)和反科學(xué)、進(jìn)步和保守兩種勢力的尖銳斗爭。戴法興首先上書皇帝,從古書中抬出古圣先賢的招牌來壓制祖 沖之。他說,冬至?xí)r的太陽總在一定的位置上,這是古圣先賢測定的,是萬世不能改變的。他說,祖沖之以為冬至點(diǎn)每年有稍微移動,是誣蔑了天,違背了圣人的經(jīng) 典。是一種大逆不道的行為。他又把當(dāng)時(shí)通行的19年7閏的歷法,也說是古圣先賢所制定,永遠(yuǎn)不能更改。他甚至罵祖沖之是淺陋的凡夫俗子,沒有資格談改革歷 法。
祖沖之對權(quán)貴勢力的攻擊絲毫沒有懼色。他寫了一篇有名的駁議。他根據(jù)古代的文獻(xiàn)記載和當(dāng)時(shí)觀測太陽的記錄,證明冬至點(diǎn)是有變動 的。他指出:事實(shí)十分明白,怎么可以信古而疑今。他又詳細(xì)地舉出多年來親自觀測冬至前后各天正午日影長短的變化,精確地推算出冬至的日期和時(shí)刻,從此說明 19年7閏是很不精密的。他責(zé)問說: 舊的歷法不精確,難道還應(yīng)當(dāng)永遠(yuǎn)用下去,永遠(yuǎn)不許改革?誰要說《大明歷》不好,應(yīng)當(dāng)拿出確鑿的證據(jù)來。如果有證據(jù), 我愿受過。
當(dāng)時(shí)戴法興指不出新歷到底有哪些缺點(diǎn),于是就爭論到日行快慢、日影長短、月行快慢等等問題上去。祖沖之一項(xiàng)一項(xiàng)地?fù)?jù)理力爭,都駁倒了他。
在祖沖之理直氣壯地駁斥下,戴法興沒話可以答辯了,竟蠻不講理地說: 新歷法再好也不能用。 祖沖之并沒有被戴法興這種蠻橫態(tài)度嚇倒,卻堅(jiān)決地表示: 決不應(yīng)該盲目迷信古人。既然發(fā)現(xiàn)了舊歷法的缺點(diǎn),又確定了新歷法有許多優(yōu)點(diǎn),就應(yīng)當(dāng)改用新的。
在這場大辯論中,許多大臣被祖沖之精辟透徹的理論說服了,但是他們因?yàn)槲窇执鞣ㄅd的權(quán)勢,不敢替祖沖之說話。最后有一個(gè)叫巢尚之的大臣出來對祖沖之表示 支持。他說《大明歷》是祖沖之多年研究的成果,根據(jù)《大明歷》來推算元嘉十三年(436)、十四年(437)、二十八年(451)、大明三年(459)的 四次月蝕都很準(zhǔn)確,用舊歷法推算的結(jié)果誤差就很大,《大明歷》既然由事實(shí)證明比較好,就應(yīng)當(dāng)采用。
這樣一來,戴法興只有啞口無言。祖沖之取得了最后勝利。宋孝武帝決定在大明九年(465)改行新歷。誰知大明八年孝武帝死了,接著統(tǒng)治集團(tuán)內(nèi)發(fā)生變亂,改歷這件事就被擱置起來。一直到梁朝天監(jiān)九年(51O),新歷才被正式采用,可是那時(shí)祖沖之已去世10年了