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祖沖之科學發明

生活 更新时间:2024-08-20 07:10:28

祖沖之,是我國南北朝時期傑出的數學家、天文學家。他一直倡導精密測量與仔細推算,在數學、天文曆法以及機械制造方面做出了很多項創造發明,還留給後人許多科學與文學專著,因此名垂青史。

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祖沖之簡介

今天,我們就來重溫下祖沖之嚴謹的科學态度、創新的科技理念,還有諸多學科的發明創造。

一. 家教良好博學多才,樹立嚴謹科學态度

祖沖之祖籍是河北範陽郡遒縣(今河北省涞水縣),西晉末期至東晉16國時期,我國北方發生了大規模戰亂,他的祖輩被迫南遷至東晉都城建業(今江蘇省南京市),祖沖之就出生在建業。他的祖父是劉宋朝主管土木工程的官員;父親則是一名朝廷文職官員,并且學識淵博,常被邀請參加皇室的典禮、宴會。

所以祖沖之從小就能受到良好的家庭教育,祖父教他理工科與天文學知識;父親帶領他博覽經書典籍,如此的耳聞目染,加上他的勤奮好學,使他對自然科學和文學、哲學,特别是天文學産生了濃厚的興趣,并在青年時代就有了博學的名聲。

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祖沖之

想要文理雙科都能學好,祖沖之是怎麼做的呢?他首先收集各種文獻、記錄、資料,将自上古到他生活年代的盡量備齊。然後對它們進行仔細研究、分析,并本着不把自己束縛在古人陳腐的錯誤結論之中的原則,當有了新的想法或者發明時,都要親自進行精密地測量和仔細地推算。正像他自己總結的那樣,每每"親量圭尺,躬察儀漏,目盡毫厘,心窮籌策"。這就是祖沖之遵循的科學地學習方法、嚴謹的科學發明态度。

二。 從"中科院院士"到多産發明家

由于祖沖之博覽群書,并具有科學與嚴謹地學習方法,所以名聲逐漸增大。當時的南朝宋孝武帝看重祖沖之的才華,将他聘請到朝廷的學術研究機關華林學省做研究工作,後來又讓他到相當于現在的中國科學院-總明觀任職,成為一名"中科院院士"。

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祖沖之像

祖沖之充分利用了這一工作良機,他一邊認真教學,一邊乘機接觸了大量的國家藏書,包括天文、曆法、算術等方面的書籍,這就為他今後地創造發明打下了堅實的理論基礎。

後來,祖沖之先後被派到南徐州(今江蘇省鎮江市)、婁縣(今江蘇昆山縣東北)等地方上任職,最後回到都城建業朝廷中當官。在這一段時間裡,生活雖然不夠穩定,但他始終堅持學術研究與創造,并且取得了很大的成就。

祖沖之的晚年,已經到了南齊後期,當時統治階級内部矛盾尖銳,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。他着重研究起文學和社會科學來,同時也比較關心政治。

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圓周率概略圖

祖沖之一生的創造發明是豐富多彩的,他的主要貢獻在數學、天文曆法和機械制造三方面。在數學方面,他的主要貢獻是:首次将"圓周率"精算到小數第七位,即在3.1415926和3.1415927之間,他提出的"祖率"對數學的研究具有重大貢獻。編輯數學傑作《綴術》,此書提出了"開差幂"和"開差立"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,三次方程的解法以前沒有過,祖沖之的解法是當時的一項世界創舉。

在天文曆法方面,祖沖之對木、水、火、金、土等五大行星在天空運行的軌道和運行一周所需的時間,也進行了觀測和推算,給出了更精确的五星會合周期。他還改革閏法、應用"歲差"、首次提出"交點月"的計算,更加可貴的是編撰《大明曆》,此曆編成功後,祖沖之送給宋孝武帝請求公布實行,宋孝武帝命令懂得曆法的官員對這部曆法的優劣進行讨論,最終,宋孝武帝決定在大明九年(465年)改行新曆(後因故在天監九年(510年)終以《甲子元曆》之名頒行)。

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介紹祖沖之

在機械制造方面,祖沖之設計制造過水碓磨、銅制機件傳動的指南車、千裡船、定時器等。還曾制造過"欹器"(一種古代計時用具)。

另外,祖沖之的成就不僅限于自然科學方面,如本文開頭所說,他在文學方面也很有造詣,并著有《易義》《老子義》《莊子義》《釋論語》等關于哲學的書籍。文學作品方面他著有《述異記》等。他還精通樂理.對于音律很有研究。

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祖沖之紀念郵票

這充分說明,祖沖之是一名多學科的創作專家。為褒獎這位卓越的科學家,後世給予了他多項榮譽。如将他入選世界紀錄協會世界第一位将圓周率值計算到小數第7位的科學家;1967年,國際天文學家聯合會把月球上的一座環形山命名為"祖沖之環形山";紫金山天文台将1964年發現的,國際永久編号為1888的小行星命名為"祖沖之星";我國1986年發行了祖沖之紀念銀币(面值5元);在上海市浦東新區張江高科技園區,還有以祖沖之命名的道路與軟件園等等。

總之,我國南北朝時期傑出的數學家、天文學家祖沖之,一直倡導精密測量與仔細推算,在數學、天文曆法以及機械制造方面做出了很多項創造發明,還留給後人許多科學與文學專著,從而名垂青史。他的科學工作方法與嚴謹的工作态度值得後人傳頌。

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祖沖之塑像

本文由"老wu侃國學今用"原創,歡迎關注,共同學習,共同提高!

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