他们撬动了地球

祖冲之，我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家，出生在建康(今南京)，学识渊博的祖父和父亲使他从小就受到很好的家庭教育。爷爷给他讲“斗转星移”的故事，父亲教他读书、做学问。在耳濡目染之下，祖冲之在青年时代就对自然科学和文学、哲学产生了浓厚的兴趣。他把古人和今人的各种文献、记录、资料，几乎全都搜罗出来进行考察，在古人的智慧中汲取养分，却不把自己束缚在古人陈腐的错误结论之中。他细心梳理各种运算结果，严谨整合各种规律结论，真正像他自己所说的那样，每每“亲自用尺测量计算日影长短，亲自观察地动仪和沙漏。观察的时候用尽眼力，不放过毫厘之微；计算推演的时候用尽心力”。 成年后的祖冲之因为博学多才的名声，被当时的皇帝——南朝宋孝武帝派到当时全国*高的科研学术机构，相当于现在中国科学院的总明观工作。在这里，祖冲之接触了大量关于天文、历法、术算方面的国家藏书，为今后的发明创造和科学理论研究提供了条件。作为～留数学家 在汉代以前，中国一般用“三”作为圆周率数值，即“周三径一”。运用这种方法计算圆的周长和面积时，误差很大。祖冲之是**位将圆周率值计算到小数点后第七位的科学家。 在祖冲之生活的时代，算盘还未出现，人们普遍使用的是由一根根几寸长的方形或扁形小棍子制成的计算工具——算筹。用算筹来计算不能将整个计算过程留在纸上，每计算完一次就得重新摆动。也就是说，这种计算工具，只能用笔记下计算结果，而无法得到较为直观的计算过程。因此只要有一点小小的差错，比如算筹被碰偏了或者计算中出现错误，就只能从头开始。这无疑增加了祖冲之的计算难度。为求得圆周率的精准数值，他需要对九位有效数字的小数进行加、减、乘、除和开方运算等十多个步骤的计算，而每个步骤都要反复进行十几次，开方运算有50多次，*后计算出的数字达到小数点后十六七位，其中的艰辛可想而知。直到1000多年后，这个纪录才被欧洲人打破。后人将“圆周率”用他的名字命名为“祖冲之圆周率”，简称“祖率”。圆周率的应用很广泛，尤其是在天文、历法方面，凡牵涉到圆的一切问题，都要使用圆周率来推算。 祖冲之的研究不仅具有理论意义，还具有积极的现实意义。他的研究适应了当时生产实践的需要，用*新的圆周率成果修正古代的量器容积容量。要知道那时的量器大多是圆柱状的，以前很难精确计算其容量。此后，人们制造量器时，就采用祖冲之计算的数值，减小了误差，为日常生活提供了方便。 除了圆周率，祖冲之对长方形和长方体的长、宽、高、面积和体积的计算都有自己独到的见解。他的数学研究成果汇集于数学专著《缀术》中。在唐朝官学中，《缀术》也被列为必读的十部算经之一，因为内容极其高深，所以需学习4年，是所有学科中*花费时间的。后来，《缀术》传至朝鲜，但10世纪以后，《缀术》渐渐在各国失传了。尽管今天已无从知道《缀术》的具体内容，但从该书在唐代官学中的学习年限，在朝鲜、日本古代教育制度、书目等资料及史书中相关的零星记载，我们仍可以想见其学术价值。 在古代，中国历法家一向把19年定为计算闰月的单位，认为每19年中有7个闰月。祖冲之在汲取前人理论的基础上，结合自己的观察，他认为“19年7闰”的闰数过多，每200年就要差一天，不是十分准确。因此，祖冲之提出“391年144闰月”的新闰法。这种算法的精密程度极高，按照他的推算，一个回归年的长度与今天的推算值仅相差46秒。除此之外，祖冲之还改进了推算出日食或月食发生时间的算法，区分了回归年和恒星年，*早将岁差引进历法，给出了更精确的木、水、火、金、土五星会合周期，等等。这些都被收入《大明历》中，直到南宋《统天历》的出现，才有了比之更精确的数据。 祖冲之的这些新发现，给传统的天地、星月、历法带来冲击，因此引来朝臣一边倒的质疑和守旧势力的强烈反对。他们认为原始的历法“是古圣先贤测定的，是发生任何事都不能更改的”，并且指责祖冲之“污蔑了天，违背了圣人的经典，是一种大逆不道的行为”。 当时只有30岁出头的祖冲之虽然官阶很低，但他无所畏惧，据理力争。他写了一篇有名的《驳议》，证明自己的理论的正确性。皇帝被他严谨的数据演算和缜密的逻辑分析能力所折服，表示：“绝不应该盲目迷信古人，既然发现了旧历法的缺点，又确定了新历法有许多优点，就应当改用新历法。”可惜好事多磨，因为皇帝和太子的先后去世，改历的事也被搁置。P1-4