中学生必知的人物与故事——科学家

　　《中学生必知的人物与故事：科学家》：　　父子深夜对话　　已经是深夜了，祖冲之的书房里仍然亮着灯，虽然浊灯已经加了两次油，但祖冲之仍在伏案苦读。书桌上堆放着《周髀算经》《灵显*等书，祖冲之手里正在翻看的是刘徽给（（九章算术》作的注解，他被刘徽用高度的抽象概括力建立的“割圆术”和极限观念所折服。　　“真了不起！”祖冲之兴奋地说。　　“父亲，你说谁了不起啊？”在一旁陪父亲看书的儿子好奇地问。　　“刘徽很了不起。”祖冲之的眼睛仍然停留在书上说。　　“父亲，刘徽是谁啊？”儿子天真地问。　　“前代的一个数学家。”　　“那他为什么了不起呢？”　　“他用极限观念建立了‘割圆术’。”　　“什么是‘割圆术’呢？”儿子茫然地望着父亲。　　“对于圆的面积、圆柱的体积和球的体积计算，原来没有合适的方法。可是自从刘徽提出了‘割圆术’以后，我们就找到了更精确的算法。”祖冲之指着手里拿着的书，兴趣十足地给儿子讲着，“刘徽提出，在圆内画一个正六边形，每条边都和半径相等，然后把六条边所对的六段弧线平分，画出一个正十二边形。这个正十二边形的周长要比正六边形的大，并且比较接近圆周的长，但仍比圆周要短。他认为，用同样的方法，如果画出正二十四边形，周长总和就又增加了，并且更接近圆周了，就这样一直把圆周分割下去，割得越细，和圆周相差越少，割了又割，直到不可再割的时候，这个无限边形就和圆周几乎完全相等了。刘徽用‘割圆术’的方法计算了正六边形、正十二边形、正二十四边形、正四十八边形……一直计算到正一百九十二边形的边长之和，得出了圆的周长是直径的3.14倍。”　　祖冲之讲得很详细，儿子虽然似懂非懂，但还是产生了极大的兴趣。　　祖冲之看到儿子有了兴趣，他非常兴奋：“告诉你吧，刘徽自己也不满意他算出的圆周率，他曾经说过，实际的圆周率应该比3.14稍大，如果能够继续割下去，就会算得更加精确。那么，我们就来继续完成他的愿望吧！”于是，祖冲之就开始着手计算圆周率。　　功夫不负苦心人　　祖冲之向来勤奋好学，即使做了官也没有随着环境变化而有所改变，他始终没放松对科学技术的钻研，每天早上到官府里办完杂事就匆匆赶回家。他在书房的地板上画了一个直径一丈的大圆，运用“割圆术”的计算方法，在圆内不停地画着多边形。　　就这样日复一日，年复一年，祖冲之为了求出*精密的圆周率，每天都坚持计算，甚至到了废寝忘食的地步。这样艰巨复杂的计算，在当时既没有电子计算机也没有算盘的情况下，只能靠一些被称作“算筹”的小竹棍，摆成纵横不同的各种形状来表示数目，用于计算。这不仅需要掌握纯熟的理论和技巧，更需要具备踏踏实实、一丝不苟的严谨作风。　　功夫不负苦心人，祖冲之用“割圆术”求出的圆周率精确到了小数点后七位数，他也成为世界上把圆周率精确到小数点后七位数的**人。　　领先世界的《大明历》　　你知道我们今天的历法所说的“阳历”和“阴历”的区别吗？其实，我国古代的劳动人民由于农业耕作的需要，很早就掌握了丰富的天文历法知识，并根据变化制成了历法，而“阴历”就是我国古代劳动人民智慧的结晶。　　到了祖冲之生活的南北朝时期，我国已经有了相当进步的历法。那时的历法，为了使地球绕太阳一周的日子能和月亮绕地球一周的日子配合起来，在闰法上还是采用19年7闰的老办法，规定19个年里有7个闰年，每个闰年要比平时多1个月。祖冲之经常翻阅历书，如《春秋四分历》《太初历》《后汉四分历》《元始历》《元嘉历》等等，所有能找到的前人制定的历法书，他都认真加以比较，仔细地思考。　　理论知识总要落实在实践中。于是，他又决定从测定冬至的准确日期着手。他立起了一个8尺高的大尺子，用来观测日影的长度。在这些日子里，他亲自爬高，测量日影的长度，经历春夏秋冬，脸晒黑了，手冻裂了，但记录下来的数据却在一个一个增加。他在观测日影的同时，还设计了几个用作计时的漏壶，在记录日影长短的同时，还记下了准确的时间。为了实现改进历法的愿望，祖冲之就这样以旺盛的精力和火一般的热情，不辞劳苦地工作着。　　一直观测了几年，祖冲之用竹简串起来的观测记录已经堆满了书房，但还是没有得出理想的结果。这是什么原因呢？经过核算和思考，祖冲之终于发现，由于冬至前后的影长变化不太明显，再加上漏壶表示的时间不那么准确，给冬至时刻的准确测定带来了困难。他总结失败的教训，又想出了一个新方法，就是不直接观测冬至那天日影的长度，而是通过观测冬至前后二十三四天的日影长度，取它的平均值，再求出冬至的精确时刻。根据这一方法，祖冲之终于提高了冬至时刻测定的精度。　　……