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祖沖之的成就主要有哪些?
祖沖之(公元429年─公元500年)漢族人,字文遠(yuǎn)。是我國南北朝時期杰出的數(shù)學(xué)家,科學(xué)家和天文學(xué)家。祖沖之一生鉆研自然科學(xué),主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械制造三方面。
一,在數(shù)學(xué)方面
1,他寫了《綴術(shù)》一書,被收入著名的《算經(jīng)十書》中,作為唐代國子監(jiān)算學(xué)課本,算出π的真值在3.1415926(朒數(shù))和3.1415927(盈數(shù))之間,相當(dāng)于精確到小數(shù)第7位,成為當(dāng)時世界上最先進(jìn)的成就。這一紀(jì)錄直到15世紀(jì)才由阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家卡西打破。祖沖之還給出π的兩個分?jǐn)?shù)形式:22/7(約率)和355/113(密率),其中密率精確到小數(shù)第7位,在西方直到16世紀(jì)才由荷蘭數(shù)學(xué)家奧托重新發(fā)現(xiàn)。
2,祖沖之還和兒子祖暅一起圓滿地利用「牟合方蓋」解決了球體積的計算問題,得到正確的球體積公式。
二,在天文歷法方面
祖沖之創(chuàng)制了《大明歷》,最早將歲差引進(jìn)歷法;采用了391年加144個閏月的新閏周;首次精密測出交點(diǎn)月日數(shù)(27.21223),回歸年日數(shù)(365.2428)等數(shù)據(jù),還發(fā)明了用圭表測量冬至前后若干天的正午太陽影長以定冬至?xí)r刻的方法。
三,在機(jī)械學(xué)方面
1,祖沖之設(shè)計制造了指南車。在中國古代指南車的名稱由來已久,但其機(jī)制構(gòu)造則未見流傳。三國時代的馬鈞曾造指南車,至?xí)x再次流失。祖沖之改造銅機(jī),所制造的指南車的內(nèi)部機(jī)件全是銅的,它的構(gòu)造精巧,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,無論怎樣轉(zhuǎn)彎,木人的手常常指向南方。
2,祖沖之改良了水碓磨。在西晉初年,杜預(yù)改進(jìn)發(fā)明了"連機(jī)碓"和"水轉(zhuǎn)連磨"。一個連機(jī)碓能帶動好幾個石杵一起一落地舂米,一個水轉(zhuǎn)連磨能帶動八個磨同時磨粉。祖沖之又在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步加以改進(jìn),把水碓和水磨結(jié)合起來,生產(chǎn)效率就更加提高了。這種加工工具,目前中國南方有些農(nóng)村還在使用著。
3,祖沖之還設(shè)計制造過一種千里船,史載"又造千里船,于新亭江試之,日行百余里"。它可能是利用輪子激水前進(jìn)的原理造成的,一天能行一百多里。
1、數(shù)學(xué)成就祖沖之算出圓周率(π)的真值在3.1415926和3.1415927之間,相當(dāng)于精確到小數(shù)第7位,簡化成3.1415926,祖沖之因此入選世界紀(jì)錄協(xié)會世界第一位將圓周率值計算到小數(shù)第7位的科學(xué)家。祖沖之還給出圓周率(π)的兩個分?jǐn)?shù)形式:22/7(約率)和355/113(密率),其中密率精確到小數(shù)第7位。祖沖之對圓周率數(shù)值的精確推算值,對于中國乃至世界是一個重大貢獻(xiàn),后人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”,簡稱“祖率”。
2、歷法成就祖沖之吸取了趙厞的理論,加上他自己的觀察,認(rèn)為十九年七閏的閏數(shù)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(zhǔn)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(shù)據(jù)。
3、天文成就祖沖之對木、水、火、金、土等五大行星在天空運(yùn)行的軌道和運(yùn)行一周所需的時間,也進(jìn)行了觀測和推算,給出了更精確的五星會合周期。木星398.903日(誤差0.019日),火星780.031日(誤差0.094日),土星378.070日(誤差0.022日),金星583.931日(誤差0.009日),水星115.880日(誤差0.002日)。
4、機(jī)械制造祖沖之設(shè)計制造過水碓磨、銅制機(jī)件傳動的指南車、千里船、定時器等。祖沖之改良了水碓磨。在西晉初年,杜預(yù)改進(jìn)發(fā)明了“連機(jī)碓”和“水轉(zhuǎn)連磨”。一個連機(jī)碓能帶動好幾個石杵一起一落地舂米;一個水轉(zhuǎn)連磨能帶動八個磨同時磨粉。祖沖之又在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步加以改進(jìn),把水碓和水磨結(jié)合起來,生產(chǎn)效率就更加提高了。
5、其他成就著有《易義》《老子義》《莊子義》《釋論語》等關(guān)于哲學(xué)的書籍,都已經(jīng)失傳了。文學(xué)作品方面他著有《述異記》,在《太平御覽》等書中可以看到這部著作的片斷。
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