在浩瀚的夜空里有一颗小行星,在遥远的月球上有一座环形山,它们都是以我国古代的一位科学家的名字来命名的.这位科学家就是祖冲之,我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家和机械制造专家.
祖冲之出生在一个世代对天文历法都有研究的家庭,自幼就对数学和天文学产生了浓厚的兴趣.《宋书・律历志》中,祖冲之有这样的自述:“臣少锐愚,尚专攻数术,搜练古今,博采沈奥.后将夏典,莫不摸量,周正汉朔,咸加该验……此臣以俯信偏识,不虚推古人者也……”由此可见,祖冲之在很小的时候就开始搜集、阅读前人的数学文献,并对这些资料进行了深入的、系统的研究,对每步计算都亲自做了验证.他没有被前人的数学结论所束缚,在纠正前人错误的同时还加上自己的理解与创造,对我国古代数学的发展作出了杰出的贡献.他的贡献主要体现在以下几个方面.
一、对圆周率的计算
他算得3.1415926< <3.1415927且取为密率,使当时的中国在对 i 的准确值的计算方面领先于国外千余年.
二、对球体积的计算
祖冲之与他的儿子祖一起找到了球体积的计算公式 = .这其中应用了“祖原理”――“幂势既同则积不容异”,即等高处横截面积都相等的两个几何体的体积必相等.直到一千一百年后,意大利数学家卡瓦利里才提出与之类似的定理.
三、注解《九章算术》,并著《缀术》
《缀术》在唐朝作为数学教育的课本,以深刻精妙而著称,可惜这部珍贵的典籍早已失传.
祖冲之在数学上的这些成就,使得这个时期的中国在数学的某些方面远远领先于西方.
祖冲之逝世已有一千五百余年了,他的科学成就给了我们哪些启示呢?
首先,我们应学习他广泛吸收他人成就的治学方法和精神.比如,祖冲之曾对《九章算术》做过注解,这不仅需要大量阅读前人留下的文献资料,而且还要对别人的成果进行深入的思考和研究.在我们的学习过程中,既要认真学习课本上的基础知识,多阅读以开阔眼界,又要多思多想多动手,还要注重与他人的交流.这样我们才能把书上的知识变成自己的知识,吸收他人成功的经验.
其次,我们要学冲之不拘泥于前人成就的态度,在任何时候都要有创新精神.在 i 的计算史上,刘歆、张衡及刘徽都曾取得卓越的成果,他们所用的算法也是当时世界上最为先进的.但祖冲之并不满足于仅仅学习前人的成果,他在“刘徽割圆术”的基础上创造了“开密法”,计算出 i 位于3.1415926与3.1415927之间.直到一千多年以后,国外数学家才求出更精确的数值.何承天曾得到圆周率的约率,祖冲之更进一步得到密率(日本学者三上义夫把它定名为“祖率”),他所用的算法已走在了时代的前列. 祖冲之对 i 的计算过程给我们的启示是:我们不应满足于前人已有的成果,要有创新意识,才能取得更大的进步.
最后,我们应该学冲之那种坚韧不拔的毅力与不怕吃苦的精神.祖冲之坚持对前人的结果进行一一验证,花费了大量的时间,付出了极大的努力.正是因为他这种严谨的治学态度及坚韧不拔的毅力,才算出了名垂千古的祖率,才写出了《缀术》.我们如果有这样的精神与毅力,成绩肯定会更加出色.
我国古代数学研究最大的特点就是讲求实用性,祖冲之也继承了这一传统. 他制订的《大明历》,带动了历史上有名的历法改革,这是他用数学研究天文学所取得的最大成果.从祖冲之的经历,我们可以看到数学的巨大作用,因此,我们应该提高用数学知识解决实际问题的能力.
华罗庚先生在1964年曾说:“祖冲之虽已去世一千四百多年,但他那广泛吸收古人成就而不为其所拘泥、艰苦劳动、勇于创新和敢于坚持真理的精神,仍旧是我们学习的榜样.”
(赵文荐)
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