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祖冲之是中国古代著名的数学家 , 而他的科学成就和他良好的家庭教育脱不开关系 。 良好的家教 , 加上他自己的努力 , 从小就对自然科学和文学、哲学 , 尤其是天文学有很大的兴趣 , 甚至在他青年时期就已经因为博学而闻名了 。
【在没有望远镜的古代,祖冲之如何精确推算出\日食月食\发生时间的?】说起他的数学贡献 , 只要是读过小学的中国人都知道 , 那就是将圆周率的精准度大大的提高了 , 他在前人刘徽的基础上 , 将(π)的值确定在了在3.1415926和3.1415927之间 , 也就是现代所说的小数点后七位 , 还将其简化记录为3.1415926 , 祖冲之也因此入选世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家 。
为什么因为推算圆周率到小数点后七位 , 就能够获得如此大的认可呢?因为圆周率的应用范围非常的广泛 , 比如在古代很重视的天文学、历法等方面 , 只要和圆有关的问题都需要用圆周率来计算、推算 , 它的精确度很是重要 。
在《九章算术》和《周髀算经》中 , 中国的科学家们就已经提出圆周率为三 , 是圆周长是直径长的三倍 。 后来在祖冲之的演算中其精确值得到了最大的提升 , 比西方领先了800年 。
只是他是怎么得出的呢?古代又没有精确的仪器?计算机更是不可能?
因为他运用了中国古人“化曲为直“的理念 , 将很多完全的等腰三角形 , 放在同一个中心点 , 摆成圆的形状 。
并且数量越多 , 摆出的圆就越规范 , 以此借用等腰三角形的底边长 , 来得出圆的周长 , 并借用周长的数值 , 来推算现实中摆不出来的更大的圆(因为圆越大 , 得出的圆周率就越精确) 。 这样比传统的直接量一个圆的周长再来计算 , 要先进的多 。
他的贡献在古代的制造业上也有很大的用处 , 比如大型建筑的建造就可以借此来制造模型 , 来更好的推算真实的建筑 , 因为早在古代就已经有了比例的概念 。
此外 , 他还创造了“祖率“、《缀术》等数学概念和数学著作 , 他又和儿子一起发现了计算球体积的方法 , 对后世都是巨大的贡献 。
古代的天文学家就已经发现 , 过一段时间就会有一个闰年 , 于是古人将十九年定为计算闰年的单位 , 古人将其称为“一章“ , 而一章中有七个闰年 。 就是说每十九个年头中 , 要有七个年头是十三个月 。 公元412年 , 北凉赵厞创作《元始历》 , 认为六百年中要插入二百二十一个闰月 。
而祖冲之认为这两个方法都不准确 , 他提出了每391年144闰月的新闰法 。 按照祖冲之的算法 , 一个回归年的时间跨度是365.2428141日 , 和现在依靠现代仪器计算的时间只相差46秒 , 一分都不到 。
祖冲之还是我国天文学史上第一次提出“交月点“的概念(月亮相继两次通过黄道、白道的同一交点的时间) , 推算出时间为27.2123日 , 和现在科学家用计算机计算的数据只相差十万分之一日 , 连一秒都不到 。
而他的这个贡献对于古代预测日食、月食意义很大 , 因为日食、月食都发生在黄道、白道附近 。 而后来祖冲之用自己推算出来的天文学知识 , 重新制定了历法《大明历》 , 他所标注的日食、月食的时间 , 和后来日食、月食真正发生的时间 , 相差时间并不大 。
并且他还在前人的基础上更确切的推算出了 , 木、、火、金、等五大行星在天空运行的轨道和运行一周所需的时间:木星为11.858年 , 现代科学家测出的时间为11.862年;火星为780.031 , 和现在的科学家计算出来的时间仅仅相差0.094日;土星为378.070日 , 和现代科学家检测出来的具体时间只相差0.022日 , 金星为583.931日 , 和现在科学家检测出来的时间仅仅相差0.009日 , 水星为115.88 。 日 。
和现在科学家检测出来的时间仅仅相差0.002日 。 在古代没有计算机的情况下 , 得出这样精确的时间他真是厉害 。
如此之人 , 贡献巨大 , 怪不得频频被国外的邮票选中 , 作为优秀科学家的代表出现 。 祖冲之这样的全能型科学家 , 实在是值得我们自豪千年 。
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