环球共仰，日月同辉——纪念祖冲之逝世1500周年，本文主要内容关键词为：环球论文,日月论文,周年论文,祖冲之论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
英国科学史家李约瑟在《中国科学技术史》数学卷中说：“历史学家们都十分注意古代数学家为了获得圆周和直径之比（即圆周率π）的近似值所作的努力，这可能是因为π值的日益精确可作为各个时代的数学才能的度量。”如果以此标准来衡量的话，从5世纪至15世纪，世界上最具数学才能的数学家，当首推中国的祖冲之，因为在这千年之中，祖冲之一直保持着π七位小数近似值的纪录。祖冲之虽然逝世1500年了，但他伟大的科学成就，勇于创新，敢于坚持真理的科学精神，依旧如日月经天，为世人敬仰。
1 风云时代出奇才
魏晋南北朝，是中华民族经历磨难时间最长的大分裂、大融合、大动乱的时代，也是时势造英雄，造就各种杰出人物的时代。祖冲之就是这风云时代涌现出来的奇才。
祖冲之原籍范阳遒县（今河北涞水县），是东晋开国名将祖逖（266—321）的后裔。祖逖“闻鸡起舞”的故事一直流传到今天，鼓舞过无数有志之士。西晋灭亡后，祖逖率亲族百余家，集体渡江，支持东晋政权，祖氏一族也随之迁居江南。祖冲之于南朝刘宋·元嘉六年（429）生于建康（今南京），死于南齐·永元二年（500），享年72岁。他是幸运的，因为他在青少年时代，生活在南朝少有的一段相对稳定的“小康”时期。然而他又是不幸的，南朝的统治者大都凶残贪暴，一个比一个坏，社会黑暗，战乱连年，摧残了他的聪明才智，埋没了他的发明创造。
祖冲之自幼聪颖，好学深思，因祖辈恩荫入国事读书，上自“唐篇夏典”、诸子百家，下迄汉、晋各家学说，“莫不揆量”，尤精于数学和天文历法。二十岁刚出头，他就完成了学业。其后又供职皇家华林园学省，被赐以“宅宇车服”，从事学术研究。他注《九章算术》，研究圆周率，算得“盈朒”二数和“祖率”，编制《大明历》等工作，都是在这一期间完成的。大明六年（462）冬， 祖冲之将所制《大明历》献给朝廷时，才33岁。
其实在这前一年，祖冲之就离开了华林园学省，随年仅5 岁的新安王刘子鸾到南徐州（今镇江），做了南徐州从事史。从此，他无可奈何地走上了一条坎坷不平的仕途。刘子鸾被杀后，他曾出任过娄县（今江苏昆山）县令，担任过主持朝廷拜授、百官班次的谒者仆射之职；晚年加授长水校尉四品衔，这是他最高的官阶了。
祖冲之是一个奇才。他不仅是一个伟大的数学家，而且是一个杰出的天文历法家。他创编的《大明历》，将岁差引入历法计算，并调整了闰周，其精确度超过以往任何一部历法。他发明的水碓磨，一直流传到今天。他研制出带铜机的指南车，复原了欹器，发明了千里船和机械马。他不仅是一位科学家，而且是一个精通经史的著述家，他著有《周易义》、《老子义》、《庄子义》、《论语注释》、《孝经注释》，以及一部短篇小说集《述异记》。此外，他还精通音律，独擅博奕，多才多艺。70岁时，他还著《安边论》，提出屯田垦荒，发展农业，以图恢复中原大业。但他的发明创造没有得到应有的重视，所创《大明历》在他生前一直未能颁行，他对恢复中原大业的种种努力都落了空，只能带着深深的遗憾而去。
2 祖术千秋独辉煌
祖冲之科学成就是多方面的，但他最伟大的成就应推“盈朒”二数和“祖率”的发现。这两项发现统称之为“祖术”，它们都是超越千年的伟大成就。
古代人们都以π≈3作为对圆周与直径之比的粗糙估计值。 刘徽（3世纪魏晋时人）创用“割圆术”， 通过对圆内接正多边形面积的计算，由S[,6]，S[,12]，…，S[,192]算得两位小数近似值：π≈3.14，被后人称为“徽率”。
祖冲之在刘徽算法和数据的基础上，创造性地用“外推归纳法”，将π≈3.14，改进为π≈3.1416。进而利用一个递归公式和外推归纳法相结合，求得π的7位小数近似值：
3.1415926（朒数）＜π＜3.1415927（盈数）。
直到公元15世纪，祖冲之的这项记录才被中亚数学家阿·卡西（？—1429）打破。
同时，祖冲之发现“密率”（现称“祖率”）：π≈355/113，比西方领先了1100年。同样的分数，欧洲直到1573年才由德国人奥托（1550？—1605）重新发现。
这是一个十分优美的分数。其优越性和科学价值主要有两点：一是简单、好记；二是精确。
将头三个奇数每个写两次，组成一个6位数：113355， 从中间划开，便得它的分母和分子。多么有趣！
它的精确性可以从以下两方面来说明：
其一，它有6位小数精确值：355/113＝3.14159290…， 若用它来计算一个直径为10km的圆的周长，所得结果比真值大不到3mm。多么精确！
其二，它是无理数π的最佳渐近分数。连同与它相邻的前后两个最佳渐进分数，是：
π≈333/106，355/113，52163/16604。
可见，祖率是所有分母在16600以内的分数中， 最接近π的最佳分数。
我们还可以通过实际计算，来比较一下祖率与前后两个最佳渐近分数的“最佳渐近程度”：355/113比前者333/106分母只大7，繁简相当，但其与π的近似程度，却提高了312倍。
而后者比355/113分母几乎增大147倍，而其与π的近似程度，只提高0.2％！这就是祖率355/113的神奇所在。
3 《驳议》，铿锵震庙堂
古今中外科学史上，充满着科学与迷信、进步与保守的斗争。在中国古代天文历法进步史上，更是这样。因为自先秦以来，历法始终是在皇权和神权的双重控制之下，它的每一次改革都要受到强大的反动和保守势力的反对，有时甚至酿成科学惨案。东汉桓谭（约纪元前后1 世纪）反对
纬神学，几乎被杀头。
我国古代天文历法科学家，在强大的高压和传统保守思想影响下，虽然有一些退缩了，妥协了，但大多数是勇敢的，能够坚持科学真理，和反动、保守势力作斗争。祖冲之为维护《大明历》的科学尊严，在朝廷上当着皇帝的面，与权臣戴法兴进行辩论，表现出这位科学家大无畏的献身精神，更是令人景仰。
刘宋孝武帝大明年间，戴法兴（414—465）被任命为南台御史兼中书舍人，外加建武将军、南鲁郡太守，后又转封给事中、太子旅贲中郎将，成为皇帝身边执掌机要的实权人物，权重一时，内外侧目。
大明六年（461）冬，祖冲之把创编的《大明历》献给朝廷， 并附《大明历表》，对其改革的要点加以说明。与以前历法相比，《大明历》有两项大的革新：一是将“19年7闰”改为“391年144闰”； 一是将“岁差”纳入历法计算。由于这两项改革和祖冲之的精心测算，使《大明历》的精确度空前提高。其主要数据：
1回归年＝365.24281481日，
1朔望月＝29.5305915日。
按此纪年，1000年才差半日；按此纪日，每月只多约半秒不到。这种精确度纪录，在中国保持了5000年以上，大大超过同时代的欧洲。
孝武帝刘骏将《大明历》交群臣讨论，但大臣们不懂历法，“竟无异同一辩”。这时，唯有戴法兴起来发难。其实他也不懂天文历法，但他从“天不变，道也不变”的保守派老教条出发，对祖冲之的历法改革横加指责，断章取义地引经据典，用种种诬蔑不实之词，进行反对和攻击。
在如此蛮横无理的强权面前，刚过“而立”之年的祖冲之，勇敢地迎上去，与戴法兴在朝堂之上，进行了面对面的斗争。他在著名的答辩词——《驳议》中，对戴法兴的攻击和指责，据实据理逐一进行了批驳，捍卫了科学真理。
虽然由于皇帝昏庸，大臣们畏惧戴法兴权势，不敢支持祖冲之，致使祖冲之真理之声未能伸张，《大明历》也被搁置，但是，今天当我们重读《驳议》这篇气势磅礴的雄文时，他那铿锵有力的声音，似乎仍在耳边回响。
4举世同钦仰芬芳
祖冲之在数学、天文历法上的伟大成就，以及他勇于革新、敢于坚持真理的大无畏精神，受到中国和世界各国科学史界的高度评价，受到广大人民群众的无比崇敬。
在莫斯科大学这所世界著名高等学府礼堂前的廊壁上，用彩色大理石镶嵌着世界各国科学文化名人画像，其中中国只有两位——祖冲之和李时珍，他们代表着中国众多的科学家，昂首走在世界科学文化名人的行列中。
1959年10月4日，前苏联发射一颗绕月飞行的人造卫星， 第一次揭开了月球背面的月貌，发现有许多环形山和圆谷。为了纪念和表彰世界科学家对人类进步事业所做的贡献，用各国最著名的科学家的名字来命名它们。其中一座环形山就被命名为“祖冲之”。
祖冲之，这个伟大的名字，已经与日月同辉，为环球共仰。
在中国古代史书上为科学家宣传的极少，但在《齐书》、《南史》中，都有《祖冲之传》，在《宋书·历志》中，全文述录了祖冲之《大明历表》和《驳议》。《隋书·律历志》中，记载了祖冲之关于圆周率“盈朒”二数和“祖率”两项数学成就。
20世纪以来，国内外学者发表的纪念祖冲之的著作、论文和文章，层出不穷，其中包括我国著名科学家茅以升、华罗庚、李俨、钱宝琮，以及外国数学史家三上义夫等。三上义夫在所著《中日数学发展史》（1913）中提议：将祖冲之发现的密度π≈355/113称为“祖率”。这一提议得到世界科学界的普遍认同。李约瑟在《中国科学技术史·数学》中写道：祖冲之《缀术》是“似乎突破《九章算术》以后形成的中国数学著作比较静止状态的主要著作。”又说：祖冲之和祖
的数学研究成果，在圆周率的计算中“出现了跃进，从而使他们领先了一千年。”
当代中国学者撰写的科学史著作中，除有单本祖冲之传外，还有关于祖冲之的专论。作者也应九章出版社之约，写有专著《祖冲之传》一书。书成曾赋古风一首，以表示对这位科学先贤的景仰之情，附录于后：
祖冲之歌
中华古国文明邦，明星闪烁智慧光。
圆周率史满琳琅，“祖术”千秋独辉煌。
朒、盈二数限弱强，九百余年世无双。
积功积德注《九章》，《缀术》、《缀述》谁能详？
精思妙想恣汪洋，观天测斗辩微芒。
岁差入历开新皇，削闰调周更旧张。
真理常遭恶语伤，《驳议》锵锵震庙堂。
铜机巧设控玄黄，指南车运司南方。
水碓磨转乐游场，千里船飞新亭江。
析《易》诂经释《老》、《庄》，《乐律》、博奕绝擅长。
间代奇人“艺”之王，搁笔凝思意未央。
伟哉冲之道岂亡？科城学府上画廊。
斯人精神今发扬，我辈攀登莫彷徨。
宙无穷兮宇茫茫，遥向月球仰芬芳。
千五百年感沧桑，长歌一曲献心香。