作者：趙心放

祖沖之(429─500年)，字文遠(yuǎn)，從小接受家傳的科學(xué)知識，青年時期就積極從事學(xué)術(shù)活動。是我國古代著名的科學(xué)家，在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械制造方面，均有杰出的貢獻(xiàn)。

（一）祖沖之簡介

從東晉滅亡到隋朝統(tǒng)一全國的170年間，在我國歷史上分裂為南北兩塊。南面從公元42O年開始，經(jīng)歷了宋、齊、梁、陳四個朝代。同南朝對峙的北面，經(jīng)歷了北魏、東魏、西魏、北齊、北周等朝代。祖沖之是南朝人，出生在劉宋，逝世于南齊時期。

相對于北面，當(dāng)時的南面社會比較安定，因此經(jīng)濟(jì)和文化得到了迅速發(fā)展，從而也推動了科學(xué)技術(shù)發(fā)展。因而在這一段時期內(nèi)，出現(xiàn)了一些科學(xué)家，祖沖之不愧為其中最杰出的人物之一。

祖沖之的原籍系今河北淶水縣，在西晉末年，由于故鄉(xiāng)遭到戰(zhàn)爭破壞，全家被迫搬遷到了江南。祖家歷代對于天文歷法都很有研究。因此祖沖之自幼接觸到了科學(xué)技術(shù)。

祖沖之從小聰明伶俐，加之喜歡讀書，知識面廣，尤其精通數(shù)學(xué)，朝廷把他安排到華林園工作，后來歷任南徐州從事史、婁縣縣令、謁者仆射、長水校尉等職務(wù)。他擔(dān)任長水校尉期 間。寫了篇《安邊論》，建議朝廷開墾荒地，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，安定民生，增強(qiáng)國力，鞏固國防。齊明帝看了他的奏章，認(rèn)為建議得好，打算派祖沖之到一些地方去，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況辦一些實業(yè)。齊明帝雖有此想法，但是由于連年戰(zhàn)爭，他的建議始終沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。就仕途而言，他生不逢時，只是一個平凡的官員，但就科學(xué)技術(shù)而言，他完全有理由“一覽眾山小”。

（二）科學(xué)技術(shù)的巨匠

那時代用的歷法是何承天制作的《元嘉歷》。何承天（370—447年)，東海郯(今山東郯城縣)人，曾任劉宋朝著作佐郎和太子率更令等官職。他在其舅徐廣積制作的七曜歷基礎(chǔ)上,繼續(xù)觀測四十多年，積累了大量觀測數(shù)據(jù),創(chuàng)新制作了《元嘉歷》。為啥要制作《元嘉歷》呢？因為之前的景初歷等十一家歷法,已與天象不吻合?！对螝v》提高了測量行星會合周期的精度。在計算技巧上,何承天在《元嘉歷》中首創(chuàng)調(diào)日法,成為后世歷法承襲的計算方法。'

但對于祖沖之而言，仍不滿意《元嘉歷》，他打算由自己來編寫歷法。根據(jù)自己長期觀測測量結(jié)果，經(jīng)過百折不撓的努力，終于制作了一部新歷法，稱作《大明歷》。這部歷法以其精確程度，到了鬼斧神工的進(jìn)步，與現(xiàn)代技術(shù)測定的誤差，一回歸年的誤差僅50秒，月亮公轉(zhuǎn)一周的天數(shù)相差不到1秒。請注意，那是在距今1500多年前測定的！齊武帝的太子認(rèn)真看了《大明歷》，覺得此歷法硬是精確，奏請皇上準(zhǔn)備實施，但不久太子病死了，實施的事被擱置下來。直到祖沖之去世10年后，《大明歷》才得以施行。

當(dāng)時朝廷繳獲了一部以前的指南車，但只有外殼，里面的機(jī)關(guān)都是空的，完全不能指示方向。齊武帝要求祖沖之按照古法重新制作一部真正的指南車。祖沖之用銅來制造里面的機(jī)械，機(jī)巧多變，那車不管如何轉(zhuǎn)動，始終都指向南方。這種技術(shù)據(jù)說是三國時期著名機(jī)械制造專家馬鈞之后的首創(chuàng)。同時期的北魏人索馭麟不服氣，造出一輌來比試，因技術(shù)不過關(guān)，誤差過大，被皇帝下令拆毀燒了。

祖沖之是個心靈手巧之人，他還懂得音律，還會玩博塞（當(dāng)時一種流行的游戲），在當(dāng)時無人能比。他學(xué)習(xí)諸葛亮造木牛流馬的方法，造出了一條千里船，在長江上試驗，一天能走一百多里，算當(dāng)時最快的船。他還發(fā)明了舂米磨谷子的水礁磨。試驗的時候，齊武帝都親自去觀看。

祖沖之的數(shù)學(xué)水平，在當(dāng)時的世界上算天花板級水平。他曾注解過古代的數(shù)學(xué)典籍《九章算術(shù)》，自己還編寫過一本數(shù)學(xué)著作《綴術(shù)》。筆者當(dāng)小學(xué)生時就知道，他是世界上第一個把圓周率推算到小數(shù)后面第七位的人，西方數(shù)學(xué)家直到1100多年后才迎頭趕上。

（三）令人景仰的數(shù)學(xué)世家

祖沖之的兒子和孫子都繼承了他的事業(yè)。兒子祖暅，字景爍，是中國南北朝時期杰出的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家。他繼承了祖沖之在數(shù)學(xué)和天文歷法方面的工作，并進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)光大了他父親的成就。祖暅的工作包括推廣祖沖之的“大明歷”，以及提出關(guān)于球體體積計算的“祖暅原理”。即：冪勢既同，則積不容異的一條原理，用現(xiàn)代語表述就是，同樣高的地方橫截面積相等的兩個立體，它們的體積必然相等。很可惜的是，這條原理沒有引起當(dāng)時人們的重視，很快就失傳了。直到十七世紀(jì)時，才被意大科學(xué)家一次卡瓦列里重新發(fā)現(xiàn)。這條原理西方稱為“卡瓦列里定理”，而中國稱之為“祖暅之原理”。

祖沖之的孫子祖皓也是個數(shù)學(xué)家，可惜年紀(jì)輕輕就死于戰(zhàn)亂，數(shù)學(xué)世家從此斷絕了。