刻苦勤奮成績(jī)斐然的大家
——祖沖之

○張麗琴

祖沖之，字文遠(yuǎn)，范陽(yáng)郡遒縣（今河北省淶水縣）人，南北朝時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。他將自己的數(shù)學(xué)研究成果匯集成一部著作，名為《綴術(shù)》，傳說(shuō)唐朝曾經(jīng)把這本書(shū)定為數(shù)學(xué)課本。

祖沖之從小就受到很好的家庭教育，祖父給他講“斗轉(zhuǎn)星移”，父親領(lǐng)他讀經(jīng)書(shū)典籍。民間流傳著一個(gè)祖沖之量車(chē)輪的故事：有一次，少年祖沖之聽(tīng)老師說(shuō)，古書(shū)《周髀算經(jīng)》上記載：一個(gè)圓的周長(zhǎng)是直徑的三倍。為此，祖沖之決定自己驗(yàn)證一下。他找來(lái)一根繩子，跑到村頭給過(guò)往的車(chē)子量車(chē)輪。令他奇怪的是，量來(lái)量去，都發(fā)現(xiàn)圓的周長(zhǎng)總是比直徑的三倍多那么一點(diǎn)兒。于是，少年祖沖之心里留下了一個(gè)疑問(wèn)：這究竟是為什么？這個(gè)問(wèn)題一直在他的腦海里縈繞，他決心要解開(kāi)這個(gè)謎。

我們都知道，圓的周長(zhǎng)同它的直徑的比值是一個(gè)固定的數(shù)，用字母π表示，叫圓周率。其實(shí)，我們的祖先很早就有“徑一周三”的說(shuō)法。就是說(shuō)，假如一個(gè)圓的直徑是1尺,那它的周長(zhǎng)就是3尺。后來(lái),人們發(fā)現(xiàn)這個(gè)說(shuō)法并不準(zhǔn)確。東漢的科學(xué)家張衡認(rèn)為圓周率應(yīng)該是3.162，魏晉時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽用“割圓術(shù)”求出了圓周率為3.1415和3.1416這兩個(gè)近似數(shù)值。

所謂“割圓術(shù)”，是用圓內(nèi)接正多邊形的面積去無(wú)限逼近圓面積并以此求取圓周率的方法。也就是說(shuō)把圓周分割得越細(xì)，其內(nèi)接正多邊形的周長(zhǎng)就越是接近圓周。如此不斷地分割下去，一直到圓周無(wú)法再分割為止，也就是到了圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)無(wú)限多的時(shí)候，它的周長(zhǎng)就與圓周“合體”而完全一致了。祖沖之非常佩服劉徽的這個(gè)研究方法，但劉徽只算到圓內(nèi)接正96邊形，祖沖之決心采用“割圓術(shù)”去探求更精確的數(shù)值。

在祖沖之那個(gè)年代，不但沒(méi)有計(jì)算器，就連算盤(pán)都未出現(xiàn)，人們普遍使用的計(jì)算工具叫算籌，是通過(guò)縱橫相間擺放的小竹棍，用類(lèi)似珠算的方法進(jìn)行計(jì)算。為了求得圓周率的精準(zhǔn)數(shù)值，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除、開(kāi)方等多個(gè)步驟的運(yùn)算，而每個(gè)步驟要反復(fù)進(jìn)行十幾次，計(jì)算過(guò)程中光擺小竹棍就要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。

這項(xiàng)推演工作是十分艱巨的，祖沖之的兒子也來(lái)幫忙。經(jīng)過(guò)反復(fù)演算，祖沖之從圓內(nèi)接正12288邊形，算到圓內(nèi)接正24576邊形,得出的數(shù)據(jù)相差僅0.0000001。父子兩人看著擺在地上密密麻麻的小木棍,高興地笑了。祖沖之知道從理論上講，還可以繼續(xù)算下去，但依據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況已經(jīng)無(wú)法計(jì)算了，最終得出圓周率π在3.1415926與3.1415927之間這一更為精確的結(jié)論。

祖沖之是世界上第一個(gè)將圓周率精確到小數(shù)點(diǎn)后第7位的人,人們?yōu)榱思o(jì)念祖沖之的重大貢獻(xiàn)，將圓周率稱(chēng)為“祖率”。

聰明出于勤奮，天才在于積累。偉大的數(shù)學(xué)家祖沖之的成就不僅僅局限于數(shù)學(xué)領(lǐng)域，他還通曉音律，精通天文學(xué)，制造過(guò)各種奇巧的機(jī)械，包括指南車(chē)和千里船。如果同學(xué)們對(duì)這位成績(jī)斐然的科學(xué)家感興趣，就找來(lái)相關(guān)書(shū)籍，一探究竟吧！