祖冲之是我国南北朝时期著名的科学家。他出身世家,生活条件优越。可他自幼就特别喜欢数学,不喜欢读那些枯燥的经书,也不喜欢背那些难懂的诗词。他对仕途毫无兴趣。为此,父亲经常责骂他。祖父祖昌任大匠卿,主管土木建筑。他常为祖冲之辩护说:
“只会死记硬背,不肯动脑筋,又不会动手的人才真的没有出息呢!”
因此,祖冲之特别喜欢和祖父在一起。祖父经常给他讲一些建筑知识。这对小冲之影响很大。
无论去哪儿,祖父总把小冲之带在身边,以增加他对社会的了解,开阔视野,扩大知识面。工地上有许多能工巧匠,他们个个能画会算,祖冲之对他们从心眼里敬佩。
平时,祖冲之和工地附近村里的小孩儿们一起玩儿。这些小孩儿会爬树,认识很多的花、草、树木、鸟儿和虫子,还会游泳。和他们在一起,祖冲之也学到了许多知识。晚上,他们在院子里看星星,祖冲之会告诉那些孩子们:“那是织女星,那是牛郎星,这两颗星中间隔着的是银河……你们瞧,那七颗星是北斗星,北斗星的把儿,是会随着天气的变化而变化的……”这些孩子们很喜欢祖冲之,他们在一起玩得非常开心。
祖冲之是个爱动脑筋的孩子,他经常向祖父提出一些问题,如:
“月亮为什么有的时候是圆的,像个盘子;有的时候是弯的,像把镰刀?”
“为什么太阳白天出来,而月亮晚上出来呢?”
“为什么太阳会比月亮热?”……
为了解答祖冲之的问题,祖父找来一些文章,让他自己看,并说:
“这是汉朝天文学家张衡的文章,认真看一看,你会得到一些答案。”
祖冲之如饥似渴地读着这些文章。过了一段时间,祖父问他:
“你现在知道月亮为什么会有时圆,有时缺了吗?”
祖冲之说:“啊,我懂了。月亮本身是不会发光的,朝着太阳的一面有光亮,背着太阳的一面就没有光亮。”
他又接着说:“人站在地球上看月亮,正对着阳光照射的一面时,就是满月;侧对着阳光照射的一面时,就是半月;由于角度不同,所以月亮有时看起来像把镰刀……”
祖父听了很高兴,就继续问他:“你说得对,如果日月相对,地球在中间,太阳光被地球遮住了,照不到月亮上时,会发生什么情况呢?”
祖冲之立刻回答说:“发生月食!”
祖父自然又是鼓励他一番。从此,祖冲之对有关天文学的文章和书籍产生了浓厚的兴趣。他看书时,还把祖父给他的小木球(有点像今天的地球仪)摆在面前,转来转去,进行研究。
祖冲之听说有一个官员名叫何承天,研究天文很有成就,就缠着祖父要前去拜访。祖父见小家伙如此好学,又是那么有兴致,就带着他一起到何承天家。祖父把小祖冲之对天文的兴趣介绍了一番,又客气地请求何承天加以指导。何承天说:
“孩子,研究天文学,是很辛苦的,既不能升官,又不能发财,这又何苦呢?”
祖冲之说:“我既不想升官,也不想发财,只想弄清天地的秘密。”
何承天听了很高兴,还夸奖他有志气。他们来到后院,何承天指着一个东西(用石子砌起来的一个圆池子,在池子正中间竖立着一根木杆)让他看,告诉他:
“这叫土圭,是用来测量太阳位置的。早晨,太阳从东方升起,杆影朝西,很长,随着太阳的运转,慢慢地杆影移向西北,越来越短。到正午,太阳升得最高,杆影最短;下午杆影又渐渐地变长,转向东方,就是夕阳西下的时候了。”
祖冲之说:“我还以为是用木杆来量什么哪!”
何承天说:“木杆这么短,太阳那么高,怎么量,量什么?哈哈!不是用木杆量,而是根据影子的方向、长度来测量太阳照射的变化而判断时间的。”
在地上还有一根用小石子砌成的线,祖冲之指着它问:“这线是做什么用的?”
何承天回答说:“这是正北线,正午里,杆影到线上,就能看出杆影的长度,每天都不一样。”
祖冲之非常聪明,他马上想到一个问题,就说:“‘夏至’时,太阳在天空最高,杆影最短;‘冬至’时,太阳在天空最低,杆影最长,您说对吗?”
何承天马上说:“对,对,你是个爱动脑筋的好孩子。”
就这样,日复一日,何承天把祖冲之引入研究历法的大门。
经过长年累月的观察和测量、计算,祖冲之发现何承天的《元嘉历》还有不够精密的地方,于是他动手改订新的历法。新历法有很多计算是与现代科学测算接近的。那年他才33岁。可惜封建帝王并不是很理解、也不重视科学,新历法被呈递后,很多年得不到推行。
祖冲之很喜欢数学,他从当时一本著名的数学书《周髀(音币)算经》中看到,圆的周长为直径的三倍,他就用绳子量车轮,进行验证。不想结果却发现车轮的周长比直径的3倍还多一点:量盆子圆口的周长也是一样。
圆周究竟比直径长多少呢?他读了很多数学书,并反复计算,认定刘徽的“割圆术”最科学。但刘徽只算到小数点以后两位,他决心继续算下去。
祖冲之在地上了一个直径为一丈的大圆,采用割圆术,正六边形,正十二边形,正二十四边形……一直到一二二八八边形。最后终于算出了圆周率是介于3.1415926和3.1415927之间的,成为世界上第一位把圆周率推算到小数点后7位数的人。
除此之外,祖冲之还以精确的计算,改造指南车、制作小磨房、千里船等。
祖冲之是世界著名的数学家和天文学家。国际天文学联合会用祖冲之的名字命名月球上的一座环形山,用以表达对他的敬仰和纪念。