南北朝科学巨匠祖冲之的故事
一位德国数学家讲得好:在数学发展的历史上,许多国家的数学家都曾寻找过更加精密的圆周率,因此圆周率的精密程度可以作为衡量这个国家数学发展水平的标志。根据这种说法,我们就能认识到祖冲之的辉煌成就,具有多么巨大的意义,从中看出我国古代数学发展的高水平。
祖冲之(公元429~500),字文远,范阳遒县(今河北省涞水县北)人,生活于南朝的宋、齐之间,是我国古代杰出的数学家、天文学家和机械发明家。祖冲之卓越的数学成就,在世界数学史上闪耀着光芒,是中华民族的骄傲。南朝时期,经济繁荣,文化发达,因而也对科学技术进步提出较为迫切的要求。这为祖冲之的科学成就创造了良好的社会基础。祖氏家族世代掌管历法。祖冲之从小受到很好的家庭教育,对于自然科学、文学和哲学都有浓厚的兴趣。他尤其酷爱数学、天文学、机械制造,苦心钻研。当时宋朝*中有一个研究学术的*,叫华林学省,祖冲之青年时期就被吸收在这里从事研究工作。祖冲之一面研究继承家学,一面学习我国古代及外国传入的科学成就。他博览群书,兼学百家,为后来的科研工作奠定了深厚的基础。
祖冲之小时候酷爱数学和天文,学习非常刻苦,他“专攻数术,搜炼古今”,把从古代到6世纪所保存的观测记录和有关文献,几乎全部搜集来作为参考。他对圆周率的研究开始得很早,后来达到了如醉如痴的地步。相传,有一天,夜已经很深了,他翻来覆去睡不着,《周髀算经》上说,圆周的长是直径的3倍,这个说法对吗?天还没亮,他就把妈妈叫醒,要了一根绳子,跑到大路上,等候着马车。突然,来了一辆马车,祖冲之喜出望外,要求量马车的轮子,经过再三测量,他总觉得圆周长大于直径的3倍,究竟大多少?这个问题一直盘旋在他的脑子里,直到40多岁,才解开了这个谜。
祖冲之最突出的成就是对圆周率的精确推算。现在都知道,圆周率是圆的周长与直径的比。这是一个常数,一般用希腊字母π表示。已经证明,π不但是一个无理数,而且是一个超越数,就是说,既不能用有限的数字精确地表示它,也不能用有限的代数式精确地表示它。祖冲之对圆周率的研究,包含在与他儿子祖恒合著的《缀术》中。这是一部什么样的著作呢?
原来,为了传播我国历代的数理精华,唐朝选定10部具有代表性的算书作为课本,称为《算经十书》,即《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《张丘建算经》、《五曹算经》、《夏侯阳算经》、《五经算术》、《缀术》、《辑古算经》。在这10部鸿篇巨著中,内容最丰富的是《九章算术》。魏晋时数学家刘徽作注以后,才使人们能够理解它的内容。后来,祖冲之感到刘徽的注意犹未尽,就写了数十篇专题论文,称为《缀术》。作为对刘徽注的补充。《缀术》是一部很有价值的科学巨著,内容博大精深,连当时的“学官”也看不懂。到了唐朝被列为国立学校的必读教材,需学4年,是学习时间最长的算书。日本和朝鲜在12世纪也把《缀术》作为教科书。后来在北来中期失传,这是数学界的重大损失。《缀术》究竟包括哪些内容呢?在唐朝魏徵等编著的《隋书·律历志》中有一些记载:“宋末,南徐州人从事史祖冲之更开密法。以圆径一亿为一丈,圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽;朒(nù,不足)数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间。密率:圆径一百一十三、圆周三百五十五。约率:圆径七,周二十二。”
这里,“开”是开创,“以圆径一亿为一丈”,是分直径一丈为一亿等分:“盈数”是圆周的过剩近似值,“朒数”是不足近似值;“正数”是正确数值,即真值。
上面的记载,包含了三点意思:
1.3.1415926<π<3.1415927;这一光辉的数据,使我国在数学上又创造了一个世界第一,在圆周率计算这个领域遥遥领先世界长达 1000年。1000年后,相继又有法国数学家韦达取得以上结论一,德国数学家渥脱重新取得结论二,并由亚西亚阿尔、卡西打破祖冲之创造的结论一的世界纪录。
日本的数学家三上义夫将祖冲之的“密率”称为“祖率”。莫斯科大学礼堂前的廊壁上,用彩色大理石镶嵌着的世界著名科学家肖像中有我国两位,其中之一就是祖冲之。60年代初,人类探索太空奥秘时,曾将月球背后的一个山脉命名为祖冲之山。祖冲之为中华民族赢得了光荣,世界人民将永远缅怀这位科学巨人。
拓展阅读
1、宋太祖的开门哲学故事
宋太祖赵匡胤黄袍加身后,立即下了一道命令:凡是他办公的地方,办公时间殿门必须全部打开。丞相范质不解。宋太祖说:“这就好像是我的内心,赤诚待人,公正无私,人们都可以通过殿门看到呀!”这种开门哲学不仅使宋太祖赢得了好人缘,而且对北宋早期的稳定起到了重要作用。
大宋建立后,国力强大。一次,吴越国君钱到汴京城朝拜宋太祖。钱到达京城后,立即派人到皇宫打探风声。打探的人回来说:“宋太祖办公室的`殿门都开着呢!”钱听后便把心放了下来。因为,宋太祖的殿门全部打开,就说明他没有什么阴谋。其实,宋朝上下*都请求扣留钱,然后占领吴越国的封地。宋太祖说:“钱前来朝拜,以示友谊,我怎么能使用阴谋诡计占领他的封地呢?”宋太祖下令放钱回国,任何人不允许阻拦。在告别的时候,宋太祖把群臣的奏章封存在一个箱子里,当作礼物送给钱,并告诉他在途中秘密观看。钱看了那些奏章,既感激又害怕。若不是宋太祖开门办公,自己的小命早没有了。回到封地后,钱主动归顺了大宋。
北宋统一中国后,那些亡国的君臣和子民对宋太祖的承诺持怀疑态度,整日人心惶惶,担心被宋太祖杀死。南汉后主刘就是其中之一。刘在位的时候,喜欢在酒中下毒毒死大臣。归顺大宋后,宋太祖请刘吃饭,斟酒赐给刘。刘怀疑酒中有毒,跪下哭着说:“臣的罪不容饶恕,陛下既然饶我不死,我愿意当大宋的普通百姓,不敢喝这杯酒呀!”宋太祖笑着说:“我身为大宋天子,向来是开门办公,赤诚待人,怎么会做你那样卑鄙*之事呢?”宋太祖说着,端起刘面前的酒杯,一饮而尽,接着,又重新给刘倒了一杯酒。这件事传开后,那些归顺的君臣子民便放下了心,大宋很快就稳定下来。
公元961年7月9日,宋太祖把石守信、高怀德、王审琦、张令铎、赵彦徽等开国大将请到皇宫里喝酒。他把心中的想法和盘托出,这些开国大将一个个吓出了一身冷汗。第二天,大家都称病交出兵权,回家养老。宋太祖赏赐这些大将诸多金银财宝,成功收回了兵权,巩固了自己的皇权。
开门哲学说到底就是敞开自己的心扉,以诚待人。其实,人与人之间相处最大的难题是信任问题,久而久之便造成诸多矛盾。而开门处世哲学可以增加互信,从而收到事半功倍的效果。
2、科学家牛顿的小故事
1727年3月20日,伟大的科学家牛顿逝世。在他84岁离开人世时,为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。伏尔泰是这样描述的:“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的,在他之前,是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后,受到如此厚葬的也屈指可数。”就在牛顿去世后不久,18世纪伟大的诗人亚历山大·薄柏总结了世人对牛顿的评价:自然和自然规则在黑夜中躲藏,主说,让人类有牛顿!于是一切被光照亮。这句诗仍铭刻于牛顿的墓碑上。
从18世纪起,牛顿开始被认为是现代科学家时代首屈一指的最伟大的人,一位理性主义者,一个教会我们在冷静的和纯粹的理性路线上思考的人,牛顿的名字一直是科学的代名词。
但是,牛顿的真实面貌其实并不完全像我们所想像的那样。一切都源于一个神秘的箱子———牛顿的“黑匣子”,这个大箱子里,保存着许多证据,这些证据能够告诉后人,曾经占据和完全吸引着牛顿那颗热情和智慧的心灵的东西到底是什么。
牛顿是在剑桥大学工作时留下这些东西的,但他没有在离开剑桥的时候销毁它们,而是把它们保存在那个箱子里。黑匣子里的东西深深震惊着任何一双18或19世纪,甚至是我们现代人的探索的眼睛,那里面保存着数以百万字的他未发表过的著作。这些著作是牛顿在整个一生中艰难地隐藏着的秘密。
秘密随他逝去,在他死后,有人试图了解这个尘封的秘密。毕肖普·霍斯利奉命检查过这个箱子,并希望出版箱子里的那浩如烟海的作品,可是他看了箱子中的内容后,惊慌失措地猛然把箱子盖盖上了。100年后,戴维·布鲁斯特再次查看了那个箱子,但他通过小心地摘录和几个严肃的小谎言便把“黑匣子”里的真相完全掩盖了。
纸终究包不住火,“黑匣子”里的秘密最后终于还是被解开了。人们被“黑匣子”里的东西惊得目瞪口呆,那些证据表明,牛顿当时潜心研究的是长生不老药和废金属向黄金转化的方法。正像剧作家乔治·伯纳德·肖在戏剧《在好国王查理的黄金岁月》里放入牛顿口中的话一样,剧作家借角色表达了牛顿的心声:“有如此多更重要的事情需要去做:废金属向黄金的转换,长生不老药,光与颜色的魔术,压倒一切的是*的隐义。我却把时间浪费在了其他地方,多么大的时间浪费,无价的时间!”秘密著作的另一大部分是他推想和求索的宇宙的秘密真相———所罗门神殿的力量,*启示录、丹尼尔之书和关于教会历史的数百页论述。
3、科学家牛顿的小故事
牛顿小时候很聪明,但读书并不用心,都把心思用到做手工、想问题上去了,所以在老师、同学的心目中,他是一个笨孩子,学习成绩也不好。
十三岁那年,小牛顿带了一架小风车到学校去。同学们都围拢来看,哟!这风车做得还怪灵巧呢,牛顿自己也笑嘻嘻地说:“我的风车做得怎么样?造得巧吧!”
正在一帮小家伙眨巴着眼睛羡慕牛顿的时候,一个同学怪声怪气地说:“对啦,造得巧。”这同学讲的是反话,因为他平时学习成绩好,一直在牛顿之上,今天看到牛顿在他面前表演,很不服气,还带点嫉妒之意。牛顿并没有听出这个同学话中有话,就接着说:“对,很巧,这是昨天晚上我一个人造出来的。”
听到牛顿越来越神气的话语,那位学习好的同学提高嗓门说:“是啊,你这个小风车外形造得还不错,可它为什么会转动啊,你懂这原理吗?”
“你懂这原理吗?”这几个字象一阵刺骨的冷风吹在牛顿的脸上,不知是发冷,还是发疼,他尴尬得很,话也说不上来。
那位同学看牛顿脸红了,劲头更足了:“哼!说不出来吧,可怜自己做的东西自己讲不出原理,这说明什么?说明你不过和木匠一样!”
牛顿被他这番话羞得无地自容,他哭丧着脸,走开了。
这时,原来围在牛顿身边的一群小同学也一个个对他另眼看待了。“木匠!木匠!连原理都讲不出来,还在这里显示。”说着,有的同学,就动手打他的风车,别的同学也跟上去,七手八脚把牛顿的小风车打了个稀巴烂。
牛顿心里很难过,他孱弱的体力是打不过那些孩子的,他只有忍受这委屈,眼泪一滴滴地流了下来。
事情过后牛顿细想:这些同学为什么欺侮我呀?还不是我自己不争气?后悔呀,后悔自己为什么不下决心把功课学好呢?夜已经深了,小牛顿还在想白天发生的事。最后下了决心:一定要把功课学好。
人小志不小。小牛顿自从立志勤学后,好象换了个人似的,上课认真听老师讲课,下课认真复习功课,有空了还不忘他的小手工。不多久,他的学习成绩就赶上来了,而且超过了骂他是“木匠”的那位同学,成为班里的优秀生。
这就是大科学家牛顿小时候的一个故事。牛顿并不以他以后的巨大成就而回避这件带有耻辱性的往事,他说:“要是那时候,不受朋友们的侮辱虐待,恐怕我一辈子就是做一个不懂原理的木匠了。”
4、南朝梁昭明太子萧统为何没有当上皇帝 萧统怎么死的中国历史故事
在历史上博学多才的君王有很多,他们舞文弄墨,笔走龙蛇,却很少有像萧统这样的。萧统是浮生乱世的一朵白莲,盛开于奢靡之中,不妖冶不张 扬,活在自己的文学世界里,过自己的自在生活。他潜心著述,其《文选》对后世文人影响极大,至后世形成“文选学‘,萧统的出现,为乌烟瘴 气的南朝梁注入了徐徐清风。
《梁书》:太子生而聪睿,三岁 受《孝经》、《论语》,五岁遍读五经,悉能讽诵。五年五月庚戌,始出居东宫。太子性仁孝,自出宫,恒思恋 不乐。向我们展示了一个多愁善感又聪慧的梁太子,萧统是个聪颖过人,酷爱读书,五岁遍读五经,悉能讽诵。记忆力极强,读书时经常一目数行 ,久而久之便能出口成章。
他与其父有着截然不同的性格,他不像他父亲梁武帝一样纵横疆场,一生戎马,铁血男儿,这位太子却多愁善感,喜好文史丝竹,贵而不骄,面静 而内明,一般文人多与风流二字有着千丝万缕的联系,而这为太子却是洁身自好,近乎不近女色。不仅如此,萧统还是个*,”性仁孝,自出宫 ,恒思恋不乐“,史书里记载到他还是个恋家的人,天生感性的他,竟然在母亲病重时衣不解带日夜陪伴,可以在母亲去世时悲痛绝食,这样一位 柔情百般,德才兼备的太子,为时人多称赞。
稍长一些,萧统驾驭文学的能力愈来愈强,他渐渐沉溺在文学的世界里,便一发不可收拾。他曾在寿安殿为众人讲解《孝经》,其胆识和见识卓越 ,受到众人称赞,讲毕,亲临释奠于国学;也曾召集高僧,一起研讨佛学,见识卓远颇有见地。
在崇尚奢靡的朝代,只有他不为世俗影响,追求节俭,服御朴素,一心在文学园地耕耘。他宛若浮生乱世的一朵白莲,出淤泥而不染,品质高洁又 充满诗意。《南史》本传称”当时东宫有书籍三万卷,著名的才子都云集在这里,文学风气之鼎盛,晋朝、宋朝以来从来没有过的。“因此,他在文 学上的成就极大,编有或著有《文集》二十卷,典诰类的《正序》十卷,五言诗精华《英华集》二十卷,历代诗文而成的总集《文选》三十卷。萧 统笃信佛教,著名的佛教大乘经典《金刚经》,其中”三十二分则“的编辑,都为他所作。
这么位诗情画意的太子,还有一段关于他的爱情故事。据说,为了完成他的文学创作,他不惜太子的身份只身来到江南,来寻找创作灵感,来寻找 文学的美。在这里他遇到了一个令他心动的女子,二人借茶吟诗,在云雾缭绕的山间茶园,二人一唱一和,相见恨晚。从此,萧统不再是只身一人 纵情于青山碧水,楼榭歌台总有这个叫惠娘的女子相伴,置身山水之间的萧统竟无一丝回府的欲望,但萧统的文选以完成定稿,得回京了,他知道 回去以后,要面临的是无止境的争斗和宫廷抑郁沉闷的生活,但是身为国家的未来,他必须肩负起这个责任。于是,二人挥泪告别,此地一别,竟 不知何日能再见了。
普通七年(公元526年),无心*的皇太子萧统因为蜡鹅厌祷事件与父亲有嫌隙。他将他在*上的失败归咎于读书,他命人将这十四万卷的图书 焚烧个一干二净,说”读书太多,以致有今日之祸“,引发中国历史上续秦始皇”焚书坑儒“之后最大的文化破坏事件,他一手缔造了一个文学奇 迹,又亲手摧毁了它,给中国文化带来极大的损失。
中大通三年(531年)三月,游后池,乘船摘芙蓉,姬人荡舟,落水后被救出,伤到大腿,还没有登基即位就英年早逝了,谥昭明,世称昭明太子 。
5、科学家牛顿的小故事
一个星期天早晨,科学家牛顿按照惯例,准备去教堂做礼拜。当他还在洗脸时,忽然想到刚才所写的论文中有一点需要补充,连脸上的水珠都未揩干,就奔到书桌那里提笔写了起来,脸上的水滴在稿纸上也没顾得擦去。
牛顿写完,才舒坦地用毛巾擦干了脸,换了衣服上教堂去了。做完弥撒,他回到家,就见书店起火了,仆人正在忙着救火。幸亏救得快,火很快就扑灭了。但是,许多宝贵的论文原稿已变成了灰烬。这损失是无法弥补的,使牛顿感到从未有过的难过。
“这火是怎么着的呢?”牛顿问仆人。
“不知道,会不会是老爷忘了把蜡烛火吹灭?”
“不,我是把蜡烛火吹灭了才去洗脸的,这时天已大亮,不用点蜡烛了。
以后我又回到书房一次,在文稿上加了一笔就出去了。”牛顿非常自信地说。
而这也完全符合事实。
“老爷,桌子上是不是放着实验用的镜片呢?如果这是镜片,它受到阳光的照射,会形成焦点而起火的。”仆人在牛顿身边伺候久了,头脑里也有了不少科学知识。
牛顿经此一问,特地再检查一下被烧坏的桌面,没见有镜片,只有一块长二十厘米、宽十厘米的玻璃板,与烧焦了的稿子和书混在一起。
“瞧!老爷,不是有一块玻璃板吗?”
“不是,这只是一块普通的玻璃板,不可能起火。”牛顿想了想,又说,“也许有人嫉妒我的研究,从窗外投进火来。否则,怎么可能起火呢?”
但是,仆人清楚地知道没有一个人来过这里。起火之前,他正在收拾院子,要是有人进来,他不可能不看到。
这次失火对牛顿的打击太大了。这么多研究成果顷刻间都变成了灰烬,能不心痛吗?所以在以后的两年时间里,他的心情一直很不好,甚至到了精神错乱的地步,而起火的原因仍然不明不白。
两年以后的一个星期天的早晨,牛顿还是照例要去教堂。事先他又去洗脸,在这次洗脸的时候,他忽然想起了那次起火前洗脸的情景。
“原来是这么一回事。”他想,这起火的原因,就是他洗脸没擦干,在书桌上写字的时候,脸上的水滴落到了玻璃板上,由于表面张力的关系,水成了半圆形,这就与凸透镜片的作用一样了,阳光通过水滴而形成焦点,使稿纸起了火。这谜底终于被牛顿自己揭开了。
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