風流人物來開趴》科學領域的巨人-祖沖之  

收聽連結：https://is.gd/ANHZkq 國際天文學家聯合會，在1967年把月球的一座環形山，命名為「祖沖之」，紀念這位兼具數學、天文學、文學和機械工程專長的全才型偉大學者。 祖沖之在西元429年出生在建康城（今南京），當時是南朝劉宋政權，。他的祖父和父親學識淵博，家族世代掌管曆法，受人敬重。祖沖之喜好讀書，具備大膽假設、小心求證的精神，對許多事物充滿好奇，特別是天文和數學，祖沖之在研究古人的學說論述時，主張不可「虛推古人」，而要「親量圭尺，躬察儀漏，目盡毫釐，心窮籌策。」凡事必須親自勘查實驗，用確切的證明來求取答案。 祖沖之學富五車，加上實事求是的態度，讓他聞名鄉里，皇帝指派他到朝廷的「華林學省」，後來轉調「總明觀」，這兩個單位都是學術地位崇高的研究機構，相當於現在的中央研究院。 在浩如煙海的典籍中，祖沖之發現，東漢張衡推算出的圓周率是3.162，魏晉時期的劉徽在為漢朝的《九章算術》作注時，創立了新的推算圓周率方法，稱為「割圓術」，劉徽根據計算正192邊形的周長，而得到圓周率的近似值為3.14。祖沖之非常推崇劉徽，就以他的創制為基礎，進而深入探索，把圓周率數值推展到小數點後的第七位—3.1415926；同時他也給出圓周率的兩組分數形式，分別是較為粗疏的22/7，祖沖之稱之為「約率」；以及比較精密的355/113，祖沖之稱為「密率」，後人稱之為「祖率」，以紀念他的成就。355/113，這個接近π值的分數，直到1586年，荷蘭人歐沃特瓦特才重新求出，祖沖之領先了一千年。 西元462年時，祖沖之將自己編修的《大明曆》呈交朝廷，因為人們用了數十年的《元嘉曆》並不精準，祖沖之為了改善其中的謬誤，幾乎是黎明起身，披星戴月的觀測天象，研擬比對，才完成這項工作，他還首度提出『歲差』的概念，就是地球每繞行太陽一周，總會出現一個微小的差距，依照現代天文學家的精確估算，大約每年會差個50.2秒，這種現象就叫作『歲差』。祖沖之又利用圭表測量正午時刻的日影，仔細表列記錄，精準算出冬至時日，而《元嘉曆》推估的冬至誤差超過一天，亟需校正。很遺憾的是，當朝一些老臣抵制祖沖之的新曆法，汙衊新曆是違背天意，祖沖之用〈駁議〉這篇文章據理力爭，可惜皇帝支持守舊派。祖沖之去世後，兒子祖暅三度上書朝廷，《大明曆》在梁朝終獲實施，還沿用到數百年後的南宋。 祖沖之三十五歲時國家局勢動盪，齊取代宋，建立政權，祖沖之遠避紛爭，專注於機械製造，修改用銅製機件傳動的指南車，車子無論如何轉彎，車上銅人總是指向南方，又發明一天能走百里的「千里船」，和改良式水推磨，增加其舂米、磨麵的效能，設計出計時器「漏壺」和巧妙的汲水工具「欹器」。 政權轉移的過程中，免不了烽煙四起、生靈塗炭，祖沖之調整研究方向，轉向文學創作，關注政治變遷和社會百態。年近花甲寫了一篇〈安邊論〉，建議中央開墾荒地，發展農業，增強國力，安定民生，鞏固國防。齊明帝大為讚賞，想命令祖沖之替皇帝巡視四方，積極建設，造福百姓，可惜國勢衰頹，連年戰爭哀鴻遍野，祖沖之的政治主張未能實現，七十二歲時帶著遺憾病逝。 祖沖之的兒子祖暅克紹箕裘，也是著名的數學家，父子倆研究圓周率和天文曆法，他們巧妙的計算出球體體積，得到正確的公式，進而提出了「祖暅原理」。十七世紀的義大利數學家卡瓦列里發現相同原理，然而祖氏父子領先了歐洲人一千多年。如今祖暅的一些概念也應用於微積分，祖沖之和祖暅父子雙雄，都是科學領域的巨人。