他们是北伐名将的族人,却因数学造诣超越先辈,忠贞满门举世无双

两晋南北朝人物志-(六十二)祖冲之父子

一个宋朝人,编了本历书叫“大明”,听起来是不是穿越感挺强的?当然,这只是历史的巧合。而编这本《大明历》的宋人,也不是我们印象中那个国富兵弱的赵宋,而是南北朝时期的刘宋;再具体点说,就是被誉为圆周率之父的大名鼎鼎的祖冲之。

在中国,但凡学过一点数学的,基本没有不知道祖冲之的。他的名字,被写进了语文书、数学书、历史书等各个科目的教材之中,他所计算出的圆周率(后世称之为祖率),成了每个中国人都朗朗上口的一串字符:3.1415926……

但是,不是专门搞数学的人,却很少有人知道,祖冲之的儿子,也是一位伟大的数学家。相比于祖冲之钻研的圆,也就是平面几何而言,其子的研究成果更称得上是立体几何的基础,他就是祖暅,其“幂势既同,则积不容异”的思想,被后世称为“祖暅原理”。

而且,这对父子还和我们前面讲过的一位大将军有着千丝万缕的联系——虽然他们从生到死都在南方,但在他们的籍贯一栏,填的都是“范阳”。而范阳祖氏,此前出过一位伟大的北伐英雄,那就是闻鸡起舞的祖逖。

一百多年以后,击楫中流的祖逖早已故去,曾经的东晋王朝也埋入了历史的垃圾堆。而祖冲之父子也没有同族先辈那样的盖世武功,而被列入了史书的《文学列传》之中。但是,仅仅靠着他们在数学上的造诣,他们就已经获得了绝不亚于祖逖的名声和历史地位。

不过,祖冲之父子名留青史,靠的却不是他们在数学上的研究成果(在讲究政治的中国古代,数学也一直不占学术界的主导地位)。他们被《南齐书》、《南史》所记载下来的最主要原因,靠的是我之前提到的那本历书——《大明历》。

之所以叫《大明历》,当然不是为了预测日后的朱明王朝,而是因为这部历法是在宋孝武帝大明年间颁布的。而它的意义,则超越了整个时代,直到七百年后,另一个宋朝的《统天历》才将其超越。

当时的中国历法,还沿用着旧有的“十九年七闰”的置闰月规定。经过祖冲之计算,这种历法的误差很大(经二百年辄差一日),于是他在《大明历》中规定三百九十一年有一百四十四闰,修正了这一误差。

这种历法计算所得的回归年长为365.24281481日,与现在所测算出的结果仅相差不到千分之一日,是那个时代水平最高的历法;而每交点月平均时长为27.212223日,与现今数据更是只有百万分之三日的误差,其结果堪称精准。

除此以外,《大明历》还推算出了刘宋23年内4次月食的时刻,结果与其预测值完全相符。祖冲之还推翻了此前人们认为冬至时刻固定的理论,用圭表测算出了冬至的具体时刻,从而对农时的指导起到了全新的作用。

除了《大明历》以外,祖冲之在天文历法学上的造诣还体现在他对木星公转周期的计算上。根据他的计算结果,木星每11.858年公转一圈,与如今测定的11.862年误差也不过一天半而已。在伽利略用望远镜观测到木星以前,这已经是人类对这颗最大行星的最深了解。

而在其最为著名的数学方面,祖冲之的伟大也几乎无须赘述——他运用魏晋以来的“割圆术”,成功地将圆周率圈定在3.1415926-3.1415927之间,此外,他还给出了密率——即圆周率约等于355/113,约等于3.1415929。这项计算结果,直到一千年后才被欧洲数学家超越。

更难能可贵的是,祖冲之还是一个颇具才干的发明家和政治家。他改良了指南车、水推磨和欹器(计时工具),又仿制了诸葛亮的木牛流马,还自己设计了一种能日行百里的“千里船”。在为官期间,他勤政爱民,还给皇帝上书《安边论》,请求在边境广开屯田,以深挖洞广积粮的方式应对北魏。

只可惜,对于祖冲之,从宋到齐的历代君主都只把他当成一个颇具奇技淫巧的中下层官员,对他的历法和政治主张的重视程度远没有对所谓指南车等小玩意的高。千年以后,指南车、千里船等早已湮没,而为后人传颂的,令月球环形山和小行星被冠名“祖冲之”的,还是祖率和《大明历》。

有关祖暅,我们除了“祖暅原理”以外,了解的不多。但是他的儿子也就是祖冲之的孙子祖皓,却在史书上留下了重要的一笔。

祖皓没有父祖那样杰出的数学能力,官却当的不错,在侯景之乱前夕,他当到了广陵太守,成了拱卫建康的主要力量。侯景之乱爆发以后,身在建康述职的祖皓偷偷潜回广陵,发动全城军民与侯景殊死决战,最终因寡不敌众城破被俘。

侯景在广陵城中展开了堪比日后扬州十日的屠杀。而对待伟大科学家祖冲之的子嗣,侯景的处理方式是骇人听闻的:他让人把年近古稀的祖皓捆起来,用乱箭射穿;再把已经断了气的祖皓车裂示众。

祖氏一族,终于在二百年后,以另一种方式,证明了自己不辱大英雄祖逖的英名。我想,祖逖、祖冲之、祖暅等英灵地下有知,必然当含笑九泉。

讲完数学家家族的故事,就该讲讲文学家们的传奇了。不得不承认,刘宋是一个文学家扎堆出现的时代。其中两位具有显赫背景的著名的诗人成为了后世的楷模,使得我们不得不专门好好论述他们。不过,那就是我们后两章要讲述的话题了。

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