祖沖之

在拙文《中國量子技術》中，提到超導量子計算機體系「祖沖之號」，其名稱是為了紀念中國傑出的數學家祖沖之。

祖沖之（公元429年－500年）生於南北朝時期。祖沖之的祖父名叫祖昌，在宋朝做了一個管理朝廷建築的長官。祖沖之長在這樣的家庭裏，從小就讀了不少書，人家都稱讚他是個博學的青年。他特別愛好研究數學，也喜歡研究天文曆法，經常觀測太陽和星球運行的情況，並且做了詳細記錄。祖沖之是一個博學多才的數學家、天文學家，他曾經計算出月球環繞地球一周為27.21223日，和現在公認的27.21222日，只在小數第五位有1的誤差。他的貢獻遠至西方科學家也十分認同，因而把月球上的一個火山口，取名為「祖沖之口」，成為月球上唯一一個用中國人命名的地方。
祖沖之從小就對數學和天文學產生了濃厚的興趣，於是開始認真地閱讀許多前人的著作，例如發明渾天儀而鼎鼎大名的張衡，以及創造「割圓術」算圓周率的劉徽，都是祖沖之學習的對象。但他卻不是只接受前人的經驗而已，對於書本上面的知識，祖沖之在每個細節上都是下過功夫，小心驗證過的呢！
祖沖之在數學上最偉大的成就是「圓周率」的計算，他以劉徽的「割圓術」理論為基礎研究圓周率，進一步地發展，經過既漫長又煩瑣的計算，一直計算到圓形內面的正兩萬四千五百七十六邊形，最後得出一個結論：圓周率的值介於3.1415926與3.1415927之間，已準確到小數點以後第七位，是當時最精密的圓周率！同時，他還取了22/7作為約率，355/113作為密率，來表示圓周率的近似值。為了紀念他這一對數學方面的貢獻，人們把圓周率稱為「祖率」。直到公元十五十六世紀，外國數學家才打破這個紀錄。
祖沖之為了求圓周率小數後的第七位準確值，他所花的時間和精神比起現代人多得很。只要利用現在的電腦，想計算祖沖之所知道的圓周率當然是輕而易舉，但想一想，當時的祖沖之生長在算盤還沒發明，就連阿拉伯數字也都尚未傳進中國的時代呢！光是利用當時的計算工具「算籌」，要計算如此龐大的數字，作好幾位數的複雜運算就需要超乎常人的毅力和耐心，他這份對追求真理的熱情，實在很值得我們學習與尊敬呢！

究竟什麼是割圓術？ 當圓形內面的正多邊形的邊數越來越多時，可以發現這個圓形內面的正多邊形的周界會越接近圓周。 正六邊形 正十二邊形 正二十四邊形 什麼是 圓周率？ 古人未有圓規（現在畫圓形的工具）時，他們會在地上先固定一根木樁，再綁上一條繩子，然後拉緊繩子繞木樁一圈，便可以畫出一個圓形來。藉此畫圓方法，古人便發現圓周的長度和圓的直徑是有著密切的關係，而這個關係就是圓周率了。 在數學上，祖沖之把圓周率數值準確推進到小數點後7位，成為世界最早把圓周率數值推算到7位數字的科學家。在圓周率的計算上，我國最早採用周三徑一的方法，祖沖之不認為這樣得出的數字準確。所以，在前人的基礎上，他進一步算出更精確的圓周率數據。 中國當時是以農業立國，有着重視和研究天文曆法的傳統。祖沖之關心國計民生，極為注重天文曆法的研究。於南朝宋元嘉二十二年（公元445年）朝廷採用了《元嘉曆》，它是天文學家何承天編訂的。祖沖之對這本《元嘉曆》作了深入研究和推算後，發現《元嘉曆》仍然不夠精密。經過長期的實際觀測和仔細驗算，並吸取了歷代各家曆本的成就，他終於重新制訂了一部新的曆法---《大明曆》。 祖沖之經過長期觀察，證實存在歲差，並計算出冬至點每45年要回向移動一度，測算出一個太陽是365.24281481，與近代科學測得的日數只相差50秒，誤差只有60萬分之一。 公元462年，年方33歲的祖沖之把《大明曆》送給朝廷，要求頒布實行。宋孝武帝決定在更元時改用新曆。可是，還沒多久，宋孝武帝就死了。公元500年，祖沖之逝世，直到祖沖之死去10年之後，他創製的《大明曆》才得以頒行。 祖沖之一生鉆研自然科學，其主要貢獻在數學、天文歷法和機械制造三方面。至於由他撰寫的《大明歷》是當時最科學最進步的歷法，對後世的天文研究提供瞭正確的方法。其主要著作有《安邊論》《綴術》《述異記》《歷議》等，將他一生所見所聞，傳給後世。