祖沖之(429~500)字文遠。南北朝時期范陽遒(今淶水)人。童年時代,祖沖之就勤奮好學(xué)。以后他又收集和閱讀了大量的天文和數(shù)學(xué)方面的書籍、文獻。在學(xué)習(xí)鉆研的同時,還進行了一些精密推算和實際測量工作。在數(shù)學(xué)、天文歷法、機械制造等方面都取得了卓越成就。在數(shù)學(xué)方面,通過長期反復(fù)演算,把魏晉時期3.1416的圓周率推算到更精確程度,推算到3.1415926至3.1415927之間。1000年以后,阿拉伯的奧托才達到了這個紀(jì)錄。他還詳細注釋我國古代的《九章算術(shù)》,并著有《綴術(shù)》一書,唐初國立學(xué)校有一門學(xué)科叫“算學(xué)”,即以《綴術(shù)》為教材,4年才能學(xué)完。此書曾傳到朝鮮和日本,被當(dāng)作中學(xué)課本。
當(dāng)時數(shù)學(xué)的計算方法和工具比較落后,祖沖之在推算圓周率的值時,花費了大量精力和心血。在此以前,有人算出圓周率接近于22/7。祖沖之經(jīng)過精心推算后,提出了圓周率更為精確的數(shù)值是355/113,他把22/7叫做“疏率”,把355/113叫做“密率”。其中密率是在分母小于1000條件下圓周率的最佳近似分數(shù),這就是著名的“祖率”。祖沖之和他的兒子祖暅之,還解決了球體積的計算問題。在他們之前的《九章算術(shù)》中,關(guān)于球體積的計算公式是錯誤的,魏晉時期的數(shù)學(xué)家劉徽發(fā)現(xiàn)了這個錯誤,但他沒有找出計算球體積的公式。祖沖之父子在我國數(shù)學(xué)史上第一次推導(dǎo)出了正確的球體積公式。
祖沖之還研究過開平方和開立方的問題。在天文歷法方面,祖沖之發(fā)現(xiàn)當(dāng)時采用的歷法《元嘉歷》不夠精確,于是著手編制新歷法。經(jīng)過精心計算和努力,在他36歲時編制出新歷法——《大明歷》,是當(dāng)時比較先進和精確的歷法。在《大明歷》中,第一次引進了“歲差”這個概念。原來,地球繞太陽一周,并不是正好回到上一年的位置,春分點要稍稍向后退一點,也就是向西移一點兒。由于春分點的移動,全年的24節(jié)氣也要移動。祖沖之算出歲差是每45年零11個月后退一度(我國古代把周天分為三百六十五度零四分之一度,一度又分為六十分)。過去使用的《元嘉歷》每17年有7個閏年。祖沖之編制的《大明歷》,改為每391年有144個閏月,比《元嘉歷》更精確。在歷法計算中,祖沖之還引入了“交點月”,就是月亮連續(xù)兩次經(jīng)過黃白交點所需要的時間。祖沖之測得交點月的時間是27.21223日,和現(xiàn)代測得的27.21222日非常接近。因為日食、月食都發(fā)生在交點月附近,這就為準(zhǔn)確地推算日、月食的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。祖沖之上書要求實行《大明歷》,遭到守舊派的阻撓。致使《大明歷》在祖沖之生前未能實行,直到他去世10年后,梁武帝才正式頒布采用《大明歷》。
在機械制造上,祖沖之重新設(shè)計制造了久已失傳的指南車。無論銅車怎樣變換方向,車上的銅人總是指向南方。祖沖之還制造出利用水流推動的石磨,用來舂米磨面。當(dāng)時,在世界上也是比較先進的糧食加工工具。祖沖之還制造了日行百余里的“千里船”,為我國的造船史增添了光輝的一頁。此外,祖沖之還研究音樂,研究文學(xué),并著有《述異記》10卷。國際天文學(xué)會自1967年以來,先后決定以李白等23位中國歷史名人命名火星、水星、月球的環(huán)形山,在月球背面有以祖沖之名字命名的環(huán)形山。紫金山天文臺把他們發(fā)現(xiàn)的一顆小行星命名為“祖沖之小行星”。為紀(jì)念祖沖之,淶水縣政府于1998年建祖沖之中學(xué)一所。