祖冲之,字文远,南北朝时期杰出的数学家、天文学家和机械制造家。祖冲之的原籍是范阳郡遒县。在西晋末年,祖家故乡遭到战争的破坏,迁到江南居住。祖冲之的祖父祖昌,曾在宋朝政府里担任过大匠卿,负责主持建筑工程,掌握一些科学技术知识;同时,祖家历代对于天文历法都很有研究。祖冲之从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,对于自然科学、文学和哲学都有广泛兴趣,特别是对天文、数学和机械制造,更有强烈的爱好和深入的钻研。祖冲之青年时,就得到博学多才的名声,宋孝武帝听说后,派他到“华林学省”做研究工作。
461年,他在南徐州刺史府里从事,先后任南徐州从事史、公府参军,464年调至娄县任县令。祖冲之虽然生活很不安定,但仍继续学术研究,并取得巨大成就。在天文上,祖冲之博览名家经典,坚持实事求是。他从亲自测量计算的资料中对比分析,发现过去历法的严重误差,在他33岁时编制成功了《大明历》,开辟了历法史的新纪元。这种历法测定的每一回归年的天数,跟现代科学测定的相差只有50秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒。
462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历。有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了10年之后,他创制的《大明历》才得到推行。在数学上,祖冲之给《九章 算术》和刘徽的《重差》作过注解。他还著有《缀术》一书,汇集了父亲的数学研究成果。这本书内容深奥,以致“学官莫能究其深奥,故废而不理”。《缀术》在唐代被收入《算经十书》,成为唐代国子监算学课本,当时学习《缀术》需要四年的时间,可见《缀术》的艰深。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3。1415926和3。1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到7位数字以上的科学家。
祖冲之还与他的儿子一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算。他们当时采用的一条原理是:“幂势既同。则积不容异。”意即,位于两平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两平面的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个立体的体积相等。这一原理,在西文被称为卡瓦列利原理,但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的。为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,大家也称这原理为“祖氏原理”。
在科学发明上,祖冲之也是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江上试航过,一天可以航行100多里。他还利用水力转动石磨,春米碾谷子,叫做“水碓磨”。他还设计制造过计时仪器——漏壶和欹器。此外祖冲之精通音律,擅长下棋,还写有小说《述异记》。祖冲之著述很多,但人多都已失传。祖冲之确实是一位少有的博学多才的人物。宋朝末年,祖冲之同到建康任谒者仆射,此后直到宋灭亡一段时间后,他花了较大精力来研究机械制造。
当祖冲之晚年的时候,政治腐败黑暗,人民生活非常痛苦。北朝的魏乘机发人兵向南进攻。对于这种内忧外患重重逼迫的政治局面,祖冲之非常关心。大约在公元494年到498年之间,他担任长水校尉的官职。当时他写了一篇《安边论》,建议政府开垦荒地,发展农业,安定民生,巩固国防。齐明帝看到了这篇文章,打算派祖冲之巡行四方,兴办一些有利于国计民生的事业。但是由于连年战争,他的建议始终没有能够实现。500年,祖冲之逝世,享年72岁。为纪念祖冲之,人们将月球背而的一个环形山命名为“祖冲之环形山”,将小行星1888命名为“祖冲之小行星”。