中國(guó)數(shù)學(xué)家祖沖之發(fā)明了什么
祖沖之，字文遠(yuǎn)。出生于建康（今南京），祖籍范陽郡遒縣（今河北淶水縣），中國(guó)
南北朝時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。祖沖之發(fā)明了圓周率和指南車等。
圓周率、指南車、水碓磨、千里船、定時(shí)器
圓周率：
祖沖之一生鉆研自然科學(xué)，其主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械制造三方面。他在劉
徽開創(chuàng)的探索圓周率的精確方法的基礎(chǔ)上，首次將“圓周率”精算到小數(shù)第七位，即在
3.1415926和3.1415927之間，他提出的“祖率”對(duì)數(shù)學(xué)的研究有重大貢獻(xiàn)。直到16世紀(jì)，阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家阿爾·卡西才打破了這一紀(jì)錄。
指南車：
是一種用來指示方向的車子。車中裝有機(jī)械，車上裝有木人。車子開行之前，先把木
人的手指向南方，不論車子怎樣轉(zhuǎn)彎，木人的手始終指向南方不變。這種車子結(jié)構(gòu)已經(jīng)失傳，但是根據(jù)文獻(xiàn)記載，可以知道它是利用齒輪互相帶動(dòng)的結(jié)構(gòu)制成的。相傳遠(yuǎn)古時(shí)代黃
帝對(duì)蚩尤作戰(zhàn)，曾經(jīng)使用過指南車來辨別方向，但這不過是一種傳說。根據(jù)歷史文獻(xiàn)記載，三國(guó)時(shí)代的發(fā)明家馬鈞曾經(jīng)制造過這種指南車，可惜后來失傳了。公元417年東晉大將劉
裕（也就是后來宋朝的開國(guó)皇帝）進(jìn)軍至長(zhǎng)安時(shí)，曾獲得后秦統(tǒng)治者姚興的一輛舊指南車，車子里面的機(jī)械已經(jīng)散失，車子行走時(shí)，只能由人來轉(zhuǎn)動(dòng)木人的手，使它指向南方。后來
齊高帝蕭道成就令祖沖之仿制。祖沖之所制指南車的內(nèi)部機(jī)件全是銅的。制成后，蕭道成
就派大臣王僧虔、劉休兩人去試驗(yàn)，結(jié)果證明它的構(gòu)造精巧，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，無論怎樣轉(zhuǎn)彎，
木人的手常常指向南方。
當(dāng)祖沖之制成指南車的時(shí)候，北朝有一個(gè)名叫索馭驎的來到南朝，自稱也會(huì)制造指南車。于是蕭道成也讓他制成一輛，在皇宮里的樂游苑和祖沖之所制造的指南車比賽。結(jié)果
祖沖之所制的指南車運(yùn)轉(zhuǎn)自如，索馭驎所制的卻很不靈活。索馭驎只得認(rèn)輸，并把自己制
的指南車毀掉了。
水碓磨：
祖沖之也制造了很有用的勞動(dòng)工具。他看到勞動(dòng)人民舂米、磨粉很費(fèi)力，就創(chuàng)造了一
種糧食加工工具，叫作水碓磨。古代勞動(dòng)人民很早就發(fā)明了利用水力著米的水礁和磨粉的
水磨。西晉初年，杜預(yù)曾經(jīng)加以改進(jìn)，發(fā)明了“連機(jī)碓”和“水轉(zhuǎn)連磨”。一個(gè)連機(jī)碓能
帶動(dòng)好幾個(gè)石杵一起一落地舂米；一個(gè)水轉(zhuǎn)連磨能帶動(dòng)八個(gè)磨同時(shí)磨粉。祖沖之又在這個(gè)
基礎(chǔ)上進(jìn)一步加以改進(jìn)，把水碓和水磨結(jié)合起來，生產(chǎn)效率就更加提高了。這種加工工具，我國(guó)南方有些農(nóng)村還在使用著。
千里船：
祖沖之還設(shè)計(jì)制造過一種千里船。它可能是利用輪子激水前進(jìn)的原理造成的，一天能行一百多里。
定時(shí)器：
根據(jù)春秋時(shí)代文獻(xiàn)的記載，祖沖之制作了一個(gè)“欹器”，送給齊武帝的第二個(gè)兒子蕭子良。欹器是古人用來警誡自滿的器具。器內(nèi)沒有水的時(shí)候，是側(cè)向一邊的。里面盛水以后，如果水量適中，它就豎立
起來；如果水滿了，它又會(huì)倒向一邊，把水潑出去。這種器具，晉朝的學(xué)者杜預(yù)曾試制三次，都沒有成功；祖沖之卻仿制成功了。由此可見，祖沖之對(duì)各種機(jī)械都有深刻的研究。
數(shù)學(xué)史上的創(chuàng)舉——“祖率”
祖沖之算出圓周率（π）的真值在3.1415926和3.1415927之間，相當(dāng)于精確到小數(shù)第7位，簡(jiǎn)化成3.1415926，祖沖之因此入選世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)世界第一位將圓周率值計(jì)算到小數(shù)第7位的科學(xué)家。祖沖之還給出圓周率π的兩個(gè)分?jǐn)?shù)形式：22/7（約率）和355/113（密率），其中密率精確到小數(shù)第7位。祖沖之對(duì)圓周率數(shù)值的精確推算值，對(duì)于中國(guó)乃至世界是一個(gè)重大貢獻(xiàn)，后人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”，簡(jiǎn)稱“祖率”。
圓周率的應(yīng)用很廣泛，尤其是在天文、歷法方面，凡牽涉到圓的一切問題，都要使用圓周率來推算。如何正確地推求圓周率的數(shù)值，是世界數(shù)學(xué)史上的一個(gè)重要課題。中國(guó)古代數(shù)學(xué)家們對(duì)這個(gè)問題十分重視，研究也很早。在《周髀算經(jīng)》和《九章算術(shù)》中就提出徑一周三的古率，定圓周率為三，即圓周長(zhǎng)是直徑長(zhǎng)的三倍。此后，經(jīng)過歷代數(shù)學(xué)家的相繼探索，推算出的圓周率數(shù)值日益精確。
東漢張衡推算出的圓周率值為3.162。三國(guó)時(shí)王蕃推算出的圓周率數(shù)值為3.155。魏晉的著名數(shù)學(xué)家劉徽在為《九章算術(shù)》作注時(shí)創(chuàng)立了新的推算圓周率的方法——割圓術(shù)，將圓周率的值為邊長(zhǎng)除以2，其近似值為3.14；并且說明這個(gè)數(shù)值比圓周率實(shí)際數(shù)值要小一些。劉徽以后，探求圓周率有成就的學(xué)者，
先后有南朝時(shí)代的何承天，皮延宗等人。何承天求得的圓周率數(shù)值為3.1428，皮延宗求出圓周率值為22/7≈3.14。
祖沖之認(rèn)為自秦漢以至魏晉的數(shù)百年中研究圓周率成績(jī)最大的學(xué)者是劉徽，但并未達(dá)到精確的程度，于是他進(jìn)一步精益鉆研，去探求更精確的數(shù)值。
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