从祖冲之的圆周率谈起「圆周率 祖冲之」

互联网 2023-04-14 11:31:56

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说到祖冲之,我们最熟悉的大概就是他的圆周率了,还有就是数学课本里,他慈祥隐约的笑容、宽广凸起如老寿星般的额头,然后便是,在一个又一个电视节目中,那些一口气便能把圆周率背至多少多少位的神童们。

可是除了圆周率,说到祖冲之,我们还能想起什么呢?好像他老人家,一辈子都在低矮阴暗的书斋里,埋头苦算无数我们看不懂的数学公式和演算过程。年轻时,他是乏趣可陈的理工男;年老时,他是让人敬畏的一脸严肃的数学家。

图丨祖冲之画像

其实不对的,这只是因为数学课本,祖冲之留给我们的刻板印象。

除了是数学家,他还是满腹经纶的大学问家、伟大的天文学家、可爱的发明家、忧国忧民的政治家。

他的历法被沿用近八百年

祖冲之生活在南朝宋齐二朝,他生于宋文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年。

他是官三代,他的爷爷祖昌,是学土木工程的,曾任刘宋王朝的大匠卿一职,主要负责的是宫室修建之事。他的父亲祖朔之,任奉朝请。这奉朝请,只是一个官号,并无官位,每逢上朝时,便应召议事。

祖冲之倒是青出于蓝胜于蓝,从小熟读经书,为人机敏聪慧的他,24岁便被选入华林学省,成为了一名光荣的华林大学士。

这华林学省,实际上是当时皇家藏书和讲学之地,当然非常高大上,最重要的是,成为了大学士,在这皇城里,可就有车有房还有名牌高档服饰,都是公家免费发放的,从此他年纪轻轻,就过上衣食无忧的富贵生活,真是人生不要太得意。

宋孝武帝使直华林学省,赐宅宇车服。

――《南齐书·卷五十二·列传第三十三·祖冲之传》

在皇家图书馆工作了八年之久的祖冲之,虽然一直是大学士,升迁无望,倒也落得心无旁骛一心苦读圣贤书。

图丨《论语》残卷

据史载,他后来著《易》、《老》、《庄》义,释《论语》、《孝经》,注《九章》,这一系列丰硕学术成果的取得,这等身的论文著作,应该都和他八年如一日,博览群书又潜心钻研经学著作,有莫大关系。

祖冲之32岁那年,官封南徐州从事,也就是跟着当时才六岁的皇子刘子鸾,去给他当个秘书,因为其时刘子鸾官封南徐州刺史。

这个刘子鸾,就是后来年仅十岁,就被兄长刘子业残忍杀害,死前留下“愿身不复生王家”,千古伤心语的聪慧早亡的那个皇子。

当时的刘宋王朝,采用的是何承天编制的《元嘉历》。祖冲之在皇家图书馆以及后来跟随皇子刘子鸾在南徐州任上时,积五六年之功,潜心研究包括《元嘉历》在内的古代历法,发现里面有很多错误:

古历疏舛,颇不精密,群氏纠纷,莫审其要。何承天所奏,意存改革,而置法简略,今已乖违。

――《宋书·律历·下》

因此他便立志要制定一部新历法:

臣生属圣辰,询逮在运,敢率愚瞽,更创新历。

到南徐州后不久,他便研究出可以避免出现古代历法错误的办法:

一是在391年中插入144个闰月的新闰周。

二是把岁差引入历法,大大提高历法计算的精确度。

一听说自己的团队有了重大研究成果,小皇子刘子鸾,高兴得不得了,一定要去禀告父皇,好邀功请赏。

于是,大明六年,祖冲之带着他的《大明历》,和刘子鸾一道,来到了孝武帝刘骏的朝堂之上。

图丨《大明历》

只是,文人和小孩一样,都把政治想得太简单,以为自己掌握了真理,就一定能一呼百应、举国轰动、名利双收。殊不知,很多时候,要官方承认真理,远比发现掌握真理,要艰难得多。

这一次,孝武帝也照例玩了一招阴的:

孝武令朝士善历者难之。

孝武帝派了权臣戴法兴,和祖冲之就新旧历法公开进行辩论。双方唇枪舌剑,你来我往,辩论赛异常激烈精彩,只是我们这些外行人,完全听不懂他们的内行话,于是连个热闹都看不了。

他们二人近万言的激烈辩词,后来被全文收录在《宋书》里。

我们可以摘录一段来读,当然,也读不懂。

法兴议曰:在《诗》“七月流火”,此夏正建申之时也。“定之方中”,又小雪之节也。若冬至审差,则豳风火流,晷长一尺五寸,楚宫之作,昼漏五十三刻,此诡之甚也。

冲之曰:臣按此议三条皆谬,《诗》称流火,盖略举西移之中,以为惊寒之候。流之为言,非始动之辞也。就如始说,冬至日度在斗二十二。则火星之中,当在大暑之前,岂邻建申之限?此专自攻纠,非谓矫失。《夏小正》:“五月昏,大火中。”此复在卫阳之地乎?

虽然读不懂他们的内行话,但是炎凉的世态,凉薄的人情,颠倒的黑白,我们还是能读得透、看得明,因为戴法兴是当时炙手可热的权臣,所以这场辩论赛的结果,肯定是祖冲之输了。

时法兴为世祖所宠,天下畏其权,既立异议,论者皆附之。

――《宋书·律历·下》

祖冲之和小皇子信心满满的以为皇上会采用他们研制的新历法的美梦,当然是化为泡影。

图丨祖冲之画像

两年后的大明八年,孝武帝刘骏去世,然后是残暴荒淫无道的刘子业继位。

一年后,十七岁的刘子业被叔父刘彧杀死,成功篡位后的刘彧,和侄儿刘子业一样,残暴无道,后来祖冲之的《大明历》,在他有生之年,便一直未获朝廷颁布施行。

当然,彼时的祖冲之,面对一个又一个接踵而至的昏君,或许也早已断了这个不切实际的念想。

直到祖冲之去世十年后的梁天监九年,其子祖暅向梁武帝萧衍上书三次,才最终实现了他的生前愿望,《大明历》正式被朝廷采用。

这一年,离大明六年已过去整整48年了。

这部由梁武帝萧衍下令启用的《大明历》,后来历经陈、隋、唐、宋数朝,陆续被沿用达737年之久,直到南宋庆元五年,杨忠辅创制更精确的《统天历》,《大明历》才正式停止使用。

因为梁武帝,《大明历》走过了近800年的光辉岁月,默默指导服务于古人的生产生活,祖冲之若泉下有知,亦当万分欣慰。

他是南朝的爱迪生

除了对天文历法有浓厚兴趣,成天捣鼓各种小发明,研制各种新东西,也是祖冲之的乐趣所在。

在战乱不断的南朝,刘子业被杀死后,继位的刘彧封萧道成为辅国将军,这早有野心的萧道成深知,要成就大事,得登大位,笼络人才的重要性,所以在掌控朝中官员任免权的萧道成手下,祖冲之还担任过娄县令,直至最终官任谒者仆射、长水校尉等要职。

在萧道成的手下,祖冲之的第一个发明是指南车,说是发明,其实是改进,就如瓦特改良蒸汽机一般。

图丨指南车

当年,宋武帝平定关中的时候,缴获了一架后秦时造的指南车。这个指南车的构造如鼓车,上面有木人举手指示方向,但是车子转向后,木人手指的方向仍然不变,需要人手动转向,这在行军打仗十万火急时,多耽误事啊。

于是,祖冲之奉萧道成之命,重造指南车。他改用铜制机构,内置转轮,可以自动调节手指转向,这充分体现了祖冲之设计精巧机械装置的聪明才智。

消息传出后,不想来了一个打擂台的,这人叫索驭驎,这个来自北方的大汉,大手一挥,说,这玩意儿俺也会造。

于是,类似当年新旧历法辩论赛的场景,再次出现,只不过,这一次,不是比嘴上,而是比手上功夫。

在萧道成的主持下,这场高科技产品对决赛,在乐游苑上,正式开斗。

双方拿出各自所造的指南车,在广阔的乐游苑,纵横任意驰骋。

比赛的结果是,祖冲之研发的指南车,始终全自动准确无误指向南方,索驭驎的指南车,却指向有偏差,祖冲之完胜索驭驎。

最后,萧道成当众,一把火烧了索驭驎的指南车。

祖冲之一战成名,萧道成的这一把火,从此映红照亮了他余生的半边天。

得遇萧道成,从此后,他余生都是坦途。

自成功研制指南车后,在乐游苑这个发迹之地,祖冲之再接再厉,又开始研制水碓磨。这个水碓磨,顾名思义,就是借由水力,来舂米的工具。

这一发明,也引起轰动,齐武帝萧赜像他父亲萧道成一样,亲自前往观看,给祖冲之现场打call。

图丨水碓磨

祖冲之发明的水碓磨,一千多年后,在21世纪的南方山区,仍然用于人们的生产生活。

同样是在齐武帝的永明年间,竟陵王萧子良(萧赜次子),喜好古雅之物,祖冲之便造了一个欹器送给他玩。

这个欹器,说起来容易造起来难,可不是我们平常的锅碗瓢盆茶杯之类的东西,也不是平常所见的木制铜制铁制手工艺品。

它是我国古代的一种盛水器。这个盛水器有一个特殊功能就是,水少则倾,中则正,满则覆,就是说增之一滴则太多,减之一滴又太少,必须刚刚好,才不倾不覆,合中庸之道。

它的用途,也很形而上,就是人们将其置于座右,以为戒,告诉自己,为人行事,必须时时刻刻合乎正直中庸之道,不偏不倚。

这个欹器,实际上在春秋时代就有了,当时还是鲁国的国宝,孔子去周庙参观访问时见到过,也不认识,还萌萌问一句,这是什么呀?

后来在汉朝末年就失传了,西晋时的政治家、军事家杜预,也捣鼓过这玩意儿,搞了很多次,楞没造成。

晋时杜预有巧思,造欹器,三改不成。

――《南史》

由此可见,这玩意儿,内含诸多精巧构思设计,这个核心技术,不是轻易就能攻克的。

祖冲之迎难而上,经反复揣摩研究,最终成功造出欹器,献给了竟陵王萧子良。

图丨欹器

上有所好,便投其所好,在这件事情的处理上,祖冲之算不算一个马屁精呢?其实不是的。

因为竟陵王当时也是皇位继承的热门人选,而且这人学识渊博、体恤民情,虽然他最终在立储斗争中,被萧鸾所败,郁郁而终,但在当时,他仍是祖冲之心目中的仁义之主,所以祖冲之才呕心沥血为他造出欹器,对他寄予政治上的厚望。

靠着南征北战、战功赫赫成功上位的萧道成,在刘宋王朝忙于兄弟、叔侄之间血腥宫廷斗争之时,渔翁得利,慢慢开始掌握朝中实权,因此他对于行军打仗中的军事利器,尤为注重。

在他的授意支持下,祖冲之开始潜心研制各种先进武器装备。

除了前面说到的,可用于行军打仗的指南车,祖冲之还从诸葛亮的木牛流马得到启发,秘密研制出一种新型武器,它可以不困于风水,在任何恶劣天气、地理环境下,照样运转行进自如,并且不劳人力,简直就是古代版的坦克啊。

陆行军有了坦克,祖冲之又为水军研制出了千里船。

凭借研制水碓磨的丰富经验,祖冲之在船舷两边各自安装两个轮子,又在每个轮子上安装数口桨形木板,最后在船舱内安置踏板,以人力驱动踏板,让桨在水中快速转动,船借水势桨力,乘风破浪。

这种船,不用船帆,可以日行百里。

图丨根据史籍绘制的千里船

其实这千里船,就是古代版的轮船,它比美国“轮船之父”罗伯特•富尔顿,于1807年设计出的世界上第一艘汽轮船,要早1000年。

不管是用于人们生产生活,还是用于行军打仗,祖冲之的种种奇思妙想,件件发明创造,都让我们大开眼界,大赞其才,这个发明达人,简直就是南朝的爱迪生啊。

若数千年中华文化,如祖冲之这般科研发明型人才,能被珍视,被重视,被重用,与文史型人才,并驾齐驱,齐头并进,我泱泱中华,又何来近代百年屈辱史?思量至此,真让人为之惋惜浩叹不已!

他是忧国忧民的政治家

祖冲之生活的南北朝,正是宋齐二朝交接班的当口,所以各种宫廷内斗、地方叛乱,层出不穷。

前面说过,他一开始是在宋孝武帝手下混的,然后又跟着刘子鸾去了南徐州。虽然因为新历法的事,和孝武帝闹了不愉快,好在没过两年,孝武帝就挂了。

孝武帝一死,南北朝的昏君便开始组团来了,他们一个更比一个生猛,真是上帝欲使其灭亡,必先使其疯狂。

17岁的刘子业继位仅一年,就因昏庸无道、滥杀无辜,被叔父湘东王刘彧发动政变杀死。

刘子业被杀死后,众人当然拥立刘彧为帝,是为宋明帝。

真是有其侄必有其叔,这个叔父刘彧,和侄儿刘子业一样荒淫残暴、宠信奸臣、奢靡无度、滥杀无辜,弄得民不聊生。

这个超级贪吃、史上最肥的皇帝刘彧,在当了七年皇帝后,就因肉食无度,把自己吃死了。

图丨刘彧剧照

刘彧死后,年仅9岁的长子刘昱继位,成为史上最年幼的暴君。

滥杀成性、赏罚无度的刘昱,最终在七月初七这一天夜里,在熟睡中被贴身侍卫杨玉夫杀死,年仅14岁。

对于这个史上最小昏君,史学家蔡东藩评价说: 十四岁的幼主,如此酷虐,史所未闻。

刘昱死后,权臣萧道成,以皇太后名义下诏,迎安成王刘准为帝。这个小皇帝,当时才十岁,朝政大权,完全掌控在萧道成手里,他只是一个傀儡。

两年后,刘准被迫禅位给萧道成,同年五月,被杀害于丹阳宫,年仅12岁。刘宋王朝至此灭亡。

南齐政权的前两任皇帝齐高帝萧道成和齐武帝萧赜,任内都重视人才、崇尚节俭、政治清明,全力推动江南经济的发展和社会安定。

后来的萧赜之孙萧昭业上台后,又开始挥霍无度。看来,富不过三代,不论是在民间还是皇家,都是颠扑不破的真理啊。

好在萧昭业在位仅一年就被齐武帝堂弟萧鸾所杀,然后萧鸾又立其弟萧昭文为帝。这萧昭文于延兴元年七月做的皇帝,当年十月就被废,十一月被杀,然后萧鸾十月即皇帝位,是为齐明帝。

图丨萧昭业剧照

从刘宋王朝就开始的宫廷血腥斗争,在经历南齐王朝短暂的停歇休整之后,再次如毒瘤般在南齐王朝蔓延开来。

因为不关注不参与不站队,虽身处朝野,祖冲之倒能隔岸观火、全身避害,又因为是国家高科技人才,祖冲之在萧氏掌控的南朝,也一直被赏识、重视和重用。

36岁那年,他就官至谒者仆射。这谒者仆射,那可是皇帝出行的大总管。

65岁时,他更官至长水校尉,成为南齐八大校尉之一,是朝中四品大员,位高权重,一时无二。

只是,这荣华富贵加身,于他,亦似可有可无。

年少时,他埋头经书,著书立说,研制新历,雄心万丈;中年时,他醉心发明,指南车、水碓磨、千里船,他乐此不疲。

而今老矣,他亦再没有了年少时的意气风发、孜孜以求、反复实验,面对这流离乱世,战乱频仍,他再没有心力去研究天文历法、发明创造,举目是无休止的王权纷争、内斗叛乱,晚年的祖冲之,眼里心里,只有黎民百姓,只有天下苍生。

他开始思考救民于水火、救国家于危乱之道,他写了一篇政论长文《安边论》,向齐明帝谏言,欲恢复汉朝就已建立的屯田制度,让贫苦百姓耕者有其田,借此恢复农业生产,救民也救国。

由于连年战乱,汉初为恢复农业生产,开始实行屯田制,就是利用士兵和农民垦种荒地,而由朝廷派典农官、屯田都尉,募民耕田种地,即为民屯。

图丨古代农耕图

祖冲之的初衷不过是,把因为战争而流离失所的农民集中起来,让他们有田有屋,既养活了一家老小,又能稍稍提振社会经济。

愿望当然是美好的,齐明帝也答应了,还打算派祖冲之巡视四方,创建可以让天下百姓丰衣足食、安居乐业的千秋大业。

那一刻,我们看到年轻的祖冲之,仿佛又回来了;那一刻,他是年迈的廉颇,却仍可以一饭斗米肉十斤,被甲上马立可待。

那一年,他已经70岁了。

然而,纵他有廉颇之志,却终究败给了这南朝的乱世。

永泰元年,这一年,北魏孝文帝下令征发冀、定、瀛、相、济五州兵卒二十万,大举南伐。南齐被迫应战。战争一直持续至这年九月,孝文帝得知齐明帝死讯,下诏称“礼不伐丧”,才引兵而还。

只是,因为这场战争,因为齐明帝之死,祖冲之此生最后一个政治心愿,也从此化为泡影。

齐明帝之后,其次子萧宝卷继位,改元永元。

这个16岁的萧宝卷,同样昏庸无道。

这易主的江山,不论姓刘还是姓萧,这昏庸之主,好像一直如影随形,从来不曾离去,换了一个舞台,他们改头换面,重又粉墨登场。

图丨穿裤褶服的南朝乐队

这南朝的乱世,仿佛没有尽头,众生的苦难,亦没有尽头。

曾经赏识、重用他的萧道成死了,萧鸾也死了。在这个人们平均寿命只有39岁的南北朝,71岁的祖冲之,早已活过了属于他的时代,回顾这漫长的一生,他原以为这世道总是向前走的,虽然无比艰难缓慢,可终究是一点一点往前走的啊,可是到如今,这风烛残年,他才猛然惊觉,原来这世道,走的并不是直线,甚至连曲线、弧线都不是,他看到这人世,不过是在走一个圆,从圆点回到圆点,兜兜转转,不过是一场又一场轮回。

阅尽千帆,他早已厌倦了这人世无意义的一次次轮回。

永元二年,72岁的祖冲之,走完了他致力于科学研究简单纯粹孜孜以求又充满遗憾的一生。

他终究没有等来他想望中的盛世永驻。这无量众生的无尽苦难,他痛心疾首,却无能为力。

死亡,如那一年隆冬时节的最后一场大雪,悄无声息将他轻轻覆盖,亦轻轻覆盖住这污秽人间。

如是,他便看到这天地之间,一片皓皓清辉。

图丨祖冲之画像

祖冲之去世后,血腥宫廷斗争仍在继续上演。

第二年,19岁的萧宝卷被杀,又过了两年,萧衍篡位称帝,改国号为梁,南齐灭亡。

这更迭的朝代,这流离的乱世,这太多君王的名字,如走马灯一般,很多我们过目即忘,很多我们从未听闻,只有祖冲之这三个字,如夜空璀璨的星辰,如中天一轮明月,让我们仰望膜拜,无限追思。

在遥远浩瀚的无垠太空,永久编号为1888的小行星,叫“祖冲之星”。

在三五月圆之夜,月面之上,肉眼隐约能看到的环形山,有一座叫“祖冲之山”。

是啊,祖冲之,他是人类灿烂历史长河中最耀眼的一颗星,他是炎黄子孙心中最圆的一轮月。

他还是我们童年最亲切的记忆,他更是我们中华民族永恒的骄傲!

作者:我方特邀作者午梦堂主