西方有父子兄弟都是数学家的家族如伯努利家族,在中国也有一对父子数学家:祖冲之和祖暅(念:gèng )。提起祖冲之,小学生都知道,就是那位教科书常客、历史挂图“钉子户”,长着长胡子绑着布头巾的慈祥老爷爷。而背得滚瓜烂熟的圆周率π≈3.141592653...简直就是祖冲之名片,谁人不知谁人不晓:第一个将圆周率推算到小数点后七位的人,领先世界千年!可说起祖暅,别说路人,就算是对古代科技略知一二的人,也可能愣一下:“祖恒(héng),这是哪位”?
但了解数学史的人都知道,这对父子的学术贡献的评价,用“儿子开宗立派,老爸刷数据出圈”是非常准确的。祖冲之算圆周率,确实够牛,够精准,但用的方法:割圆术,还古希腊的阿基米德和三国时期刘徽玩剩下的套路,本质上就是“把圆割成无数个正多边形,边数越多越接近圆”,说难听点就是 “大力出奇迹”,靠的是惊人的耐心和算力,没在方法上玩出啥新花样。
祖冲之(429年-500年),字文远,范阳郡遒县(今河北省涞水县)人,南北朝时期杰出的数学家、天文学家
展开剩余63%可儿子祖暅不一样,他搞出的 “祖暅原理”,那可是属于实打实的重大核心原创方法学革命!简单说就是 “幂势既同,则积不容异”:两个几何体,如果在任意高度上的截面积都相等,那它们的体积就肯定相等。可别小看这一句理所当然话,它直接解决了困扰古代数学家上千年的“求不规则几何体体积”的难题。在这之前没人知道球的体积如何计算,但祖暅用这个原理,顺着父亲的研究往下走,轻松就推导出了球体体积公式。更决的是,这个原理并不只是针对某一个问题的“特效药”,而是能解决一堆体积问题的“万能钥匙”,相当于给古代数学研究打开了一扇新大门,这种从“解决一个问题”到“创造一种方法”解决一类问题的跨越,比单纯算个圆周率的精度不知道高到哪里去了。
祖暅原理示意图
可为啥祖冲之成了中国古代先进灿烂科学文化代表之一的“国民科学家”,数学成就领先他老爹几个身位的祖暅却成了“冷门大佬”?说白了,还是“通俗战胜了深奥”。就算不知道π,也知道圆周率这东西,对于小学生而言,3.14就是圆周率,圆周率就是3.14;可祖暅原理呢?“幂势既同”“截面积相等”,光听名词就头大:用文言文描述数学,什么是幂?就算解释半天,也远不如“小数点后七位”来得有冲击力。
教科书和历史挂图选人物,也偏爱“形象鲜明、成果好懂”。祖冲之的圆周率,数字具体、故事好讲;往挂图上一放,老师好教,学生好记,不用过多解释;你就说适不适合当“古代科技榜样”?而祖暅原理太抽象,就算印上挂图,老师还得花半节课解释“这玩意儿到底是啥”,有什么用?对于科普和增长民族自信心的性价比太低。久而久之,祖冲之就成了中国古代数学领先欧洲的“古代数学代言人”了,而真正开创了方法学的儿子祖暅,反而成了老爸光环下的 “隐形人”。
就像有人靠一道爆款题刷爆全网,而有人却悄悄写下了解题手册:祖冲之计算圆周率就是那道“爆款题”,祖暅原理就是那本能让无数人学会解题的“通用手册”。如今我们再审视这段科学史插曲,不该只记得那个算圆周率的祖冲之,还应该记得那个搞出“万能解题法”的祖暅。毕竟,能算出一个精准数字,是天赋和耐心,而能创造一种通用方法,才是真正的智慧和远见。
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