第一章趣味科學故事1(1 / 3)

第一章趣味科學故事1

祖衝之解密圓周率

429年,祖衝之出生在範陽,即今河北淶水。祖衝之自幼喜歡數學和天文,不喜歡讀古書。

一天晚上,祖衝之躺在床上想白天老師說的“圓周是直徑的3倍”這話似乎不對。第二天早,他就拿了一段媽媽緔鞋子的繩子,跑到村頭的路旁,等待過往的車輛。

一會兒,來了一輛馬車,祖衝之叫住馬車,用繩子把車輪量了一下,又把繩子折成同樣大小的3段,再去量車輪的直徑。量來量去,他總覺得車輪的直徑沒有1/3的圓周長。祖衝之站在路旁,一連量了好幾輛,得出的結論是一樣的。

這究竟是為什麼?祖衝之一心想要解開這個謎。

經過多年的努力學習,祖衝之研究了劉徽的“割圓術”。所謂“割圓術”就是在圓內畫個正六邊形,其邊長正好等於半徑,再分十二邊形,用勾股定理求出每邊的長,然後再分二十四、四十八邊形,一直分下去,所得多邊形各邊長之和就是圓的周長。

祖衝之非常佩服劉徽這個科學方法,但劉徽的圓周率隻得到96邊,得出314的結果後就沒有再算下去,祖衝之決心按劉徽開創的路子繼續走下去,一步一步地從12288邊形,算到24567邊形,兩者相差僅00000001。祖衝之知道從理論上講,還可以繼續算下去,但實際上無法計算了,隻好停止,從而得出圓周率必然大於31415926,而小於31415927。

祖衝之又進一步得出圓周率的密率是355/113,約率是22/7。直至1000多年後,德國數學家鄂圖才得出相同的結果。

少年隨父旅行的沈括

1031年,沈括出生在錢塘,即今杭州的一個官宦人家。沈括從小聰穎過人,酷愛讀書而且勤奮刻苦,在母親的指導下,遍讀家中的藏書,對各門學科都有濃厚的興趣。

沈括少年時代隨父親走過許多地方。壯麗的山河,廣闊的田野,一幅又一幅地在他的眼前展開,引發了他對大自然的熱愛。波濤洶湧的錢塘江潮、敏捷靈活的四川鸕鶿、鋒牙利爪的南海鱷魚,在沈括的腦海裏留下了深刻的印象。

隨父旅行的少年時代不僅使沈括開闊了眼界,也使得他接觸了社會,對勞動人民的生產和生活有所了解。

1062年,沈括中了進士第一名。幾年後入京,在昭文館編校書籍。沈括在昭文館利用時間和職務之便,閱讀了大量館藏書籍,尤其深入研究了與農業生產密切相關的天文學。一個編校書籍的青年官員,在天文方麵如此下苦功夫,不由得引起了人們的注意。

一天,昭文館的官長向沈括提出幾個天文學的問題,如有關二十八宿、黃道經度、日月形狀和日月食發生條件等,沈括根據自己的研究成果一一作了令人信服的回答。

豐富的天文學知識使沈括在進入昭文館的當年,宋神宗就要他負責改造渾天儀。1072年,又指派他兼任提舉司天監。司天監是中央政府掌管天文曆法的機構。觀測天象、推算曆書是他們的主要工作。

在昭文館中,沈括又推薦了平民天文數學家衛樸入監修曆。並起用了一批士人,為他們分5科進行技術培訓,學成後分配在監內工作。沈括與衛樸互取所長,通力合作,終於修成了《奉天曆》。晚年時,又提出了更為先進的“十二氣曆”。

晚年的沈括定居潤州,即今江蘇鎮江夢溪園,於是專心把一生對文學、藝術、曆史、政治、天文、地理、數學、技術等諸方麵的觀察實踐所積累的研究成果,歸納整理造冊出書,並提出創造性的見解,最終完成了科學巨著《夢溪筆談》。

《夢溪筆談》不但在我國科學史上,而且在世界科學史上也有重要的地位,美國科學家李約瑟說沈括是“中國整部科學史中最卓越的人物”,《夢溪筆談》被稱為“中國科學史上的裏程碑”。

5歲留日的地質學家

1889年,李四光出生在湖北省黃岡縣回龍山鎮,他的家境貧寒,父親教書掙的錢不能養活全家。李四光從小就很懂事,他一邊在父親教書的私塾念書,一邊幫助媽媽幹許多家務勞動——帶弟妹、挑水、砍柴、舂米。

艱苦的環境,不僅培養了李四光勤奮、努力學習的好習慣,而且造就了他堅強不屈、刻苦奮鬥的優良品質。

李四光14歲時,父母決定送他到武昌高等小學。第一次走進學堂的他,覺得一切都是那麼新鮮,課程表上有許多私塾裏從來沒學過的知識,如算術、曆史、英語、地理、日語。來上課的老師都十分嚴肅,老師在課上常說:“同學們,你們能來這裏讀書,是非常不容易的,希望大家勤奮學習,學得好的同學,省裏還會派公費出國留學。”

李四光非常珍惜這來之不易的學習機會,他對每一門功課都不放鬆,學得十分認真,而且每次考試都是第一名。1904年,他以優異的成績被選派到日本留學,就讀於日本大阪高等工業學校,學習造船機械。無論嚴冬還是酷暑,他從不放鬆學習。

後李四光又在英國伯明翰大學苦讀了6年,獲得了學士學位和碩士學位,他的碩士畢業論文《中國之地質》得到他的導師包爾頓教授的高度讚賞。

李四光學成歸國後,一直從事古生物學、冰川學以及地質學的研究和教學。新中國成立後,他運用所學的地質力學在大陸找到了石油,破除了“中國貧油論”的說法。

數學天才華羅庚

1910年11月12日,在江蘇金壇縣城清河橋下的一家小雜貨鋪裏,馳名中外的數學家華羅庚降生了。

華羅庚初中二年級的時候。有一天,數學老師跟同學們說:“今天,我給大家出一道難題,看誰先解出來。”同學們都睜大眼睛,豎起耳朵。

“今有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”老師搖頭晃腦地將難題念出。

“老師,這數是23。”華羅庚馬上站起來回答。

老師驚奇地問:“你知道韓信點兵嗎?”

“不知道。”華羅庚老實回答。

老師說:“這是我國古代數學的一個問題,外國教科書上把它命名為‘中國剩餘定理’,也叫‘孫子定理’。”同學們一個個聽得入了神,老師講完後,又把目光落在華羅庚的身上。