祖沖之發明了什么？
來源：高三網 2021-12-02 21:19:56
祖沖之的成就主要體現在數學,機械,歷法三個方面。祖沖之提出了用圭表測量正午太陽影長以定冬至時刻的方法，發明了千里船、水碓磨，發現了圓周率，重制了指南車，研制出大明歷、述異記。
數學史上的創舉——“祖率”
祖沖之算出圓周率（π）的真值在3.1415926和3.1415927之間，相當于精確到小數第7位，簡化成3.1415926，祖沖之因此入選世界紀錄協會世界第一位將圓周率值計算到小數第7位的科學家。祖沖之還給出圓周率(π)的兩個分數形式：22/7（約率）和355/113（密率），其中密率精確到小數第7位。祖沖之對圓周率數值的精確推算值，對于中國乃至世界是一個重大貢獻，后人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”，簡稱“祖率”。
天文成就
祖沖之對木、水、火、金、土等五大行星在天空運行的軌道和運行一周所需的時間，也進行了觀測和推算，給出了更精確的五星會合周期。中國古代科學家算出木星（古代稱為歲星）每十二年運轉一周。西漢劉歆作《三統歷》時，發現木星運轉一周不足十二年。
祖沖之進行了重新測量，得出木星每84年超辰一次的結論，即定木星公轉周期為11.858年（今測為11.862年）。并得出更精確多五星會合周期，木星398.903日（誤差0.019日），火星780.031日（誤差0.094日），土星378.070日（誤差0.022日），金星583.931日（誤差0.009日），水星115.880日（誤差0.002日）。
機械制造
祖沖之設計制造過水碓磨、銅制機件傳動的指南車、千里船、定時器等。在中國古代指南車的名稱由來已久，但其機制構造則未見流傳。三國時代的馬鈞曾造指南車，至晉再次亡失。東晉末年劉裕攻長安，得后秦統治者許多器物，其中也有指南車，但“機數不精，雖曰指南，多不審正，回曲步驟，猶須人功正之”。南朝宋昇明年間(477-479年)蕭道成輔政，“使沖之追修古法。沖之改造銅機，圓轉不窮而司方如一，馬鈞以來未有也。”祖沖之所制指南車的內部機件全是銅的，它的構造精巧，運轉靈活，無論怎樣轉彎，木人的手常常指向南方。
祖沖之改良了水碓磨。在西晉初年，杜預改進發明了“連機碓”和“水轉連磨”。一個連機碓能帶動好幾個石杵一起一落地舂米；一個水轉連磨能帶動八個磨同時磨粉。祖沖之又在這個基礎上進一步加以改進，把水碓和水磨結合起來，生產效率就更加提高了。這種加工工具，中國南方有些農村還在使用著。
祖沖之還設計制造過一種千里船，史載“又造千里船，于新亭江試之，日行百余里”。它可能是利用輪子激水前進的原理造成的，一天能行一百多里。
祖沖之曾制造過“欹器”。這種器具用來盛水“中則正，滿則覆”，古人常放置在身邊以自警，“晉時杜預有巧思，造欹器三改不成”。南齊永明年間竟陵文宣王蕭子良“好古，沖之造欹器獻之”。
水碓磨：
祖沖之也制造了很有用的勞動工具。他看到勞動人民舂米、磨粉很費力，就創造了一種糧食加工工具，叫作水碓磨。古代勞動人民很早就發明了利用水力著米的水礁和磨粉的水磨。西晉初年，杜預曾經加以改進，發明了“連機碓”和“水轉連磨”。一個連機碓能帶動好幾個石杵一起一落地舂米；一個水轉連磨能帶動八個磨同時磨粉。祖沖之又在這個基礎上進一步加以改進，把水碓和水磨結合起來，生產效率就更加提高了。這種加工工具，我國南方有些農村還在使用著。
千里船：
祖沖之還設計制造過一種千里船。它可能是利用輪子激水前進的原理造成的，一天能行一百多里。
定時器：
根據春秋時代文獻的記載，祖沖之制作了一個“欹器”，送給齊武帝的第二個兒子蕭子良。欹器是古人用來警誡自滿的器具。器內沒有水的時候，是側向一邊的。里面盛水以后，如果水量適中，它就豎立起來；如果水滿了，它又會倒向一邊，把水潑出去。這種器具，晉朝的學者杜預曾試制三次，都沒有成功；祖沖之卻仿制成功了。由此可見，祖沖之對各種機械都有深刻的研究。
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