你知道圓周率的計算歷史嗎?知力百科

2021-01-19 知識就是力量

今天是圓周率日,知力君今天就跟大家講講關於圓周率的歷史故事。


在漫長的歷史歲月中,中國人曾有過許許多多的發明創造,對人類文明的進步作出了自己應有的貢獻,在圓周率計算上,也有她光輝燦爛的一頁。


漢代曆法家劉歆(公元前53~前23)受王莽之命製作銅斛(音hu,銅斛是一種圓柱形的標準量器),由銅斛的銘文:「律嘉量斛,方尺而圓其外,庣(音tiao,凹下或不滿處)旁九釐五毫,冪百六十二寸,深尺,積一千六百二十寸,容十鬥」可以推算出來劉欲用的圓周率為:π=3.15466世有「歆率」之稱。歆率同古希臘大科學家阿基米德(Arehimedes.前287~前212年)求得之圓周率相比要晚兩百多年,數值也不如後者精確。但在中國的科學技術史上仍然不愧是尋求新率的先導。


東漢時代的張衡(78~139年)是中國古代在天文學方面有過卓越貢獻的大科學家,他也曾涉獵過固周率的計算。遺憾的是這位舉世聞名的科學家並沒有在欲率的基礎上前進。他的周率為3.1623。


王蕃(228一266年)是三國時代的天算家。他所用的圓周率為:π=142/45=3.155……,仍然沒有超越歆率。王蕃同代人的劉徽是魏晉時的數學家,他在周率的計算上迸發出光輝的彩環。魏景元四年(公元263年)注《九章算術》,並在其中提出許多創見,尤其用制割圓術來計算圓周率的方法含有極限概念,在當時不能不說是一個智慧的發現。他正確地計算出圓內接正192邊形的面積,從而得到圓周率π的近似值157/50(3.14),近而又計算出圓內接正3072邊形的面積,得到的二值為3927/1250(3.1416)。從劉歆到劉徽經歷了254年漫長的歷程,超越了歆率,並在歷史上稱為「徽率」。


中國到了南北朝時代,出現了一位偉大的數學家,他就是祖衝之(426~500年)。他創造了圈周率精確度的世界新紀錄。這個成就原本載入他的著作《綴術》中,但這本著作後來失傳了。現在我們只能根據《隋書·律曆志》的記載,知道他「以圓徑一億為一丈,國周盈數三丈為一尺四寸一分五釐九毫二秒七忽,朒(不足)數三丈一尺四寸一分五釐九毫二秒六忽,正數在盈、朒二限之間。密率:圓徑一百一十三,圓周三百五十五;約率:圓徑七,圓周二十二」。即3.1415926<π<3.1415927,精確到小數點後6位。


現在人們已無法考查祖衝之是如何算得這一結果的了。多數史學家傾向於祖衝之亦沿用劉徽所採用的「刻回術」方法,即從圓的正六邊形出發,經過若干次倍邊過程,得到一系列邊數越來越多,而周長與圓周越來越密合的圓內接正多邊形,從而求得圓面積的近似值。果真如此的話,他要經過11次倍邊過樣,最後求得圓內接正12288邊形的邊長和圓內接正24576邊形的面積,而每一次倍邊過程都要進行9一18位數的四則與開方運算。在1500年前,還只能靠筆和紙來運算,這是需要有多麼堅強的毅力和付出多麼艱辛的勞動才能獲得的結果啊!


不知道知力君今天對圓周率歷史的講解,你收穫了多少知識呢?這文章完全可以收藏哦~


編輯:張旭

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