圓周率的推算

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“三劍樓随筆”專欄金庸 梁羽生兄在《數學與邏輯》一文中,曾談到祖沖之的圓周率,說是全世界最早的精密計算。

    這在數學史上是一個有趣的問題。

     圓周與直徑的比例怎樣,這在實用上是常遇到的,我國最早的數學書是《周髀算經》(注:現存《周髀算經》為東漢末年或是魏晉之間的趙君卿所注,原作者與成書年代均不詳。

    它是相當古老的書籍,别看書名有一“算”字,整本書又充斥着數學,其實是冊古代天文書,且自古就被列入《算經十書》中。

    《算經十書》包括《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》、《孫子算經》、《五曹算經》、《夏侯陽算經》、《張邱建算經》、《五經算術》、《緝古算經》、《數術記遺》),其中稱“周三徑一”,即圓周率(注:圓周率就是圓周長與直徑的比)是三。

    據傳說,這是周初的商高計算出來的。

    如果傳說不錯,那麼這是公元前十二世紀的事。

     希臘人說,圓周率的應用是始于公元前三世紀的大物理學家阿基米德,就是那位因洗澡而發現阿基米德定律的人。

    希臘人稱圓周率為“阿基米德值”。

     我國著名橋梁專家、設計建造錢塘江大橋的茅以升先生在《圓周率略史》中說:“西洋數學多以為此率源于印度,而聲息相通之阿拉伯亦認為是印度所産。

    ” 到底,粗疏的圓周率是哪一民族的人最先發現的?我想,三與一之比的周率,随便用尺與繩子一量就量得出來。

    在實用上需用的時候,許多民族都會一量而依照這比率計算。

    所以,到底誰最早發現,那是很難說的。

    至于精密的計算,則是較後的事。

     我們說祖沖之最先計算出精密的圓周率,是根據《隋書·律曆志》中的記載。

    那上面說:“古之九數,圓周率三,圓徑率一,其術疏舛。

    自劉歆、張衡、劉徽、王蕃、皮延宗之徒,各設新率,未臻折衷。

    宋末,南徐州從事史祖沖之,更開密法,以圓徑一億為一丈,圓周盈數三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒數三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,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,周二十二。

    又設開差冪(注:字同“幂”,讀音均同“密”字音),開差立,兼以正圓參之。

    指要精密,算氏之最者也。

    所著之書,名為《綴術》,學官莫能究其深奧,是故廢而不理。

    ”(注:此段記載乃是重新取自《隋書·律曆志》原書中的相關記載。

    ) 這一段話稍日說明,就極易清楚: 我國曆史上首先用數學方法推算圓周率的,是漢代的大學者劉歆(公元二三年為王莽所殺),他的圓周率是3.1547。

    張衡(公元七八年,到公元一三九年,東漢時代人),是我國著名的天文學家,他的圓周率是731/