作者precession (little-boy)
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标题转贴文章--我发现了祖冲之的秘密
时间Fri Aug 27 08:44:09 2004
我发现了祖冲之的秘密 石厚高
大家一直以为祖冲之(430-501)计算圆周率是由圆内接、外切正
六边形算起,就连清圣祖敕编《数理精蕴》都有这麽一段记载:「……
刘宋祖冲之以圜容六边起算……自六边而十二边,自十二边而二十四边,
自二十四边而四十八边,如是累至亿万边,设径为一,而周得三一四一
五九二六五三有余……」。其实不然,他是由圆内接、外切正方形算起
的。
古代数学家为求圆周长很花了些时日,《周髀算经》有这样的话
「径一周三」,是指若圆之直径为一,则圆周长为三。因为圆周长不
好求,所以在圆内作内接正多边形,求这个正多边形的周长,用它来
代替圆周长,边数愈少误差愈大,所以要扩充边数。作外切正多边形
也是一样的道理。祖冲之是在半径为一的圆内,先作内接正方形,求
得它的边长,再由这里求得圆内接正八边形的边长,如此继续外切情
况也一样。
为甚麽数学界都以为祖冲之是由正六边形算起?因为初中生甚至
小学生都知道,圆内接正六边形的边长就是圆半径,所以就以为由这
里起步会省很多事。
我在李严着《中算史论丛》的〈明清算家之割圆术研究〉一章里
发现明清数学家的研究成果,从圆内接外切四边形以及从圆内接外切
正六边形开始算,两种情况都是算到数万边正多边形求得它们的边长。
我以电脑验证,肯定祖冲之是从圆内接正四边形与外切正四边形,也
就是从正方形开始算的。
祖冲之为了求得圆周率小数後的第七位正确值,首先把2的平方根
计算至小数後2万8672位,而坊间一般参考书都没有提到这一点,这是
项很了不起的成就,我认为困难之处有下列五项:他不会写阿拉伯数
字,阿拉伯数字清末民初才传入我国,所以他不论用一、二、三……
或壹、贰、参……,都麻烦得不得了,此其一;他也不会打算盘,算
盘到十二世纪才出现,他用的是算筹,此其二;他自己一个人作的而
不是团队作业,像修铁路一样,甲队修基隆至台北,乙队修台北至台
中……,然而开平方是不能「分工合作」的,此其三;他至少作了四
遍,作一遍再验算一遍,由内接逼近作二遍,再由外切逼近又要作二
遍是其四;他没有钢笔、铅笔、原子笔,只有毛笔,毛笔写起来是多
麽的麻烦,此其五。
所以他说我好累我好累,只能作到小数後七位了,「以俟能言者」,
「俟」就是等待的意思,以後再等中华民族资优男青年或资优女青年来
作吧!说得多麽无奈又无助啊!
我把这项发现整理出来,发表於民国90年3月出版的《数学传播》
季刊,获得数学界认同,有兴趣的读者可以参考。高中学生应该可以
看懂,并没有用到高等数学。
一千四百多年前,祖冲之花了多少时间,算得多麽艰苦多麽孤独,
想找人谈谈又无人可谈,又是多麽的寂寞;一千四百多年後的今天,
有我这麽一个知音,他也可以含笑九泉了。
石厚高:退休高中教师
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曾经沧海难为水 除却巫山不是云
取次花丛懒回顾 半缘修道半缘君
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