割圆不尽 十指磨出血,周率可限 青史标美名

余年寄山水
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2020年08月05日 06:57
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割圆不尽 十指磨出血,周率可限 青史标美名
却说那次祖冲之在戴法兴的寿宴上测 报月蚀,得罪了这
个权臣,自觉在京城不好存身了,便应邀到南徐州(今江苏
镇江)作了刺史刘 延孙的助手。好在这个职务比较清闲,他
便把大部分时间维续用来研究天文历法。积三年之辛苦,于公元426年(大明六年)他终于搞出一部比较科学的《大明历》
呈献给孝武帝,请求颁用。不想那 个戴法兴从中作梗,不但
新历法不能颁行,到大明八年,就连他当刺史助理的官职也
被革去了。
祖冲之赋闲在家,心里郁愤难平。他深感当时的世道要干成
一件事实在难。可他想自己才36岁 ,难道此生就这样一事
无成?于是就想搞点与政界牵涉不大的事-研究数学。他先
为古代数学名 著《九章算术》作了注。《九章算术》成书于
公元四、五十年间,集我国古代数学之大成,历代有不少人
曾为它作注,但都碰到一个难题:那就是圆周率(现在叫π,
它是圆周和直径之比)。很古时候 ,人称“径一周三“,即
π=3。王莽新朝时精确到3.1547,东汉时张衡又精确到
3.1 466,三国时刘徽为《九章算术》作注,则认为最精确的
应是3.14。四百多年来众说不一。 祖冲之一接触到圆周率问题,便被困扰得坐卧不安。他的住
所里,雪白的粉墙上,画了一个大大的圆 圈,地上也是大圈
套小圈,桌上到处是纷乱的稿纸。他背着手在房间里踱来踱
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去,一会儿好像自己走进了墙上那个大圆圈中,一会又好像
桌上那一堆圆圈一齐涌进 自己的脑子里,如乱麻一团。唉,
这周径之比是如何得出的呢?他又回到桌前抽出刘徽注的
那本 《九章算术》坐下来边读边想。
这时屋里还有一个十三、四岁的男孩,他是祖冲之的儿子,
叫 祖暅。别看他小小年纪,却天资聪颖,戏耍之余常爱在父
亲身边推算那些数字和图形。今天他看到地上这 许多圆圈感
到很新鲜,便单腿在地上跳起圈来。突然听到父亲拍案喊道:
“有了!”将他吓了一 跳,忙跑过去垃看父亲的衣袖问道:
“甚么有了?”“办法有了。暅儿,你看刘徽这里不是明明
写着割圆术吗?只要将一个圆不断地割下去,内接上正多边
形,求出多边形的周长,不就有了圆周率了吗 ?暅儿,你会
吗?”
“我会,用爸爸教过的勾股定理一一去求就是了。“

“道理简单,算起来可就费动了。从今天起,咱爷儿俩就来
办这件事,你可要十分仔细啊。“
说完,祖冲之到院里搬来几根大竹子,操起一把刀破成细条,
又一一斩成短截,整整干了两天, 地上堆起了一座竹棍的小
山。现在听起来奇怪,搞计算怎么先干起竹木活来?原来,
当时既没有 阿拉伯数字可以笔算,也没有算盘可以珠算。运
算全靠一种叫算筹的原始工具。它是用竹木削成的一根根 小
棍,用来拼摆成各种数字。数字纵横两式,个位、百位、万
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位用纵式,十位、千位用横式。一切加、减、乘、除全靠用
这些木棍在桌上摆来摆去。今天遇到这么 大的算题,平时的
那些算筹哪里够用?
再说,祖冲之将这一切准备停当之后,便在当地画了一 个直
径为一丈的大圆,将圆割成六等分,然后再依次内接一个12
边形、24边形、48边形… …他都按勾股定理用算筹摆出乘
方、开方等式,一一求出多边形的边长和周长。你想这祖冲
之何 等聪明,他知圆周率是周长与直径之比,所以就把直径
定为一丈,这样就省掉再除一次的程序,不断求出 多边形的
周长,也就不断逼近圆周率了。祖暅也在那个大圆圈里跳进
跳出地帮他拿算筹,记数字 。就这样直算得月落鸟啼,直算
得鹤鸣日升,那竹棍摆成的算式从桌上延到地下,又满地转
着圈 子,一屋上下全都是些竹码子。这批算筹又都是些新破
的竹子,还没有来得及打磨,祖冲之用手捏着、想 着、摆着,
不消几日,渐渐指头都被磨破,那绿白相间的新竹竟染上了
红红的血印。
正 是:


公式定理虽无声,原来却是血凝成,莫言数字最枯燥,多少
前人拚博情。

他们父子这样不分昼夜地割供算商。这天,他们割到第96
份,真是如攀险峰,愈登愈难。当年刘征就是 到此却步,而
将得到的3.14定为最佳数据。夜静更深,小祖暅早已眼皮
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沉重,东倒西歪地想睡了。祖冲之想,这些日子也实在辛苦
了这孩子,便忙打发他去睡 觉。他推开窗户,深吸了几日这
建康城里夜深时分甜甜的空气,看了一回星空,又转过身来
看看 当地那个大圆。那内接的96边形,与圆都快接近于重
合了。按说能算到这一步已经实在不易,用这个数 字再去为
《九章算术》作注,也就完全可以了。他用拳头捶了捶酸困
的后腰,又摸摸缠了布条的 手指,向墙边的书架踱去,忽然
背后唰啦啦一阵响声。他猛一回头,哎呀!原来刚才末关窗
户, 一阵夜风吹起窗幔,把竹筹摆起的许多算式扫得七零八
落,抛洒一地。这式子刚摆完还没有来得及验算, 也未抄下
得数。要知每算一遍就要进行十一次加减乘除和开方,多么
繁重的劳动啊!祖冲之一下 扑在地上,用还渗着血的十指捧
起一掬算筹,对着深邃的夜空,低声喊道:“老天啊!你也
和戴 法兴一样,如此欺人。”他一甩衣袖,索性将桌上的残
式全部拂去。又重新摆布起来。就这样不知又过了 多少天,
只知花开花落,月缺月圆,父子俩把地上那个大圆直割到
24576份,这时的圆周率 已经精确到3.14159261。祖冲之知
道这样不断割下去,内接多边形的周长还会增加,更接近于
圆周,但这已到了小数点后第八位,再增加也不会超过
0.00000001丈,所以圆周率必 然是3.1415926<π<
3.1415927。当时祖冲之就把圆周率定在“上下二限“之间。< br>这上下限的提法确是祖冲之首创,他得出的圆周率精确值在
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当时世界上已遥遥领先,直到一千年后才有阿拉伯数学家阿
尔卡西的计算超过了他。所以国际上曾提议将 圆周率命名为
“祖率”。这都是后话。
还说当时,经过无数个日夜奋战,图形遍地,算筹成堆 ,祖
冲之终于算出了新的圆周率。这天他兴致极好,便带着儿子
祖日桓出了都城,到郊外一座小 山上的寺院里吃酒、访友、
散散心。他边走边说:“暅儿,这圆周率在天文、历算、测
地、绘图 上处处都要用到,前面的几位数字你可要牢牢记
熟。”小祖暅手里拿着一枝野花,扬起稚气的圆脸,往山 上
一指,说:“好记,好记!山颠一寺一壶酒,(3.14159)。
爸爸今日心情甚好,可以 开怀畅饮了。”祖冲之不禁仰天大
笑,一来这些日子的辛苦总算有了个结果,二来小暅儿如此
聪 明,不怕事业后继无人。那祖日桓后来真的成了我国历史
上有名的数学家。祖暅的那句玩笑还真的又引出 了一段故
事。且待下回分解。——摘自《数理化通俗演义》(梁衡著)

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