圆周率是怎样算出来的?
中国石油大学北京研究生院-副班长
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圆周率是怎样算出来的?
作者:梁衡
来源:《大众科学》2018年第08期
祖冲之在为古代数学名著《九章算术》作注时,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。